ES2690677T3 - Sistema de control de la trayectoria, dispositivo de control de la trayectoria, método de control de la trayectoria y producto de programa informático - Google Patents

Sistema de control de la trayectoria, dispositivo de control de la trayectoria, método de control de la trayectoria y producto de programa informático Download PDF

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Abstract

Un sistema de control de la trayectoria que comprende: una red que incluye dispositivos de comunicación (202 a 205) que están adaptados para comunicarse a través de por lo menos un enlace inalámbrico entre cada dos dispositivos de comunicación, dicho enlace inalámbrico es uno de una pluralidad de enlaces inalámbricos que utilizan modulación adaptativa; y un dispositivo de control de la trayectoria (201) que está adaptado para obtener la probabilidad de ancho de banda que corresponde a un ancho de banda de enlace y que indica una estabilidad del ancho de banda de enlace con respecto a cada uno de la pluralidad de enlaces inalámbricos, para establecer con preferencia una trayectoria de comunicación que utiliza por lo menos un enlace inalámbrico de la pluralidad de enlaces inalámbricos entre dos dispositivos de comunicación de dicha red cuya probabilidad de ancho de banda es mayor que un umbral predeterminado, y para establecer, de manera adicional, una trayectoria alternativa para una trayectoria de comunicación que utiliza un enlace inalámbrico de la pluralidad de enlaces inalámbricos cuya probabilidad de ancho de banda es menor que el umbral predeterminado.

Description

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DESCRIPCION
Sistema de control de la trayectoria, dispositivo de control de la trayectoria, método de control de la trayectoria y producto de programa informático
La presente invención se refiere a un sistema de control de la trayectoria, un dispositivo de control de la trayectoria, un método de control de la trayectoria, y un producto de programa de ordenador que provoca que un ordenador ejecute el método, con respecto a una red de comunicación para la transmisión de datos.
Los recientes avances en la informatización han llevado a un incremento de la demanda de tráfico de comunicación de datos en la comunicación de datos y similares. En consecuencia, existen necesidades relacionadas con redes por anchos de banda más amplios y costos de operación más bajos.
Las redes de telefonía móvil y similares utilizan redes construidas por medio de enlaces inalámbricos, que incluyen Acceso Inalámbrico de Banda Ancha Fija (FWA, por su sigla en inglés) que está basado en un esquema inalámbrico que utiliza una frecuencia tal como una banda de ondas milimétricas que permite la transmisión de banda ancha.
La Figura 1 es un gráfico que ilustra una correlación entre la relación señal a ruido (SNR, por su sigla en inglés) y la tasa de transmisión de los modos de modulación.
En el gráfico que se ilustra en la Figura 1, una abscisa representa SNR y un eje de ordenadas representa el ancho de banda. Una calidad de la comunicación de un enlace inalámbrico fluctúa de acuerdo con una SNR de una señal de recepción. La tecnología de modulación adaptativa está llamando la atención como un medio para lograr un mayor ancho de banda para los enlaces inalámbricos. La tecnología de modulación adaptativa implica encontrar y utilizar de forma adaptativa un esquema de modulación con la más alta eficiencia de transmisión con base en un estado inalámbrico de un enlace inalámbrico. La tecnología de modulación adaptativa permite que se lleve a cabo la comunicación inalámbrica óptima correspondiente a un entorno inalámbrico y que sr mejore la eficiencia de frecuencia.
Si el modo de modulación que se utilizará en el futuro por cada enlace inalámbrico se puede predecir, la calidad de comunicación de tráfico que fluye a través de una red se puede garantizar. Un ejemplo de un enlace inalámbrico por el uso de la tecnología de modulación adaptativa se describe en el documento JP2006-505221A. De acuerdo con lo descrito en la presente memoria, dado que un enlace inalámbrico por el uso de la tecnología de modulación adaptativa puede tener un cierto grado de correlación con el historial pasado, el modo de modulación a ser utilizado por el enlace inalámbrico se puede predecir (estimar).
De manera adicional, de acuerdo con lo descrito en el documento JP2004-363679A, el modo de modulación se puede predecir (estimar) por el uso de la información del clima.
Un ejemplo de control de la trayectoria tal como la que se lleva a cabo en una red por cable se describe en la "Minimum interference routing with applications to mpls traffic engineering" (INFOCOM, 2000) por M. S. Kodialam et al. Cuando el control de la trayectoria descrito en la presente memoria se aplica a una red constituida por FWA por el uso de la tecnología de modulación adaptativa, a diferencia de cuando es cableada, la modulación adaptativa produce una fluctuación en la tasa de comunicación de un enlace inalámbrico, lo que da como resultado una congestión o similar, y un deterioro de la calidad de la comunicación de tráfico.
Un esquema de distribución de carga por FWA que utiliza modulación adaptativa se describe en el documento JP2006-313992A. Este esquema implica que un enlace inalámbrico en una pluralidad de trayectorias de enrutamiento distribuya y retransmita el tráfico. Tal esquema permite que el tráfico sea distribuido e incrementa la utilización de toda una red.
Sin embargo, con este esquema, cada paquete puede viajar a lo largo de una trayectoria potencialmente diferente y puede ocurrir una fluctuación de retardo o similar. En este caso, el esquema no es adecuado para el tráfico tales como VoIP (Voz sobre IP) que requiere una garantía de calidad de la comunicación. Dicho tráfico requiere el control de la trayectoria en el que el tráfico viaja a lo largo de la misma trayectoria. De manera adicional, el uso de este esquema sin modificación provoca que sea difícil estimar qué nivel de prioridad es suficiente para mantener la calidad del tráfico teniendo en cuenta que las trayectorias no se pueden designar, y para mantener y gestionar la calidad de la comunicación del tráfico preferido.
Un ejemplo de una tecnología existente que toma en consideración el control de la trayectoria se presenta en "Qos- based adaptive modulation under rainfall environment in gigabit millimeter-wave broadband wireless access system" (IEEE RAWCON, 2003) por J. Sangiarnwong et al. Este documento propone un esquema de control de la trayectoria por FWA que tiene una función de modulación adaptativa. El esquema propuesto este documento consiste en buscar un modo de modulación óptimo y una trayectoria para cada flujo. Sin embargo, dado que el esquema proporciona un control de la trayectoria con base en el estado de un enlace inalámbrico en el momento presente, no se garantiza si el modo de modulación se puede mantener a partir de ese entonces o no. De manera adicional, la
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sobrecarga de la selección de un modo de modulación para cada flujo en cada estación base es desventajosamente alta.
De acuerdo con lo descrito con anterioridad, existe la tecnología para la realización de control de la trayectoria por medio de la predicción o la estimación del modo de modulación a ser utilizado por un enlace inalámbrico que varía debido a la modulación adaptativa.
El documento EP 1755238 A1 describe un sistema de control de la trayectoria, en el que cuando se lleva a cabo la modulación adaptativa, el dispositivo de control de la trayectoria detecta una trayectoria que requiere un cambio de ruta con base en información que indica el método de modulación por la modulación adaptativa y el número de trayectorias que utilizan el enlace de radio cuya método de modulación se cambia. Sin embargo, este sistema conocido no muestra qué trayectoria o trayectorias se cambia, entre la pluralidad de trayectorias que utilizan el enlace de radio cuyo método de modulación; en cambio, el dispositivo selecciona como la trayectoria o trayectorias que requieren cambio de ruta. Por lo tanto, el dispositivo de control de la trayectoria conocido tendrá que calcular el número de saltos de cada una de las rutas entre un nodo de transmisión y un nodo de recepción con el fin de seleccionar las trayectorias que requieren un cambio de ruta entre las trayectorias por el uso del enlace de radio cuya modulación se cambia.
El documento EEUU 2007/195715 A1 se refiere a los antecedentes tecnológicos.
Una vez que se determina la tasa de transmisión de un enlace inalámbrico que lleva a cabo modulación adaptativa, los anchos de banda iguales o mayores que la tasa de transmisión problemáticamente se convierten en inutilizables y, por lo tanto, se desperdician.
Un objetivo de ejemplo de la invención es proporcionar un sistema de control de la trayectoria, un dispositivo de control de la trayectoria, un método de control de la trayectoria, y un producto de programa de ordenador que provocan que un ordenador ejecute el método que permite que la comunicación de alta calidad se lleve a cabo en una red constituida por un enlace cuya tasa de transmisión fluctúa. Este objetivo se consigue con las características de acuerdo con las reivindicaciones independientes de acuerdo con lo anexado. Los aspectos adicionales se describen en las reivindicaciones dependientes.
Un sistema de control de la trayectoria se reivindica en la Reivindicación independiente 1.
De manera adicional, un dispositivo de control de la trayectoria se reivindica en la Reivindicación independiente 11. De manera adicional, un método de control de la trayectoria se reivindica en la Reivindicación independiente 20.
Por otra parte un producto de programa de ordenador se reivindica en la Reivindicación independiente 29.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 es un diagrama que ilustra una correlación entre la SNR y la tasa de transmisión de los modos de modulación.
La Figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración de una red de acuerdo con una primera forma de realización.
La Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración de un dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la primera forma de realización.
La Figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración de un dispositivo de comunicación que se ilustra en la Figura 2.
La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de operación de un dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la primera forma de realización.
La Figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración de un dispositivo de comunicación de acuerdo con una segunda forma de realización.
La Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de operación en un método de control de la trayectoria de acuerdo con un primer ejemplo.
La Figura 8 es un diagrama de secuencia que ilustra un procedimiento de operación cuando se lleva a cabo el control de la trayectoria de acuerdo con el primer ejemplo en la red que se ilustra en la Figura 2.
La Figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de operación en un método de control de la trayectoria de acuerdo con un segundo ejemplo.
La Figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de operación en un método de control de la trayectoria de acuerdo con un cuarto ejemplo.
La Figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de establecimiento de la trayectoria de acuerdo con un noveno ejemplo.
Descripción de las formas de realización
(Primera forma de realización)
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A continuación se describirá un sistema de control de la trayectoria de acuerdo con la presente forma de realización. La Figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración de una red de acuerdo con la presente forma de realización.
La red que se ilustra en la Figura 2 incluye los dispositivos de comunicación 202 a 205, que incluyen una pluralidad de enlaces inalámbricos y que transfieren paquetes. El dispositivo de control de la trayectoria 201 que lleva a cabo el cálculo de la trayectoria está conectado por cable o de manera inalámbrica a cada uno de los dispositivos de comunicación 202 a 205. En la Figura 2, las conexiones de comunicación inalámbrica entre los dispositivos de comunicación se indican por medio de líneas continuas. Los dispositivos de comunicación 202 a 205 son nodos tales como un enrutador o un interruptor.
La Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración de un dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la presente forma de realización. De acuerdo con lo ilustrado en la Figura 3, el dispositivo de control de la trayectoria 201 incluye un comunicador 301, un controlador de la trayectoria 302, un gestor de la información de tráfico 303, un gestor de la información de topología 304, un gestor de la información de enlace 305, y un predictor de ancho de banda 306. El dispositivo de control de la trayectoria 201 transmite y recibe datos hacia/desde los dispositivos de comunicación 202 a 205 a través del comunicador 301.
El gestor de la información de tráfico 303 gestiona la información de tráfico que incluye información con respecto a cómo fluye la cantidad de tráfico a través del cuál parte de una red, información con respecto a la fuente de transmisión y el destino del tráfico, e información con respecto al ancho de banda utilizado y el ancho de banda requerido para el tráfico.
El gestor de la información de topología 304 gestiona la información de conexión que incluye información con respecto a la relación de conexión entre los nodos que describen cómo está configurada una red.
El predictor de ancho de banda 306 predice un modo de modulación futuro con base en la información en poder del gestor de la información de enlace 305, calcula una estabilidad de ancho de banda que indica una probabilidad en o mayor que la cual se puede utilizar un ancho de banda, y predice la estabilidad del ancho de banda de enlace. La estabilidad de un ancho de banda se denomina como la probabilidad de ancho de banda. Un método de predicción de un modo de modulación futuro se describe en la Solicitud de Patente Japonesa Núm. 2008-201758. Por lo tanto, se omitirá una descripción detallada del mismo en la presente memoria.
El gestor de la información de enlace 305 se refiere a información de estado de enlace recibida desde un dispositivo de comunicación, gestiona la información de enlace que incluye información con respecto a la tasa de error de bits (BER, por su sigla en inglés) de cada enlace inalámbrico, la información con respecto al modo de modulación utilizado actualmente, el modo de modulación utilizado previamente, y el modo de modulación estimado, y la información con respecto a la estabilidad de un ancho de banda de enlace de acuerdo con lo predicho por el predictor de ancho de banda 306, y suministra la información de enlace de controlador de la trayectoria 302.
El controlador de la trayectoria 302 adquiere la información de tráfico del gestor de la información de tráfico 303, adquiere la información relacionada con la red, tal como un estado, el rendimiento y similares de los enlaces que constituyen la red del gestor de la información de topología 304 y el gestor de la información de enlace 305 y, con base en la información adquirida, lleva a cabo el cálculo de la trayectoria que implica el cálculo de una trayectoria a lo largo de la cual el tráfico viaja y el establecimiento de la trayectoria que implica la notificación a la trayectoria obtenida por medio del cálculo de la trayectoria o similar a un dispositivo de comunicación en la red. El control de la trayectoria se lleva a cabo por medio del cálculo de la trayectoria y el establecimiento de la trayectoria. La información relacionada con la red incluye información de enlace recibida desde el gestor de la información de enlace 305 y la información de conexión recibida desde el gestor de la información de topología 304.
Por otra parte, el controlador de la trayectoria 302, el gestor de la información de tráfico 303, el gestor de la información de topología 304, el gestor de la información de enlace 305, y el predictor de ancho de banda 306 incluye respectivamente un almacenamiento (no se muestra) para el registro de información y un circuito dedicado con base en las operaciones de los respectivos componentes. Las operaciones de por lo menos una parte de los componentes descritos con anterioridad pueden estar dispuestos para ser llevados a cabo por medio de una Unidad de procesamiento Central (CPU, por su sigla en inglés) (no se muestra) que ejecuta un programa. En este caso, el programa se almacena en el almacenamiento (no se muestra) y la CPU (no se muestra) está provisto en el interior del dispositivo de control de la trayectoria.
La predicción de la estabilidad de un ancho de banda de cada enlace inalámbrico por medio del predictor de ancho de banda 306 y la notificación del resultado de la predicción por el gestor de la información de enlace 305 al controlador de la trayectoria 302 es una característica de la presente forma de realización. También es una característica de la presente forma de realización que el controlador de la trayectoria 302 coopera con el gestor de la información de enlace 305 para buscar y establecer una trayectoria de comunicación para asegurar que la calidad de la comunicación del tráfico que requiere garantía de ancho de banda está garantizada en o mayor que un cierto nivel de estabilidad.
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A continuación, se describirán las configuraciones de los dispositivos de comunicación 202 a 205. Dado que los dispositivos de comunicación 202 a 205 comparten la misma configuración, la configuración del dispositivo de comunicación 202 se describirá como un dispositivo representativo.
La Figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración del dispositivo de comunicación que se ilustra en la Figura 2. De acuerdo con lo ilustrado en la Figura 4, el dispositivo de comunicación 202 incluye comunicadores inalámbricos 401 a 403 que corresponden a una pluralidad de enlaces inalámbricos, un procesador de paquetes 404 que lleva a cabo la transferencia de paquetes, un gestor de la tabla de trayectoria 405 que gestiona una tabla de trayectoria que indica una trayectoria de transferencia de paquetes, y el gestor de estado de enlace 406.
Los comunicadores inalámbricos 401 a 403 incluyen una función de modulación adaptativa y, como un modo de modulación de un enlace inalámbrico, ya sea utiliza un modo de modulación establecido de antemano o varía dinámicamente los modos de modulación de acuerdo con el entorno inalámbrico.
El gestor de la tabla de trayectoria 405 gestiona una tabla de trayectoria de propiedad, y cuando recibe una notificación relativa a información con respecto a una nueva trayectoria desde el dispositivo de control de la trayectoria 201, actualiza la tabla de trayectoria de acuerdo con la notificación recibida. Además de la información con respecto a una trayectoria recién establecida, también se registra la información con respecto a una trayectoria alternativa a ser cambiada cuando disminuye la tasa de transmisión o similar.
El gestor de estado de enlace 406 monitorea regularmente los estados de comunicadores inalámbricos de propiedad 401 a 403, registra los estados y la información de predicción del modo de modulación con respecto a los comunicadores inalámbricos 401 a 403, y gestiona la información de estado de enlace que incluye información con respecto a la transferencia de paquetes, la actualización de la tabla de trayectoria de propiedad, un BER de enlaces gestionados de propiedad, el modo de modulación en uso, y la estabilidad de la utilización del ancho de banda. El gestor de estado de enlace 406 monitorea los comunicadores inalámbricos 401 a 403 y, cuando detecta un cambio en la tasa de transmisión debido a la modulación adaptativa, notifica la información al gestor de la tabla de trayectoria 405. La notificación de información con respecto a la detección de un cambio en la tasa de transmisión por el gestor de estado de enlace 406 al gestor de la tabla de trayectoria 405 es una característica de la presente forma de realización. De manera adicional, el gestor de estado de enlace 406 puede incluir una función de cálculo de la estabilidad de ancho de banda que está incluida en el predictor de ancho de banda 306 del dispositivo de control de la trayectoria 201.
El procesador de paquetes 404 procesa la transferencia de paquetes de acuerdo con la tabla de trayectoria gestionada por el gestor de la tabla de trayectoria 405. De manera adicional, el procesador de paquetes 404 transmite la información de estado de enlace gestionada por el gestor de estado de enlace 406 al dispositivo de control de la trayectoria 201 ya sea de manera periódica o en respuesta a un cambio en el tráfico.
Dado que el gestor de la tabla de trayectoria 405 es consciente de un ancho de banda utilizado por cada flujo, el gestor de la tabla de trayectoria 405 es capaz de reconocer el tráfico que va a ser afectado cuando es notificado de que la tasa de transmisión ha disminuido. En este caso, la trayectoria del tráfico se cambia a una trayectoria alternativa establecida de antemano. De manera adicional, cuando el tráfico que actualmente está utilizando una trayectoria alternativa se puede restaurar a una trayectoria original debido a una mejora en la tasa de transmisión, se cambia la trayectoria del tráfico. De manera adicional, cuando no hay otras trayectorias que se pueden utilizar por el tráfico afectado por una disminución en la tasa de transmisión debido a la modulación adaptativa, la transferencia del tráfico se detiene en el dispositivo de comunicación.
Por otra parte, el procesador de paquetes 404, el gestor de la tabla de trayectoria 405, y el gestor de estado de enlace 406 incluyen respectivamente un almacenamiento (no se muestra) para el registro de información y un circuito dedicado con base en las operaciones de los respectivos componentes. Las operaciones de por lo menos una parte de los componentes descritos con anterioridad pueden estar dispuestos para ser llevados a cabo por medio de una CPU (no se muestra) que ejecuta un programa. En este caso, el programa se almacena en el almacenamiento (no se muestra) y la CPU (no se muestra) está provisto en el interior del dispositivo de comunicación.
A continuación, se describirán las operaciones de dispositivo de control de la trayectoria 201 de acuerdo con la presente forma de realización. La Figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de operación del dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la presente forma de realización.
De acuerdo con lo ilustrado en la Figura 5, el predictor de ancho de banda 306 deriva la estabilidad de un ancho de banda (probabilidad de ancho de banda) de cada enlace inalámbrico (paso 501), y el controlador de la trayectoria 302 determina la trayectoria del tráfico (paso 502). En el procedimiento de determinación de la trayectoria en el paso 502, se busca una trayectoria con el fin de seleccionar un ancho de banda con la mayor estabilidad posible. Se buscan trayectorias alternativas por conexiones que utilizan un ancho de banda cuya estabilidad es igual o menor
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que un umbral preestablecido entre las trayectorias obtenidas por la búsqueda (paso 503).
Normalmente, para un enlace inalámbrico que lleva a cabo la modulación adaptativa, se mantiene por lo menos un modo de modulación que se da cuenta de la tasa de transmisión más baja entre los modos de modulación asumibles por el enlace inalámbrico. En consideración de los mismos, los anchos de banda de enlace se dividen en un ancho de banda que se puede fijar por un modo de modulación que tiene la tasa de transmisión mínima entre un conjunto de modos de modulación M y un ancho de banda que se puede fijar por el modo de modulación actual o el modo de modulación predicho. Entre los dos anchos de banda divididos, si bien la estabilidad del ancho de banda antiguo se puede asumir como 100%, la estabilidad del último ancho de banda se debe prevenir o estimar.
Los métodos para el cálculo de la estabilidad de un ancho de banda utilizable por un enlace inalámbrico que lleva a cabo modulación adaptativa se puede dividir ampliamente en los tres métodos siguientes: 1) un método que utiliza la información estadística; 2) un método que utiliza la información del historial pasado; y 3) un método que utiliza la información de predicción del clima.
"1) El método por el uso de información estadística" que es el primer método de derivación, utiliza un promedio y una varianza de la distribución de un modo de modulación utilizado por un enlace inalámbrico cuando la distribución es evidente, como en un caso de distribución normal. El uso de un promedio y una varianza permite obtener la probabilidad de que la tasa de transmisión de un enlace. Si un promedio se denota por p y una varianza a, entonces el modo predicho (estimado) tiene una probabilidad de 84,12% de ser igual o superior a p - a, una probabilidad de 95,44% de ser igual o superior a p - 2a, y una probabilidad de 99,74% de ser igual o superior a p - 3a.
Si una tasa de transmisión llevada a cabo por un modo de modulación m se denota por R (m), dado que un ancho de banda BW (m) que se vuelve utilizable por el uso del modo de modulación m es la diferencia en las tasas de transmisión de un modo de modulación m - 1,
BW (m) = R (m) - R (m - 1) ... (si m > 0)
= R (m)... (si m = 0)
es verdadero.
Por lo tanto, un ancho de banda BW ([p - 3a]) cuya estabilidad es 99,74% se puede expresar como BW ([p - 3a]) = R ([p - 3a]) - R (0). De manera adicional, un ancho de banda BW ([p - 2a]) cuya estabilidad es 95,44% se puede expresar como BW ([p - 2a]) = R ([p - 2a]) - R ([p - 3a]). Un ancho de banda BW ([p - a]), cuya estabilidad de R ([p - a]) - R ([p - 2a]) es 84,12% se puede expresar como bW ([p - a]) = R ([p - a]) - R ([p - 2a]).
Como ''2) el método que utiliza la información del historial pasado que es el segundo método de derivación, un método es concebible, tal como la derivación de un modo predicho (estimado) por el uso del historial de un modo de modulación utilizado previamente por un enlace inalámbrico. Si un conjunto de modos de modulación se denota por M y un período de tiempo, en el que cada modo de modulación se ha utilizado durante un cierto período de tiempo T, se denota por T_m, luego una probabilidad de ser igual o por mayor que el modo de modulación se puede expresar como un valor obtenido por medio de la división de la suma ¿T_m (donde m indica un modo de modulación más alta) de T_m de propiedad del modo y T_m de modos de modulación que tienen una tasa de transmisión más alta que el modo por T. Estos valores representan la estabilidad de un ancho de banda que se puede asegurar de manera adicional por una tasa de transmisión llevada a cabo por los respectivos modos de modulación.
En otras palabras, la estabilidad de un ancho de banda BW (m) = R (m) - R (m-1) que se puede asegurar por un modo de modulación m se puede expresar como IT_m/T. De manera adicional, cuando m = 0, entonces BW (m) = R (m) es verdadera.
Este método de derivación también se puede llevar a cabo por el uso de una BER pasada de cada modo de modulación como información del historial pasado y la predicción de un modo de modulación. Además de BER, se puede utilizar una SNR o una Relación Portadora a Interferencia más Ruido (CINR, por su sigla en inglés) como información que indica un entorno de ondas de radio, se puede combinar o una pluralidad de tipos de dicha información. La información que indica un entorno de ondas de radio es gestionada por el gestor de la información de enlace 305.
"3) El método que utiliza la información de predicción del clima", que es el tercer y último método utiliza las previsiones meteorológicas existentes. En este método, una probabilidad de un modo de modulación predicho para ser utilizado por un enlace inalámbrico se obtiene por el uso de información con respecto a la probabilidad de precipitación tal como un área de lluvias y la información de posición del enlace inalámbrico, por lo que el ancho de banda que puede ser asegurado en una tasa de transmisión llevada por el modo de modulación representa estabilidad del ancho de banda.
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Después de la clasificación de los anchos de banda de enlace de acuerdo con los métodos anteriores, cuando el tráfico, cuya trayectoria se busca, ha de utilizar un ancho de banda cuya estabilidad es igual a o menor que un umbral preestablecido, de manera adicional se busca una trayectoria que difiere de un enlace del tráfico.
El controlador de la trayectoria 302 del dispositivo de control de la trayectoria 201 notifica la información de la trayectoria que es información con respecto a una trayectoria establecida por el control de la trayectoria a dispositivos de comunicación (nodos) 202 a 205. Cada nodo actualiza la tabla de trayectoria con base en información de la trayectoria recibida desde el dispositivo de control de la trayectoria 201. Posteriormente, el estado de un enlace inalámbrico es monitoreado, y cuando la tasa de transmisión disminuye debido a la modulación adaptativa, el tráfico que utiliza un ancho de banda que se ha de volver inutilizable debido a la disminución de la tasa de transmisión se cambia a una trayectoria alternativa establecida de antemano. Después de cambiar trayectorias, cuando la tasa de transmisión del enlace incrementa este tiempo debido a la modulación adaptativa repetida, el tráfico se devuelve a la trayectoria original.
De acuerdo con lo descrito con anterioridad, en la presente forma de realización, el ancho de banda de un enlace es evaluado en cuanto a cuán fiable es el ancho de banda, y los anchos de banda utilizables se clasifican de acuerdo con la fiabilidad. Cuando los anchos de banda se clasifican en anchos de banda de alta fiabilidad cuya fiabilidad iguala o excede un cierto nivel y anchos de banda con menor fiabilidad, si un tráfico utiliza un ancho de banda de alta fiabilidad, no se establece una trayectoria que se diferencia del enlace del tráfico. Por otra parte, por medio de la preparación de una trayectoria que se diferencia de un enlace de un tráfico que utiliza un ancho de banda de baja fiabilidad, si el ancho de banda del enlace se vuelve inutilizable debido a una disminución en la tasa de transmisión provocada por la modulación adaptativa, la fiabilidad proporcionada a todos los tráficos en la red se mejorará, al provocar que el tráfico utilice la trayectoria preparada de antemano.
Con un enlace inalámbrico que utiliza modulación adaptativa, un ancho de banda de propiedad de un enlace no se mantiene constante debido a que se producen variaciones temporales en la tasa de transmisión. Por lo tanto, para cada enlace, un probabilidad de ser igual o mayor que un cierto ancho de banda se obtiene primero con el fin de evaluar una fiabilidad del ancho de banda. En otras palabras, los anchos de banda se clasifican de acuerdo con la probabilidad con respecto a un enlace en, por ejemplo, anchos de banda utilizables con una probabilidad del 100%, anchos de banda utilizables con una probabilidad de o mayor que el 90%, y anchos de banda utilizables con una probabilidad de o mayor que el 80%. Posteriormente, cuando se lleva a cabo el establecimiento de la trayectoria sobre un nuevo tráfico, un ancho de banda que se asignará al nuevo tráfico se determina con base en anchos de banda ya asignados con respecto al enlace. Dado que el nuevo tráfico es capaz de utilizar un enlace hasta que el ancho de banda se vuelve inutilizable debido a una disminución en la tasa de transmisión, la estabilidad a la que el ancho de banda se puede utilizar se vuelve, sin modificación, la estabilidad a la que se puede utilizar el enlace. Si la estabilidad de un ancho de banda utilizado por el nuevo tráfico no satisface un umbral establecido de antemano por el nuevo tráfico en cada enlace en una trayectoria que se establece en el nuevo tráfico, a continuación, se establece una trayectoria que se diferencia del enlace. Posteriormente, cuando la tasa de transmisión disminuye debido a la modulación adaptativa en cada enlace, por medio de la desviación del tráfico afectado por la disminución de la tasa de transmisión a una trayectoria alternativa establecida de antemano, se puede mantener la calidad de la comunicación del tráfico. Como resultado, la calidad de la comunicación se puede mejorar en comparación con un caso en el que no se lleva a cabo el desvío a una trayectoria alternativa.
En cada enlace, dado que una trayectoria alternativa sólo se establece al tráfico afectado por una disminución de la tasa de transmisión debido a la modulación adaptativa, los anchos de banda utilizados se pueden reducir en comparación con un caso en el que las trayectorias preliminares se establecen para todas las trayectorias. De manera adicional, dado que incluso los anchos de banda de baja estabilidad que no se pueden utilizar de manera independiente ahora se pueden utilizar de manera eficaz por medio de la combinación con otras trayectorias alternativas de acuerdo con lo descrito con anterioridad, una mayor cantidad de tráfico se puede enviar a través de la red.
De manera adicional, dado que se sabe cuál porción de cuál ancho de banda de enlace está siendo utilizado por el tráfico en cada enlace, el impacto de una disminución de la tasa de transmisión debido a la modulación adaptativa al tráfico se puede detectar de inmediato, incluso sin el uso de señalización y el impacto al tráfico se puede mantener a un mínimo.
Una ventaja ofrecida por la presente forma de realización se describirá ahora con referencia a la red que se ilustra en la Figura 2.
Durante el envío de tráfico R desde el dispositivo de comunicación 202 al dispositivo de comunicación 205, hay dos trayectorias concebibles, a saber, el dispositivo de comunicación 202 - el dispositivo de comunicación 203 - el dispositivo de comunicación 205 y el dispositivo de comunicación 202 - el dispositivo de comunicación 203 - el dispositivo de comunicación 204 - el dispositivo de comunicación 205. En lo que sigue, por ejemplo, una trayectoria entre el dispositivo de comunicación 202 y el dispositivo de comunicación 203 se designa por "trayectoria 202 - 203".
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Ahora, se supone que una tasa de transmisión de la trayectoria 202 - 203 es constante a 2R, una tasa de transmisión de la trayectoria 203 - 205 varía entre R/2 y 2R debido a la modulación adaptativa, y las tasas de transmisión respectivas de trayectoria 203 - 204 y la trayectoria 204 - 205 puede variar entre R/2 y 3/2R. En este caso, la cantidad máxima de tráfico que se puede enviar sin ser afectado por una disminución de la tasa de transmisión debido a la modulación adaptativa es la suma R de tráfico R/2 enviado respectivamente a través de la trayectoria 202 - 203 - 205 y trayectoria 202 - 203 - 204 - 205.
Sin embargo, suponiendo que los cambios en las tasas de transmisión de la trayectoria 203 - 204 - 205 y la trayectoria 203 - 205 se producen de manera independiente una de la otra pero la probabilidad de que tales cambios ocurran de manera simultánea es suficientemente baja como para ser insignificante, a continuación, en este caso una de las dos trayectorias ha de ser siempre utilizable. En este caso, por medio del establecimiento de la trayectoria 203 - 205 como una trayectoria normal y por medio de la fijación, por adelantado, de la trayectoria 203 - 204 - 205 como una trayectoria alternativa en el caso de que la tasa de transmisión de la trayectoria 203 - 205 disminuya, el tráfico máximo de R se puede enviar de manera repetida y adicional. En otras palabras, el tráfico total de 2R se puede enviar entre el dispositivo de comunicación 202 y el dispositivo de comunicación 205 hasta que la tasa de transmisión de la trayectoria 203 - 205 caiga a R/2, y un cambio de conexión a la trayectoria alternativa se puede hacer inmediatamente una vez que la tasa de transmisión de la trayectoria 203 - 205 cae a R/2.
De acuerdo con lo mostrado, en la presente forma de realización, incluso cuando hay un ancho de banda de baja estabilidad que no se puede utilizar de manera independiente, el ancho de banda se vuelve utilizable por medio del suministro, de manera adicional, de una trayectoria alternativa que tiene una baja correlación de reducción en la tasa de transmisión con el enlace, se puede incrementar la utilización de la red en su conjunto.
De manera adicional, dado que las trayectorias a través de las cuales los flujos de tráfico pueden ser controlados por el control de la trayectoria, la calidad de comunicación de tráfico se puede garantizar con facilidad, a diferencia de la distribución de carga en unidades de paquetes.
(Segunda forma de realización)
La presente forma de realización está configurada de manera tal que cada dispositivo de comunicación incluya la función del dispositivo de control de la trayectoria que se ilustra en la Figura 3, y el control de la trayectoria se lleva a cabo de una manera distribuida.
A continuación, se describirá una configuración de un dispositivo de comunicación de acuerdo con la presente forma de realización. La Figura 6 es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de configuración de un dispositivo de comunicación de acuerdo con la presente forma de realización. Los componentes similares a los de la primera forma de realización se designan por números de referencia similares, y se omitirá una descripción detallada de los mismos.
El dispositivo de comunicación 2002 que se ilustra en la Figura 6 se proporciona en lugar de los dispositivos de comunicación respectivos 202 a 205 que se ilustran en la Figura 2. Además de los componentes ilustrados en la Figura 4, el dispositivo de comunicación 2002 incluye un controlador de la trayectoria 607, un gestor de la información de tráfico 608, un gestor de la información de topología 609, un gestor de la información de enlace 610, y un predictor de ancho de banda 611.
El controlador de la trayectoria 607 corresponde al controlador de la trayectoria 302, gestor de la información de tráfico 608 corresponde al gestor de la información de tráfico 303, el gestor de la información de topología 609 corresponde al gestor de la información de topología 304, el gestor de la información de enlace 610 corresponde al gestor de la información de enlace 305, y el predictor de ancho de banda 611 corresponde al predictor de ancho de banda 306 incluidos respectivamente en el dispositivo de control de la trayectoria 201 que se ilustra en la Figura 3. en la presente forma de realización, se omitirá una descripción detallada de estos componentes.
Ahora se describirán brevemente las operaciones del dispositivo de comunicación de acuerdo con la presente forma de realización.
Cuando se recibe un mensaje tal como una petición de admisión desde el exterior para obtener un permiso para utilizar la red a través del comunicador inalámbrico 401 y el procesador de paquetes 604, el controlador de la trayectoria 607 lleva a cabo el control de la trayectoria ejecutado por el dispositivo de control de la trayectoria 201 en la primera forma de realización. Posteriormente, en la presente forma de realización, la información de la trayectoria que es información con respecto a una trayectoria establecida debido al control de la trayectoria se notifica a otros dispositivos de comunicación.
(Tercera forma de realización)
En la presente forma de realización, se prepara una tabla que indica la estabilidad correspondiente a una combinación de modos de modulación, por el que una trayectoria se establece con referencia a la tabla. En la presente forma de realización, se describirán las diferencias con la primera forma de realización.
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Con el dispositivo de control de la trayectoria 201 de acuerdo con la presente forma de realización, el gestor de la información de enlace 305 recoge información con respecto al modo de modulación de propiedad de cada enlace inalámbrico en una red y los modos de modulación utilizados por otros enlaces, y se obtiene y se gestiona la estabilidad de las combinaciones de los modos de modulación como una tabla. Esta tabla se denomina como una tabla de estabilidad de combinación. Posteriormente, el controlador de la trayectoria 302 obtiene una combinación con una trayectoria alternativa por el uso de la tabla de estabilidad de combinación creada por el gestor de la información de enlace 305.
(Primer ejemplo)
En el presente ejemplo, se describirá una operación de control de la trayectoria que incluye el control con respecto a una petición de admisión por el dispositivo de control de la trayectoria 201 que se describió en la primera forma de realización. La Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de operación de un método de control de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo.
Cuando el dispositivo de control de la trayectoria 201 acepta una petición de admisión a través del comunicador 301 desde el exterior (paso 800), el predictor de ancho de banda 306 calcula la estabilidad de un ancho de banda que se puede utilizar por cada enlace inalámbrico (paso 801). Posteriormente, el controlador de la trayectoria 302 busca en una trayectoria con base en la estabilidad de ancho de banda calculada (paso 802). Con la excepción de los enlaces sin suficiente ancho de banda en exceso para pasar el tráfico, se busca una trayectoria por medio del método de Dijkstra o similares.
Cuando una trayectoria se encuentra a través de la operación del paso 802, el controlador de la trayectoria 302 busca una trayectoria alternativa para los enlaces que requieren trayectorias alternativas debido a razones tales como la estabilidad de un ancho de banda para ser utilizada en la trayectoria encontrada que es igual o menor que un umbral requerido (paso 803). La petición de admisión se permite cuando se encuentran ambas trayectorias (paso 804). Por el contrario, la petición de admisión es negada cuando no se encuentra una trayectoria (paso 805).
Cuando la búsqueda de trayectoria tiene éxito, el controlador de la trayectoria 201 envía un mensaje que incluye información de la trayectoria que indica el tráfico y una trayectoria a seguir por el tráfico a todos los dispositivos de comunicación en la trayectoria buscada con el fin de permitir que el tráfico siga la trayectoria buscada, y provoca que cada dispositivo de comunicación actualice la tabla de trayectoria.
A continuación se describirá una operación de control de la trayectoria en un caso en que se lleva a cabo el control de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo en la red que se ilustra en la Figura 2. La Figura 8 es un diagrama de secuencia que ilustra un procedimiento de operación cuando el control de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo se lleva a cabo en la red que se ilustra en la Figura 2. El diagrama ilustra un caso en el que una trayectoria se establece entre el dispositivo de comunicación 202 y el dispositivo de comunicación 205.
Tras la recepción de una petición de admisión para el tráfico desde el exterior (paso 910), el dispositivo de control de la trayectoria 201 acepta la petición y predice la estabilidad del ancho de banda (probabilidad de ancho de banda) de un enlace inalámbrico (paso 911). Posteriormente, se lleva a cabo una búsqueda para una trayectoria que satisface la petición (paso 912), y una búsqueda de una trayectoria alternativa se lleva a cabo para cada enlace por el uso de un ancho de banda cuya estabilidad es igual o menor que un umbral requerido por el tráfico (paso 913). Cuando se encuentran las trayectorias, el permiso para la admisión se emite para el flujo de petición (paso 914), se hace una notificación de actualización de tabla de trayectoria a los dispositivos de comunicación en las trayectorias (paso 915), y se establece la trayectoria alternativa (paso 916).
Por otra parte, existen varios métodos para el cálculo de la estabilidad de un ancho de banda utilizable por cada enlace inalámbrico en la operación de predicción de ancho de banda llevada a cabo en el paso 911 que se ilustra en la Figura 8 A continuación se describirá uno de tales métodos. Se supone simplemente que los modos de modulación m1, m2 y m3 están disponibles para su uso por cada enlace inalámbrico, el modo de modulación m1 que tiene la tasa de transmisión más baja entre los modos de modulación por lo menos se mantiene, la probabilidad de uso del modo de modulación m2 que es mayor que m1 o un modo de modulación más alta es del 90%, y la probabilidad de uso de m3 es del 80%.
En este caso, si R (m1) indica una tasa de transmisión del modo de modulación m1, dado que el ancho de banda BW (m1) que sólo se puede utilizar en o por encima de m1 entre los anchos de banda de enlace es R (m1), BW (m1) = R (m1) es verdadera, lo que indica que la probabilidad de que el ancho de banda de la porción que se puede utilizar o, en otras palabras, la estabilidad del mismo es 100%. Por otra parte, dado que el ancho de banda BW (m2) que sólo se puede utilizar por el uso del modo de modulación m2 es una diferencia entre las tasas de transmisión que se llevan a cabo, respectivamente, por los modos de modulación m2 y m1, BW (m2) = R (m2) - R (m1) es verdadera, lo que indica que la estabilidad del ancho de banda de la porción es de 90%. De una manera similar, el ancho de banda BW (m3) que sólo se puede utilizar con el modo de modulación m3 se puede expresar como BW (m3) = R (m3) - R (m2).
Al establecer una trayectoria para el tráfico en un caso en el que, por ejemplo, la estabilidad requerida por el tráfico
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es del 90%, si se ha de utilizar un ancho de banda en las porciones BW (m1) y BW (m2), no se requiere una trayectoria alternativa, dado que la estabilidad satisface el umbral. Por otro lado, la estabilidad es sólo del 80% cuando el tráfico ha de utilizar un ancho de banda en la porción de BW (m3). Por lo tanto, una trayectoria alternativa debe estar preparada para tener el flujo de tráfico a través de la red a una mayor estabilidad.
Si bien un ancho de banda para ser utilizado por el tráfico se determina básicamente en una base de orden de
llegada (FCFS, por su sigla en inglés), el ancho de banda para ser utilizado por el tráfico se puede determinar en cambio por medio del suministro de clases de tráfico o similares;
De manera adicional, una determinación se puede hacer de acuerdo con lo presentado a continuación. Después de establecer una trayectoria de acuerdo con lo descrito con anterioridad, en cada nodo, cuando el modo de
modulación de un enlace inalámbrico cambia de m3 a m2 debido a la modulación adaptativa, la trayectoria del tráfico
por el uso de un ancho de banda en la porción de BW (m3) se cambia a una trayectoria alternativa establecida de antemano. Posteriormente, cuando el modo de modulación del enlace inalámbrico se recupera a m3, se restaura la trayectoria original. De manera específica, el gestor de estado de enlace 406 de cada dispositivo de comunicación monitorea un enlace inalámbrico, y cuando el modo de modulación utilizado por el enlace inalámbrico cambia, el gestor de estado de enlace 406 notifica la información del mismo al gestor de la tabla de trayectoria 405. Con base en la información, para cada flujo de tráfico, el gestor de la tabla de trayectoria 405 juzga si el tráfico debe utilizar la trayectoria normal o la trayectoria alternativa,
De manera adicional, cuando el tráfico ha de utilizar un ancho de banda con una estabilidad del 100% para todas las trayectorias, la calidad de comunicación de tráfico se puede mantener sin ser afectada por la modulación adaptativa.
(Segundo ejemplo)
El presente ejemplo representa un caso en que, en lugar de llevar a cabo el cálculo de la trayectoria cada vez que se produce un tráfico, todas las trayectorias se obtienen por el uso de la información de la demanda de tráfico conocida de antemano después de la predicción de la estabilidad de anchos de banda utilizables por enlaces. De manera adicional, dado que el presente ejemplo es un ejemplo de la primera forma de realización, se omitirá una descripción detallada de una configuración de los mismos.
A continuación se describirá un procedimiento de funcionamiento de control de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo. La Figura 9 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de operación de un método de control de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo.
El dispositivo de control de la trayectoria 201 obtiene información de la demanda de tráfico (datos de tráfico) que indican un volumen eventual de tráfico (paso 1001), obtiene información con respecto a la estabilidad de un ancho de banda (probabilidad de ancho de banda) utilizable por cada enlace (paso 1002), y utiliza la información para establecer todas las trayectorias para el tráfico (paso 1003).
En el procedimiento de establecimiento de la trayectoria llevado a cabo en el paso 1003, una función objetivo y una condición de restricción se establecen con base en información de estabilidad y la demanda de tráfico de ancho de banda y, como un problema de programación lineal, se establecen trayectorias para el tráfico con el fin de maximizar o minimizar la función objetivo. Cuando la función objetivo es maximizar la cantidad de tráfico que fluye a través de la red, se obtiene una trayectoria que maximiza la función objetivo en el procedimiento de establecimiento de la trayectoria.
(Tercer ejemplo)
El presente ejemplo consiste en llevar a cabo el control de admisión y el control de las trayectorias a través de las cuales fluye el tráfico que se ha descrito en el primer ejemplo de una manera distribuida dentro de una red.
Cada uno de los dispositivos de comunicación 202, 203, y 205 que se ilustran en la Figura 2 comparte la misma configuración que el dispositivo de comunicación 2002 que se ilustra en la Figura 6 y ejecuta una función de control de la trayectoria incluida en el dispositivo de control de la trayectoria 201.
Ahora se describirán brevemente las operaciones de un método de control de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo. Al recibir una petición de admisión desde el exterior, cada uno de los dispositivos de comunicación 202, 203, y 205 lleva a cabo el control de la trayectoria de los pasos 912 a 916 que se ilustra en la Figura 8. Posteriormente, los respectivos dispositivos de comunicación 203, 204, y 205 mutuamente notifican los resultados de control de la trayectoria entre sí e intercambian información de tráfico, que incluye información con respecto a qué cantidad de tráfico está fluyendo a través del cuál parte de la red.
En el presente ejemplo, dado que la función de control de la trayectoria descrita en el primer ejemplo ha de existir de una manera distribuida dentro de la red, una carga de la trayectoria de control se puede evitar al concentrarse en un único dispositivo.
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(Cuarto ejemplo)
La presente forma de realización representa un caso en el que una trayectoria preliminar se establece además de establecer una trayectoria. El presente ejemplo se lleva a cabo por el uso de la tercera forma de realización.
La Figura 10 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de operación de un método de control de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo. El predictor de ancho de banda 306 del dispositivo de control de la trayectoria 201 predice la estabilidad de un ancho de banda utilizable por cada enlace inalámbrico o referencia una tabla de estabilidad de combinación descrita en la tercera forma de realización (paso 701), y busca y establece una trayectoria con base en la información (paso 702). Posteriormente, las trayectorias preliminares se buscan en todas las trayectorias establecidas en el paso 702 (paso 703). Las trayectorias preliminares se refieren a una colección de trayectorias alternativas que se preparan en adición a las trayectorias normales establecidas para cada enlace inalámbrico en el paso 702.
(Quinto ejemplo)
El presente ejemplo es un método de cálculo de la estabilidad de un ancho de banda utilizable por un enlace que difiere del método descrito en el primer ejemplo.
El funcionamiento de un dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo se describirá con referencia al diagrama de flujo que se ilustra en la Figura 5. La siguiente descripción se centrará en las operaciones en el paso 501 que se ilustra en la Figura 5 del predictor de ancho de banda 306 que se ilustra en la Figura 3.
En el presente ejemplo, se supone que la distribución de los modos de modulación a ser utilizada por un enlace inalámbrico se conoce de antemano. Por el uso de la distribución de los modos de modulación a ser utilizados por un enlace inalámbrico o la distribución de BER, el predictor de ancho de banda 306 es capaz de predecir la estabilidad de un ancho de banda utilizable por el enlace inalámbrico. Por el uso de la distribución de los modos de modulación, se lleva a cabo la siguiente operación.
Supongamos que QPSK, 16QAM, 32QAM, 64QAM, y 128QAM corresponden respectivamente a QPSK = 0, 16QAM = 1, 32QAM = 2, 64QAM = 3, y 128QAM = 4. Supongamos también que las tasas de transmisión que se pueden llevar a cabo por los modos de modulación respectivos son de 10 Mbps, 20 Mbps, 30 Mbps, 40 Mbps y 50 Mbps. Si el promedio |j(e) y la varianza a(e) de una frecuencia de uso y la duración de uso del modo de modulación a ser utilizado por un enlace inalámbrico se dan, respectivamente, de acuerdo con la distribución normal como j (e) = 3 y a (e) = 0,4, entonces la estabilidad del ancho de banda utilizable por cada enlace inalámbrico se puede determinar por el uso de tales propiedades.
Dado que un modo de modulación igual o mayor que [j (e) - 3a (e)] se ha de utilizar en una probabilidad del 99,97% o superior, a partir de
[3 - 3 x 0,4] = 1,
se encuentra que un modo de modulación igual o mayor que 16QAM se ha de utilizar en una probabilidad de 99,97%.
Por otra parte, dado que un modo de modulación igual o mayor que [j (e) - a (e)] se ha de utilizar en una probabilidad de 84,12% o superior, a partir de
[3 - 0,4] = 2,
se encuentra que un modo de modulación igual o mayor que 32QAM se ha de utilizar en una probabilidad de 84,12%.
Dado que por lo menos se puede mantener QPSK, que es el modo de modulación más bajo, un ancho de banda expresado como BW (QPSK) = R (QPSK) = 10 Mbps siempre se puede utilizar de manera independiente de un cambio en el modo de modulación debido a la modulación adaptativa. De manera adicional, un ancho de banda BW (16QAM) que puede ser fijado por 16QAM se puede expresar como BW (16QAM) = R (16QAM) - R (QPSK) = 10 Mbps, y la estabilidad de este ancho de banda es 99,97%. Por otro lado, un ancho de banda BW (32QAM) que puede ser recién asegurado por 32QAM se puede expresar como BW (32QAM) = R (32QAM) - R (16QAM) = 10 Mbps y tiene una estabilidad de 84,12%.
Los anchos de banda respectivos se clasifican de antemano de acuerdo con la estabilidad y, tras la configuración de la trayectoria, se determina cuál del ancho de banda BW (16QAM) asegurable por 16QAM o el BW (32QAM) asegurable por 32QAM se puede utilizar con base en el estado de uso por otro tráfico. En consecuencia, se hace un juicio sobre si se necesita establecer una trayectoria alternativa o no.
(Sexto ejemplo)
En el presente ejemplo, la estabilidad del ancho de banda de un enlace se calcula por el uso de un método que
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difiere tanto el método utilizado en el primer ejemplo como del método utilizado en el quinto ejemplo. El método de acuerdo con el presente ejemplo consiste en el cálculo de la estabilidad de un ancho de banda de un enlace con base en la información con respecto a los modos de modulación previamente utilizados por cada enlace inalámbrico.
El funcionamiento de un dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo se describirá con referencia al diagrama de flujo que se ilustra en la Figura 5. La siguiente descripción se centrará en las operaciones en el paso 501 que se ilustra en la Figura 5 del predictor de ancho de banda 306 que se ilustra en la Figura 3.
Por medio del cálculo de una proporción relativa a cuál modo de modulación había sido utilizado por cuánto tiempo durante un cierto período de tiempo en el pasado entre los modos de modulación utilizables por un enlace inalámbrico, se calcula la estabilidad de un ancho de banda del enlace inalámbrico de acuerdo con lo descrito a continuación.
En primer lugar, vamos a suponer que los modos de modulación utilizables por un enlace inalámbrico son QPSK, 16QAM, 32QAM, y 64QAM. En este caso, si el enlace inalámbrico había utilizado el modo de modulación 64QAM por dos horas, el modo de modulación 32QAM durante una hora, y el modo de modulación 16QAM durante una hora durante un intervalo desde el presente hasta cuatro horas en el pasado, las proporciones del intervalo ocupado por los respectivos modos de modulación se puede expresar como 64QAM = 1/2, 32qAM = 1/4, 16QAM = 1/8, y QPSK = 0.
En este caso, si se supone que la estabilidad del modo de modulación es una proporción ocupada por los modos de modulación iguales o mayores que el modo de modulación, entonces, las respectivas estabilidades se pueden expresar como 64QAM = 1/2, 32QAM = 3/4, 16QAM = 1, y QPSK = 1.
En este caso, no hay problemas si el tráfico ha de utilizar un ancho de banda (a lo sumo, BW (16QAM) + BW (QPSK) = 20 Mbps) asegurables por una tasa de transmisión que se puede llevar a cabo por 16QAM o QPSK. Por otro lado, cuando el tráfico ha de utilizar un ancho de banda adicional (BW (32QAM) = R (32QAM) - R (16QAM) = 30
- 20 = 10 Mbps) que está asegurado por una tasa de transmisión llevada a cabo cuando se utiliza otro modo de modulación tal como el modo de modulación 32QAM, dado que la estabilidad del ancho de banda es 3/4, se debe preparar una trayectoria distinta del enlace. Ahora, supongamos que se ha encontrado una trayectoria distinta del enlace y que la estabilidad del ancho de banda a ser utilizado por el tráfico en la trayectoria es 3/4. En este caso, dado que la probabilidad de que la trayectoria alternativa también se vuelva inutilizable al mismo tiempo es de 1 - (1
- 3/4) x (1 - 3/4) = 15/16, al hacer que el tráfico utilice la trayectoria alternativa, se puede proporcionar una trayectoria cuya estabilidad sea igual o superior al 90% y se puede mantener la calidad de la comunicación.
(Séptimo ejemplo)
El presente ejemplo representa un caso en el que la estabilidad de un ancho de banda de enlace se calcula por el uso de BER. Dado que el presente ejemplo es similar al sexto ejemplo, con la excepción del cálculo de la estabilidad de un ancho de banda utilizable por un enlace, se omitirá una descripción de las porciones que se solapan.
En el presente ejemplo, en el paso 501 que se ilustra en la Figura 5, el predictor de ancho de banda 306 utiliza una BER pasada de cada enlace inalámbrico como información de historial pasado. El gestor de la información de enlace 305 recoge una BER pasada para cada modo de modulación de un enlace inalámbrico. El predictor de ancho de banda 306 se refiere a la información recogida por el gestor de la información de enlace 305, y para cada modo de modulación en un intervalo determinado (período de tiempo), calcula una proporción en la que una BER del modo de modulación ocupa una BER requerida por el tráfico como la probabilidad en la que el modo de modulación es utilizable. La probabilidad calculada se establece como la estabilidad de un ancho de banda que es utilizable con el modo de modulación.
(Octavo ejemplo)
El presente ejemplo se refiere a la mejora de la exactitud de la predicción de ancho de banda por el uso de la información del clima. Dado que el presente ejemplo es similar al sexto ejemplo, con la excepción de la operación de predicción ancho de banda, se omitirá una descripción de las porciones que se solapan.
En el presente ejemplo, en la operación de predicción de ancho de banda en el paso 501 que se ilustra en la Figura 5, con el propósito de mejorar la precisión de la predicción, la estabilidad del ancho de banda de cada enlace inalámbrico se predice con base en el resultado predicho a partir de la distribución de intensidad de la lluvia y la velocidad de traslado y la trayectoria de las nubes de lluvia obtenida a partir de la información de lluvias adquirida previamente y de información con respecto a la posición del enlace inalámbrico. Por otra parte, se supone que la información de posición de los enlaces inalámbricos está incluida previamente en la información de conexión gestionada por el gestor de la información de topología 304.
(Noveno ejemplo)
El presente ejemplo implica el establecimiento de trayectorias preliminares para todas las trayectorias como una contramedida para las fallas además de establecer una trayectoria alternativa para una trayectoria y enlace de tráfico en el procedimiento de establecimiento de la trayectoria ejecutado por el dispositivo de control de la
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trayectoria 201.
En el presente ejemplo, se establece una trayectoria preliminar, además de una trayectoria para ser realmente utilizada por el tráfico. Se describirá un procedimiento de establecimiento de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo. La Figura 11 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de establecimiento de la trayectoria de acuerdo con el presente ejemplo.
De acuerdo con lo ilustrado en la Figura 11, el predictor de ancho de banda 306 lleva a cabo la predicción de ancho de banda y obtiene la estabilidad del ancho de banda (paso 1101), y el controlador de la trayectoria 302 se refiere a la información con respecto a la estabilidad del ancho de banda y establece una trayectoria para ser utilizada normalmente (paso 1102). Después de establecer la trayectoria normal, se establece una trayectoria alternativa para los enlaces que utilizan un ancho de banda que es igual o menor que un umbral (paso 1103). Posteriormente, se establecen trayectorias preliminares para todas las trayectorias obtenidas en el paso 1102 (paso 1104). Las trayectorias preliminares pueden ser establecidas por medio de la obtención de trayectorias por el uso de estabilidad de anchos de banda de la misma manera que la trayectoria normal.
De acuerdo con lo descrito en las formas de realización y ejemplos anteriores, la presente invención es para la realización del establecimiento de la trayectoria y la conmutación de la trayectoria en lugar de distribución de la carga. De acuerdo con la presente invención, los anchos de banda de enlace se dividen en una pluralidad de clases de acuerdo con fiabilidad con base en el historial del modo de modulación o similar, y cuando un ancho de banda en una clase de baja fiabilidad ha de ser recién asignado tras el establecimiento de la trayectoria, se establece una trayectoria alternativa tras el establecimiento de la trayectoria en el caso de que los anchos de banda de la clase se vuelva inutilizables. Posteriormente, cuando un ancho de banda correspondiente se vuelve inutilizable, la trayectoria del tráfico a la que el ancho de banda está asignado se cambia a la trayectoria alternativa establecida de antemano.
Una característica de la presente invención es que una trayectoria alternativa se establece de antemano por un enlace como una función de cada uno de los anchos de banda que se clasifican correspondientes a la fiabilidad, con base en que un ancho de banda de un enlace inalámbrico que lleva a cabo modulación adaptativa, cambia de manera significativa por el uso de un modo de modulación, si un ancho de banda cambia por el uso del modo de modulación, sólo cambiará la trayectoria para el tráfico relevante cuyos ancho de banda cambia, y de este modo se puede prevenir el deterioro de la calidad de todos los tráficos que incluyen un tráfico cuya trayectoria no cambió. De manera adicional, dado que las trayectorias alternativas se establecen sólo para una parte de las trayectorias, se puede mejorar la eficiencia de utilización de la red.
De manera adicional, la presente invención se puede implementar incluso en un modo donde los enlaces cableados coexisten con los enlaces inalámbricos. De manera adicional, la presente invención también se puede llevar a cabo en un caso en el que un dispositivo de comunicación incluye funciones de un dispositivo de control de la trayectoria. De manera adicional, una pluralidad de dispositivos de control de la trayectoria se puede proporcionar en la red de una manera distribuida, en la que cada uno de los dispositivos de control de la trayectoria puede llevar a cabo las operaciones descritas con anterioridad.
Como un ejemplo de las ventajas de la presente invención, por medio de la predicción de la estabilidad que es la probabilidad de un ancho de banda de ser utilizable por un enlace inalámbrico y el control de las trayectorias de tráfico de acuerdo con la estabilidad, incluso los anchos de banda con baja estabilidad se pueden utilizar de manera eficaz y una mayor cantidad de tráfico no afectado por una fluctuación en la tasa de transmisión debido a la modulación adaptativa se puede enviar a través de la red.
Aplicabilidad industrial
La presente invención es aplicable a un sistema de banda ancha inalámbrico y un sistema de red móvil constituido por enlaces inalámbricos.
Si bien la invención de acuerdo con lo reivindicado en la solicitud en cuestión se ha descrito con referencia a formas de realización y ejemplos, se ha de entender que la invención no se limita a las formas de realización y ejemplos descritos con anterioridad. Será evidente para aquéllos con experiencia en la técnica que se pueden hacer varios cambios dentro del alcance de la invención a las configuraciones y detalles de la invención.
Esta solicitud está basada en y reivindica el beneficio de prioridad de la Solicitud de Patente Japonesa Núm. 2009027437 presentada el 9 de febrero de 2009.
Lista de signos de referencia
201
dispositivo de control de la trayectoria
202 a 205
dispositivo de comunicación
301
comunicador
302, 607
controlador de la trayectoria
303, 608
gestor de la información de tráfico
304, 609
gestor de la información de topología
305, 610
306, 611
401 a 403, 601 a 603 404, 604 5 405, 605
406, 606
gestor de la información de enlace predictor de ancho de banda comunicador inalámbrico procesador de paquetes gestor de la tabla de trayectoria gestor de estado de enlace

Claims (29)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un sistema de control de la trayectoria que comprende:
    una red que incluye dispositivos de comunicación (202 a 205) que están adaptados para comunicarse a través de por lo menos un enlace inalámbrico entre cada dos dispositivos de comunicación, dicho enlace inalámbrico es uno de una pluralidad de enlaces inalámbricos que utilizan modulación adaptativa; y un dispositivo de control de la trayectoria (201) que está adaptado para obtener la probabilidad de ancho de banda que corresponde a un ancho de banda de enlace y que indica una estabilidad del ancho de banda de enlace con respecto a cada uno de la pluralidad de enlaces inalámbricos, para establecer con preferencia una trayectoria de comunicación que utiliza por lo menos un enlace inalámbrico de la pluralidad de enlaces inalámbricos entre dos dispositivos de comunicación de dicha red cuya probabilidad de ancho de banda es mayor que un umbral predeterminado, y para establecer, de manera adicional, una trayectoria alternativa para una trayectoria de comunicación que utiliza un enlace inalámbrico de la pluralidad de enlaces inalámbricos cuya probabilidad de ancho de banda es menor que el umbral predeterminado.
  2. 2. El sistema de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 1, en el que durante el establecimiento de la trayectoria de comunicación, dicho dispositivo de control de la trayectoria (201) está adaptado para establecer una trayectoria de comunicación que tiene una calidad de comunicación de tráfico que es igual o más alta que la calidad de comunicación de tráfico antes de establecer la trayectoria de comunicación.
  3. 3. El sistema de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho dispositivo de control de la trayectoria (201) está adaptado para predecir un modo de modulación del enlace inalámbrico y para calcular la probabilidad de ancho de banda del enlace inalámbrico con base en un modo de modulación predicho.
  4. 4. El sistema de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho dispositivo de control de la trayectoria (201) está adaptado para calcular la probabilidad de ancho de banda del enlace inalámbrico con base en un historial de un modo de modulación utilizado por el enlace inalámbrico o un historial de información que indica un entorno de ondas de radio del enlace inalámbrico.
  5. 5. El sistema de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 4, en el que durante la obtención de la probabilidad de ancho de banda, la probabilidad de ancho de banda se calcula por el uso de la información de distribución estadística de un historial del modo de modulación o un historial de la información que indica un entorno de ondas de radio.
  6. 6. El sistema de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 4 ó 5, en el que la información que indica un entorno de ondas de radio incluye por lo menos uno entre: una tasa de error de bits, una relación señal a ruido, y una relación portadora a interferencia más ruido.
  7. 7. El sistema de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho dispositivo de control de la trayectoria (201) está adaptado para predecir una probabilidad de ancho de banda del enlace inalámbrico en correspondencia con la información del clima en una posición del enlace inalámbrico.
  8. 8. El sistema de control de la trayectoria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho dispositivo de control de la trayectoria (201) está adaptado para establecer la trayectoria alternativa preparada a dicha red cuando una tasa de transmisión de una trayectoria de comunicación cuya probabilidad de ancho de banda es menor que los descensos de umbral.
  9. 9. El sistema de control de la trayectoria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho dispositivo de control de la trayectoria (201) está adaptado para establecer una trayectoria que combina las respectivas trayectorias alternativas de una pluralidad de los enlaces inalámbricos a dicha red.
  10. 10. El sistema de control de la trayectoria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho dispositivo de comunicación (202 a 205) está adaptado para monitorear un estado de un enlace inalámbrico de propiedad y, cuando un ancho de banda de los cambios de enlaces inalámbricos, para cambiar tráfico afectado por el cambio en el ancho de banda de una trayectoria de comunicación serie a la trayectoria alternativa.
  11. 11. Un dispositivo de control de la trayectoria que comprende:
    un predictor de ancho de banda (306, 611) que está adaptado para obtener la probabilidad de ancho de banda que corresponde a un ancho de banda de enlace y que indica una estabilidad del ancho de banda de enlace con respecto a cada uno de una pluralidad de enlaces inalámbricos por el uso de modulación adaptativa en una red que incluye dispositivos de comunicación (202 a 205) que están adaptados para comunicarse a través de por lo menos un enlace inalámbrico entre cada dos dispositivos de comunicación, dicho enlace inalámbrico es uno de la pluralidad de enlaces inalámbricos; y
    un controlador de la trayectoria (302, 607) que está adaptado para establecer con preferencia una trayectoria
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    de comunicación que utiliza por lo menos un enlace inalámbrico de la pluralidad de enlaces inalámbricos cuya probabilidad de ancho de banda es mayor que un umbral predeterminado y para establecer, de manera adicional, una trayectoria alternativa para una trayectoria de comunicación que utiliza por lo menos un enlace inalámbrico de la pluralidad de enlaces inalámbricos cuya probabilidad de ancho de banda es menor que el umbral predeterminado.
  12. 12. El dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 11, en el que durante el establecimiento de la trayectoria de comunicación, dicho controlador de la trayectoria (302, 607) está adaptado para establecer una trayectoria de comunicación que tiene una calidad de comunicación de tráfico que es igual o más alta que la calidad de comunicación de tráfico antes de establecer la trayectoria de comunicación.
  13. 13. El dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, en el que dicho predictor de ancho de banda (306, 611) está adaptado para predecir un modo de modulación del enlace inalámbrico y para calcular la probabilidad de ancho de banda del enlace inalámbrico con base en un modo de modulación predicho.
  14. 14. El dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 11 ó 12, en el que dicho predictor de ancho de banda (306, 611) está adaptado para calcular la probabilidad de ancho de banda del enlace inalámbrico con base en un historial de un modo de modulación utilizado por el enlace inalámbrico o un historial de información que indica un entorno de ondas de radio del enlace inalámbrico.
  15. 15. El dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 14, en el que durante la obtención de la probabilidad de ancho de banda, la probabilidad de ancho de banda se calcula por el uso de la información de distribución estadística de un historial del modo de modulación o un historial de la información que indica un entorno de ondas de radio.
  16. 16. El dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 14 ó 15, en el que la información que indica un entorno de ondas de radio incluye por lo menos uno entre: una tasa de error de bits, una relación señal a ruido, y una relación portadora a interferencia más ruido.
  17. 17. El dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con la reivindicación 11 o 12, en el que dicho predictor de ancho de banda (306, 611) está adaptado para predecir una probabilidad de ancho de banda del enlace inalámbrico en correspondencia con la información del clima en una posición del enlace inalámbrico.
  18. 18. El dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en el que dicho controlador de la trayectoria (302, 607) está adaptado para establecer la trayectoria alternativa a la red cuando una tasa de transmisión de una trayectoria de comunicación cuya probabilidad de ancho de banda es menor que los descensos de umbral.
  19. 19. El dispositivo de control de la trayectoria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 11 a 17, en el que dicho controlador de la trayectoria (302, 607) está adaptado para establecer una trayectoria que combina las respectivas trayectorias alternativas de una pluralidad de los enlaces inalámbricos a la red.
  20. 20. Un método de control de la trayectoria que comprende:
    la obtención de probabilidad de ancho de banda que corresponde a un ancho de banda de enlace y que indica una estabilidad del ancho de banda de enlace con respecto a cada uno de una pluralidad de enlaces inalámbricos por el uso de modulación adaptativa en una red que incluye dispositivos de comunicación que se comunican a través de por lo menos un enlace inalámbrico entre cada dos dispositivos de comunicación, dicho enlace inalámbrico es uno de la pluralidad de enlaces inalámbricos;
    el establecimiento con preferencia de una trayectoria de comunicación que utiliza por lo menos un enlace inalámbrico de la pluralidad de enlaces inalámbricos entre dos dispositivos de comunicación de dicha red cuya probabilidad de ancho de banda es mayor que un umbral predeterminado; y
    el establecimiento adicional de una trayectoria alternativa para una trayectoria de comunicación que utiliza por lo menos un enlace inalámbrico de la pluralidad de enlaces inalámbricos cuya probabilidad de ancho de banda es menor que el umbral predeterminado.
  21. 21. El método de acuerdo con la reivindicación 20, en el que durante el establecimiento de la trayectoria de comunicación, se establece una trayectoria de comunicación que tiene una calidad de comunicación de tráfico que es igual o más alta que la calidad de comunicación de tráfico antes de establecer la trayectoria de comunicación.
  22. 22. El método de acuerdo con la reivindicación 20 ó 21, en el que durante la obtención de la probabilidad de ancho de banda, se predice un modo de modulación del enlace inalámbrico y se calcula la probabilidad de ancho de banda del enlace inalámbrico con base en un modo de modulación predicho.
  23. 23. El método de acuerdo con la reivindicación 20, 21 ó 22, en el que durante la obtención de la probabilidad de ancho de banda, se calcula la probabilidad de ancho de banda del enlace inalámbrico con base en un historial de un
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    modo de modulación utilizado por el enlace inalámbrico o un historial de información que indica un entorno de ondas de radio del enlace inalámbrico.
  24. 24. El método de acuerdo con la reivindicación 23, en el que durante la obtención de la probabilidad de ancho de banda, la probabilidad de ancho de banda se calcula por el uso de la información de distribución estadística de un historial del modo de modulación o un historial de la información que indica un entorno de ondas de radio.
  25. 25. El método de acuerdo con la reivindicación 23 ó 24, en el que la información que indica un entorno de ondas de radio incluye por lo menos uno entre: una tasa de error de bits, una relación señal a ruido, y una relación portadora a interferencia más ruido.
  26. 26. El método de acuerdo con la reivindicación 20 ó 21, en el que durante la obtención de la probabilidad de ancho de banda, una probabilidad de ancho de banda del enlace inalámbrico se predice en correspondencia con la información del clima en una posición del enlace inalámbrico.
  27. 27. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 26, en el que la trayectoria alternativa se establece en la red cuando una tasa de transmisión de una trayectoria de comunicación cuya probabilidad de ancho de banda es menor que los descensos de umbral.
  28. 28. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 26, en el que se establece una trayectoria que combina las respectivas trayectorias alternativas de una pluralidad de los enlaces inalámbricos a la red.
  29. 29. Un producto de programa de ordenador que provoca que un ordenador que establece una trayectoria de comunicación a una red que incluye dispositivos de comunicación que se comunican entre cada dos de ellos a través de por lo menos un enlace inalámbrico de una pluralidad de enlaces inalámbricos por el uso de modulación adaptativa para ejecutar todos los pasos del método de control de la trayectoria de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 20 a 28.
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