ES3044932T3

ES3044932T3 - System and method for offloading traffic from a cellular network to a broadcast network

Info

Publication number: ES3044932T3
Application number: ES21771692T
Authority: ES
Inventors: Chakraborty Arindam; Kulkarni Makarand; Saha Anindya; Padaki Gururaj; Naik Parag; Uthaiah Preetham
Original assignee: Tejas Networks India Ltd
Current assignee: Tejas Networks India Ltd
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2021-03-18
Publication date: 2025-11-27
Anticipated expiration: 2041-03-18
Also published as: WO2021186474A1; JP7722997B2; PL4122238T3; KR102809343B1; US20240107376A1; EP4122238C0; JP2023517795A; EP4122238B1; EP4122238A4; EP4122238A1; KR20220087557A; US11963042B1

Abstract

Se proporciona un sistema para transferir tráfico de una red celular a una red de difusión. El mecanismo de descarga atiende tanto el tráfico unicast como el de difusión. El sistema incluye una red central celular convergente 102, una World Wide Web 110, una CDN 112, un Núcleo de Paquetes de Descarga de Difusión (BO-PC) 114, una estación base celular 116, un Cabezal de Radio de Difusión 118 y un UE convergente 120. La red central celular convergente 102 incluye un núcleo de paquetes mejorado 104, un motor de reglas de política 106 y una unidad de inspección y direccionamiento de paquetes 108. El BO-PC 114 incluye un Proxy de Difusión 202, una base de datos de suscriptores 204, un Centro de Servicio de Descarga de Difusión 206, una Puerta de Enlace de Descarga de Difusión 208 y un motor de análisis 210. Para descargar el tráfico de unidifusión, la unidad de inspección y direccionamiento de paquetes 108 identifica las sesiones que se descargan para soportar la descarga del tráfico de la red central celular convergente 102 a la red de difusión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Sistema y método para descargar tráfico de una red celular a una red de difusión

[0004] ANTECEDENTES

[0005] REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS

[0007] Esta solicitud reivindica prioridad de la solicitud de patente no provisional india n.° 201841034480 presentada el 12 de septiembre de 2018 y la solicitud de patente provisional india n.° 202041011782 presentada el 18 de marzo de 2020.

[0008] Campo técnico

[0009] Las formas de realización del presente documento se refieren en general a una red celular y una red de difusión y, más concretamente, a un sistema y método para descargar tráfico de la red celular a la red de difusión.

[0011] Descripción de la técnica relacionada

[0012] La descarga de datos móviles es el uso de tecnologías de red complementarias para entregar datos originalmente destinados a redes celulares. La descarga reduce la cantidad de datos que se transportan en las bandas celulares, liberando ancho de banda para otros usuarios. También se utiliza en situaciones en las que la recepción celular local puede ser deficiente, lo que permite al usuario conectarse a través de servicios inalámbricos o cableados alternativos con mejor conectividad.

[0013] El documento IN201841034480 describe la descarga de datos móviles.

[0015] Se advierte una necesidad cada vez mayor de soluciones de descarga debido a la explosión del tráfico de datos de Internet, especialmente la creciente proporción de tráfico que pasa por redes móviles. Esto ha sido posible gracias a los dispositivossmartphone,junto con pantallas de mayor resolución y diferentes aplicaciones de Internet, desde navegadores hasta aplicaciones destreamingde vídeo y audio. Una cuestión particular es la del tráfico de vídeo, en constante aumento, que no solo requiere un gran ancho de banda, sino también un servicio riguroso (QoS) en términos de latencia y fluctuación. El contenido ampliamente visto que se transmite a través de redes de unidifusión, como los eventos en directo deportivos y de noticias, puede causar una grave congestión en las redes celulares. Con la llegada del contenido Over the Top (OTT), los servicios de banda ancha celular se enfrentan a un gran reto, agravado por el hecho de que los usuarios están pasando de los televisores convencionales a los dispositivos móviles personales. Aunque actualmente el wifi es el mecanismo de descarga preferido, no es la mejor solución para los servicios de vídeo y los que exigen un alto QoS, ya que el enlace descendente compite con el enlace ascendente por los recursos de transmisión (bandas de frecuencia e intervalos de tiempo). Además, mantener el QoS en la red wifi es más difícil en comparación con una red celular o una red de difusión. Reconociendo que la red de difusión es el mejor método para proporcionar descargas de vídeo, el Proyecto Asociación de Tercera Generación (3GPP) ha incorporado el "servicio evolucionado de multidifusión móvil (eMBMS)". Esto se explica en un artículo publicado titulado " Broadcast and Multicast Communication Enablers for the Fifth-Generation of Wireless Systems" el 29 de junio de 2018 (http://5g-xcast.eu/wp-content/uploads/2019/04/5G-Xcast_D3.1_v1.1_web.pdf) donde se informa de que la eficiencia espectral de los estándares de difusión es superior en comparación con eMBMS. Sin embargo, el servicio eMBMS solo funciona para la televisión lineal y comparte los mismos recursos espectrales que el tráfico celular. Por lo tanto, no resuelve el problema de la congestión en general, sino que solo proporciona un alivio menor para muy pocos contenidos de gran audiencia.

[0017] En consecuencia, sigue existiendo la necesidad de un sistema y un método para mitigar y/o superar los inconvenientes asociados a los sistemas y métodos actuales.

[0019] RESUMEN

[0020] La invención queda definida en las reivindicaciones adjuntas.

[0022] En vista de lo anterior, las formas de realización del presente documento proporcionan un sistema para descargar tráfico de una red celular a una red de difusión según la reivindicación independiente 1. El sistema incluye una red central celular convergente que incluye una unidad de inspección y dirección de paquetes. La unidad de inspección y dirección de paquetes monitoriza el tráfico entre la red central celular convergente y una estación base celular para identificar al menos un flujo de contenido de consumo común para descargar el tráfico. La unidad de inspección y dirección de paquetes determina si el al menos un flujo de contenido de consumo común se consume a través de unidifusión. La unidad de inspección y dirección de paquetes determina si al menos un equipo de usuario (UE) convergente que recibe el al menos un flujo de contenido de consumo común se encuentra en una región que incluye un área de cobertura adecuada y si existe capacidad libre adecuada en un canal de difusión en una red de enlace descendente unidireccional para descargar el tráfico de difusión si el al menos un flujo de contenido de consumo común se consume a través de la unidifusión. La unidad de inspección y dirección de paquetes descarga el tráfico de difusión de la red celular a la red de difusión a través de la red de enlace descendente unidireccional basándose en una señal de descarga que se recibe desde un motor de análisis.

[0024] [0009] En algunas formas de realización, el motor de análisis indica a la unidad de inspección y dirección de paquetes que descargue el al menos un flujo de contenido de consumo común como carga útil de difusión en la red de enlace descendente unidireccional (i) determinando si existe el área de cobertura adecuada y la capacidad libre adecuada en la región de interés de la red de enlace descendente unidireccional y (ii) determinando si hay un número de UE consumiendo el al menos un flujo de contenido de consumo común dentro del área de cobertura adecuada y la capacidad libre adecuada en la región de interés.

[0025] En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes descarga una parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red de enlace descendente unidireccional como un servicio de enlace descendente suplementario si el motor de análisis determina que el número de UE no recibe el al menos un flujo de contenido de consumo común.

[0027] En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes desvía el tráfico de vuelta a la red celular desde la red de difusión, si el motor de análisis determina que no hay disponible un área de cobertura adecuada o una capacidad libre adecuada para la red de enlace descendente unidireccional.

[0029] En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes descarga el tráfico de difusión desde la red celular hasta la red de difusión o la parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red de enlace descendente unidireccional como servicio de enlace descendente suplementario basándose en reglas que se almacenan en un motor de reglas de política. En algunas formas de realización, el motor de reglas de política se implementa con la unidad de inspección y dirección de paquetes.

[0031] En algunas formas de realización, el sistema incluye un núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) que incluye unproxyde difusión, una base de datos de suscriptores (SUBS), un centro de servicios de difusión/descarga (BO-SC), una puerta de enlace de difusión/descarga (BO-GW) y el motor de análisis.

[0033] En algunas formas de realización, el núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) interactúa con un centro de ubicación móvil de puerta de enlace (GMLC) para obtener información de ubicación del al menos un UE convergente con el fin de proporcionar un mecanismo de traspaso cuando se utiliza el enlace descendente unidireccional para el tráfico de unidifusión.

[0035] En algunas formas de realización, el motor de análisis está configurado para recopilar datos de flujo de tráfico de al menos uno de (i) la red central celular convergente, o (ii) el al menos un equipo de usuario (UE) convergente. En algunas formas de realización, el motor de análisis recopila los datos de flujo de tráfico en la red celular a través de al menos uno de (i) un "sistema de gestión de elementos (EMS)" o (ii) una "red autooptimizada (SON)" y que es informado por el al menos un equipo de usuario (UE) convergente y un gestor de carga que monitoriza cada dato de flujo de tráfico a través del gestor de carga.

[0037] En algunas formas de realización, la base de datos de suscriptores (SUBS) incluye información de usuario que se determina mediante una identidad única del al menos un equipo de usuario (UE) convergente para extraer datos seleccionados de los datos de flujo de tráfico entre la red central celular convergente y el al menos un equipo de usuario (UE) convergente.

[0038] En algunas formas de realización, el centro de servicio de descarga de difusión (BO-SC) programa los datos de flujo de tráfico que se transmitirán a través del enlace descendente unidireccional para todos los BRH bajo el control del centro de servicio de descarga de difusión (BO-SC).

[0039] En algunas formas de realización, la puerta de enlace de descarga de difusión (BO-GW) está configurada para interactuar con una red debackhaulIP heredada para conectar todos los cabezales de radiodifusión (BRH) a través de un enlace de unidifusión o un enlace de multidifusión. En algunas formas de realización, la puerta de enlace de descarga de difusión (BO-GW) tuneliza paquetes IP con encabezado comprimido a través de la red debackhaulIP heredada con destino a un cabezal de radiodifusión (BRH) objetivo.

[0040] En algunas formas de realización, el al menos un UE convergente comprende un módulo de identificación de ubicación que informa de la ubicación actual en el al menos un UE convergente. En algunas formas de realización, el al menos un UE convergente determina la ubicación actual basándose en al menos uno de (i) información del sitio celular, (ii) indicadores de identificación del cabezal de radiodifusión, (iii) información del sistema global de navegación por satélite (GNSS) y (iv) información de ubicación obtenida de puntos de acceso o balizas.

[0042] En algunas formas de realización, el sistema incluye una RAN convergente que comprende una eNB/gNB basada en ORAN, en donde la eNB/gNB basada en ORAN (306) incluye una unidad central, una unidad distribuida y una unidad de radio.

[0044] En la reivindicación 6 del método independiente, se proporciona un método para descargar tráfico de una red celular a una red de difusión. El método incluye (i) monitorizar, utilizando una unidad de inspección y dirección de paquetes de una red central celular convergente, el tráfico entre la red central celular convergente y una estación base celular para identificar al menos un flujo de contenido de consumo común para descargar el tráfico, (ii) determinar si el al menos un flujo de contenido de consumo común se consume a través de unidifusión, (iii) determinar si al menos un equipo de usuario (UE) convergente que recibe el al menos un flujo de contenido de consumo común se encuentra en una región que comprende un área de cobertura adecuada y si existe capacidad libre adecuada en un canal de difusión en una red de enlace descendente unidireccional para descargar el tráfico de difusión si el al menos un flujo de contenido de consumo común se consume a través de la unidifusión y (iv) descargar el tráfico de difusión de la red celular a la red de difusión a través de la red de enlace descendente unidireccional basándose en una señal de descarga que se recibe de un motor de análisis.

[0045] En algunas formas de realización, el método incluye indicar, usando el motor de análisis, la unidad de inspección y dirección de paquetes para descargar el al menos un flujo de contenido de consumo común como carga útil de difusión en la red de enlace descendente unidireccional (i) determinando si existe el área de cobertura adecuada y la capacidad libre adecuada en la región de interés de la red de enlace descendente unidireccional y (ii) determinando si hay un número de UE consumiendo el al menos un flujo de contenido de consumo común dentro de la cobertura adecuada y la capacidad libre adecuada en la región de interés.

[0046] En algunas formas de realización, el método incluye descargar, usando la unidad de inspección y dirección de paquetes, una parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red de enlace descendente unidireccional como un servicio de enlace descendente suplementario si el motor de análisis determina que el número de UE no recibe el al menos un flujo de contenido de consumo común.

[0047] En algunas formas de realización, el método incluye desviar el tráfico, usando la unidad de inspección y dirección de paquetes, de vuelta a la red celular desde la red de difusión, si el motor de análisis determina que no hay disponible un área de cobertura adecuada o una capacidad libre adecuada para la red de enlace descendente unidireccional.

[0048] En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes descarga el tráfico de difusión desde la red celular hasta la red de difusión o la parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red de enlace descendente unidireccional como servicio de enlace descendente suplementario basándose en reglas que se almacenan en un motor de reglas de política. En algunas formas de realización, el motor de reglas de política se implementa con la unidad de inspección y dirección de paquetes.

[0049] El sistema y el método permiten descargar el tráfico OTT y de vídeo en directo que están viendo múltiples usuarios de la red de unidifusión a la red de difusión. Puesto que la red de difusión está optimizada para una distribución de OTT y vídeo en directo, de este modo se reduce el ancho de banda total necesario para transferir el mismo contenido. Esto permite descongestionar las redes de unidifusión y mejorar la eficiencia espectral de la red en general. El motor de reglas de política determina qué tipo de tráfico debe descargarse de la red de unidifusión a la red de difusión. Esto activa, a su vez, la unidad de inspección y dirección de paquetes para desviar el tráfico de forma adecuada.

[0050] Estos y otros aspectos de las formas de realización del presente documento se apreciarán y comprenderán mejor cuando se consideren junto con la siguiente descripción y los dibujos adjuntos.

[0051] BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0052] Las formas de realización del presente documento se comprenderán mejor a partir de la siguiente descripción detallada con referencia a los dibujos, en los que:

[0053] la FIG. 1 es un diagrama de bloques que ilustra un núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) con una unidad de inspección y dirección de paquetes según algunas formas de realización del presente documento;

[0054] la FIG. 2 es un diagrama de bloques que ilustra la descarga de tráfico utilizando la unidad de inspección y dirección de paquetes de la FIG. 1 según algunas formas de realización del presente documento;

[0055] la FIG. 3 es un diagrama de bloques que ilustra una implementación de un mecanismo de descarga en un caso donde se distribuye una implementación de red de acceso de radio (RAN) según algunas formas de realización del presente documento;

[0056] la FIG. 4 es un diagrama de bloques de una implementación de descarga a través de una red de enlace descendente unidireccional, con una red celular como enlace ascendente utilizando una unidad de control de dirección de tráfico basada en una topología descrita en la FIG. 2, según algunas formas de realización del presente documento; la FIG. 5 es un diagrama de bloques de una implementación de descarga a través del enlace descendente unidireccional basado en una topología descrita en la FIG. 1 y la FIG. 3, con un núcleo celular como enlace ascendente utilizando la unidad de control de dirección del tráfico según algunas formas de realización del presente documento; las FIG. 6A-6B son diagramas de flujo que ilustran un método para descargar al menos uno de (i) tráfico de difusión o (ii) tráfico de unidifusión utilizando una unidad de inspección y dirección de paquetes de la FIG. 1 según algunas formas de realización del presente documento; y

[0057] la FIG. 7 es un diagrama de flujo que ilustra un método para descargar tráfico de una red celular a una red de difusión según algunas formas de realización del presente documento.

[0058] DESCRIPCIÓN DETALLADA DE FORMAS DE REALIZACIÓN PREFERIDAS

[0059] Las formas de realización del presente documento y sus diversas características y detalles ventajosos se explican con más detalle con referencia a las formas de realización no limitativas que se ilustran en los dibujos adjuntos y se detallan en la siguiente descripción. Se omiten las descripciones de componentes y técnicas de procesamiento bien conocidos para no oscurecer innecesariamente las formas de realización del presente documento. Los ejemplos utilizados en el presente documento tienen como único objetivo facilitar una comprensión de las formas en que se pueden poner en práctica las formas de realización del presente documento y permitir que los expertos en la materia pongan en práctica las formas de realización del presente documento. Por consiguiente, los ejemplos no deben interpretarse como una limitación del alcance de las formas de realización del presente documento.

[0060] Como se ha mencionado, sigue existiendo la necesidad de un sistema y un método para descargar el tráfico de una red celular a una red de difusión. Haciendo referencia ahora a los dibujos, y más particularmente a las FIG. 1 a 7, donde los caracteres de referencia similares denotan características correspondientes de forma coherente en todas las figuras, se muestran las formas de realización preferidas.

[0062] La FIG. 1 es un diagrama de bloques 100 que ilustra un núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114 con una unidad de inspección y dirección de paquetes 108 según algunas formas de realización del presente documento. El diagrama de bloques 100 incluye una red central celular convergente 102, la World Wide Web 110, una red de distribución de contenidos (CDN) 112, el núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114, una estación base celular (eNodeB) 116, un cabezal de radiodifusión (BRH) 118 y un equipo de usuario (UE) convergente 120. La red central celular convergente 102 incluye un núcleo de paquetes 104 mejorado, un motor de reglas de política 106 y la unidad de inspección y dirección de paquetes 108. La red central celular convergente 102 proporciona servicios al menos a uno de (i) un UE DTT celular convergente o (ii) un UE celular convergente utilizando la estación base celular 116 y el cabezal de radiodifusión (BRH) 118. En algunas formas de realización, el BO-PC 114 sirve a una "transmisión digital terrestre (DTT)" basada en frecuencias muy altas/ultraaltas (VHF/UHF).

[0064] El núcleo de paquetes 104 mejorado controla una red de acceso de radio celular (RAN) para proporcionar conectividad bidireccional al equipo de usuario (UE) convergente 120 para transmitir o recibir datos. En algunas formas de realización, el núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114 controla una red de acceso de radiodifusión (RAN). La red de acceso de radiodifusión (RAN) incluye el cabezal de radiodifusión (BRH) 118 para proporcionar una ruta de enlace descendente unidireccional al equipo de usuario (UE) convergente 120 para recibir los datos seleccionados a través del cabezal de radiodifusión (BRH) 118. En algunas formas de realización, el núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114 funciona junto con redes 2G, 3G, wifi, 4G y 5G. El equipo de usuario (UE) convergente 120 es un equipo de usuario mejorado que está configurado para recibir flujos de contenido de consumo común desde la red celular y los flujos de contenido de consumo común desde la ruta de enlace descendente unidireccional a través del núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114. El cabezal de radiodifusión (BRH) 118 está configurado para transmitir los datos seleccionados desde la red de acceso de radiodifusión (RAN) al equipo de usuario (UE) convergente 120.

[0066] La unidad de inspección y dirección de paquetes 108 monitoriza el tráfico entre la red central celular convergente 102 y la estación base celular 116. En algunas formas de realización, los paquetes del protocolo de túnel (GTP-U) del sistema general de radio por paquetes (GPRS) y del protocolo de túnel (GTP-C) del sistema general de radio por paquetes (GPRS) se utilizan para tunelizar el tráfico de los usuarios y las funciones correspondientes del plano de control, respectivamente. La unidad de inspección y dirección de paquetes 108 determina si los flujos de contenido de consumo común se consumen a través de unidifusión. En algunas formas de realización, los flujos de contenido de consumo común identificados pueden localizarse si la estación base celular 116 se identifica a partir de los datos tunelizados y los paquetes de control que son monitorizados por la unidad de inspección y dirección de paquetes 108. En algunas formas de realización, después de acomodar todo el tráfico de difusión, si hay capacidad libre en un canal de difusión, el tráfico de unidifusión seleccionado en la red celular se desplaza a un enlace descendente unidireccional en un modo de transferencia de unidifusión.

[0068] Para descargar el tráfico de unidifusión, la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 identifica las sesiones que se descargan para soportar la descarga del tráfico desde la red central celular convergente 102 a la red de difusión. En algunas formas de realización, el tráfico descargado de enlace descendente se desvía de la red central celular convergente 102 hacia el núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114. El núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114 encapsula el tráfico en un formato compatible con un estándar de difusión y comunica el formato compatible del tráfico al BRH 118 para llegar al UE 120 convergente. En algunas formas de realización, una ruta de retorno pasa a través de un enlace ascendente celular y se fusiona con una sesión de tráfico original en la unidad de inspección y dirección de paquetes 108. El motor de reglas de política 106 es utilizado por la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 para identificar uno o más equipos de usuario (UE) y flujos de tráfico correspondientes al uno o más equipos de usuario (UE) para descargar los flujos de tráfico correspondientes al uno o más equipos de usuario.

[0070] La FIG. 2 es un diagrama de bloques 200 que ilustra la descarga de tráfico utilizando la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 de la FIG. 1 según algunas formas de realización del presente documento. En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 se sitúa entre la red central celular convergente 102, como el núcleo de paquetes 104 mejorado, y la World Wide Web 110 o la CDN 112. El diagrama de bloques 200 incluye la red central celular convergente 102, la World Wide Web 110, la red de distribución de contenidos (CDN) 112, el núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114, la estación base celular (eNodeB) 116, el cabezal de radiodifusión (BRH) 118 y el equipo de usuario convergente 120. La red central celular convergente 102 incluye el núcleo de paquetes 104 mejorado, el motor de reglas de política 106 y la unidad de inspección y dirección de paquetes 108.

[0072] [0036] El núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114 incluye unproxyde difusión 202, una base de datos de suscriptores (SUBS) 204, un centro de servicios de difusión/descarga (BO-SC) 206, una puerta de enlace de difusión/descarga (BO-GW) 208 y un motor de análisis 210. En algunas formas de realización, la red 4G puede incluir enlaces de control con un "centro de ubicación móvil de puerta de enlace (GMLC) 212" heredado y el motor de análisis 210, que forma parte del BO-PC 114. El núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114 interactúa con el centro de ubicación móvil de puerta de enlace (GMLC) 212 heredado para obtener información de ubicación del UE 120 convergente con el fin de proporcionar un mecanismo de traspaso cuando se utiliza un enlace descendente unidireccional para el tráfico de unidifusión. En algunas formas de realización, el UE 120 convergente incluye un módulo de identificación de ubicación que informa de una ubicación actual en el UE 120 convergente. El UE 120 convergente determina la ubicación actual basándose en al menos uno de (i) información del sitio celular, (ii) indicadores de identificación del cabezal de radiodifusión, (iii) información del sistema global de navegación por satélite (GNSS) y (iv) información de ubicación obtenida de puntos de acceso o balizas.

[0074] Elproxyde difusión 202 inicia sesiones de difusión en el núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114. En algunas formas de realización, elproxyde difusión 202 gestiona la multidifusión a través de la red central de difusión y las redes debackhaulpara llegar al BRH. En algunas formas de realización, para la descarga de tráfico de unidifusión, se omite la función delproxyde difusión 202, ya que no hay comunicación grupal.

[0076] La base de datos de suscriptores (SUBS) 204 incluye información de usuario que se determina mediante una identidad única del equipo de usuario (UE) convergente 120 para extraer datos seleccionados de los datos de flujo de tráfico entre la red central celular convergente 102 y el UE 130 convergente. El centro de servicio de descarga de difusión (BO-SC) 206 programa el flujo de tráfico que se transmitirá a través del enlace descendente unidireccional para todos los BRH bajo el control del centro de servicio de descarga de difusión (BO-SC).

[0078] En algunas formas de realización, la puerta de enlace de descarga de difusión (BO-GW) está configurada para interactuar con una red debackhaulIP heredada para conectar todos los cabezales de radiodifusión (BRH) a través de un enlace de unidifusión o enlaces de multidifusión. La puerta de enlace de descarga de difusión (BO-GW) 208 tuneliza paquetes IP con encabezado comprimido a través de la red debackhaulIP heredada con destino a un cabezal de radiodifusión (BRH) objetivo.

[0080] El motor de análisis 210 está configurado para recopilar datos de flujo de tráfico de al menos uno de (i) la red central celular convergente 102, o (ii) el equipo de usuario (UE) convergente 120. En algunas formas de realización, el motor de análisis 210 recopila los datos de tráfico en la red celular a través de al menos uno de (i) un "sistema de gestión de elementos (EMS)" o (ii) una "red autooptimizada (SON)" y que es informado por el UE 120 convergente y un gestor de carga que monitoriza cada dato de flujo de tráfico a través del gestor de carga.

[0082] En algunas formas de realización, el motor de análisis 210 incluye una base de datos geográfica que incluye latitud y longitud y diversos parámetros de radiofrecuencia (RF), por ejemplo, intensidades de señal estimadas, SINR, utilización de la capacidad en función de la hora del día, etc. Los diversos parámetros de radiofrecuencia RF incluyen niveles de señal de referencia, niveles de ruido e interferencia, patrones de tráfico, que cuantifican la cobertura y la calidad del servicio de una ubicación determinada. La base de datos geográfica, junto con un análisis de los patrones de tráfico en los datos de flujo de tráfico, determina el flujo de tráfico adecuado para ser enviado a través del enlace descendente unidireccional. En algunas formas de realización, el motor de análisis 210 incluye una base de datos del entorno de radio. La base de datos del entorno de radio incluye datos sobre una ubicación geográfica, la latitud, la longitud y diversos parámetros de radiofrecuencia RF. En algunas formas de realización, los diversos parámetros de radiofrecuencia RF incluyen niveles de señal de referencia, niveles de ruido e interferencia, patrones de tráfico, que cuantifican la cobertura y la calidad del servicio en ubicaciones determinadas. En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 envía datos de inspección y medición que incluyen, pero sin limitarse a, las horas de inicio y finalización de la sesión, los sitios web visitados, el rendimiento de los paquetes, la fluctuación de los paquetes y la latencia de los reconocimientos, las discontinuidades (en determinados flujos de sesión, por ejemplo, RTP), las retransmisiones, etc. En el caso de la FIG. 1, los cabezales de los paquetes inspeccionados también proporcionan información sobre la ubicación del eNodeB que presta el servicio.

[0084] La unidad de inspección y dirección de paquetes 108 monitoriza el tráfico entre la red central celular convergente 102 y la estación base celular 116 para identificar los flujos de contenido de consumo común con el fin de descargar el tráfico. La unidad de inspección y dirección de paquetes 108 determina si los flujos de contenido de consumo común se consumen a través de unidifusión. La unidad de inspección y dirección de paquetes 108 determina si el equipo de usuario (UE) convergente 120 recibe los flujos de contenido de consumo común en una región que incluye un área de cobertura adecuada y si existe capacidad libre adecuada en un canal de difusión en una red de enlace descendente unidireccional para descargar el tráfico de difusión si los flujos de contenido de consumo común se consumen a través de la unidifusión. La unidad de inspección y dirección de paquetes 108 descarga el tráfico de difusión de la red celular a la red de difusión a través de la red de enlace descendente unidireccional basándose en una señal de descarga que se recibe desde el motor de análisis 210.

[0086] En algunas formas de realización, el motor de análisis 210 indica a la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 que descargue los flujos de contenido de consumo común como carga útil de difusión en la red de enlace descendente unidireccional (i) determinando si existen las áreas de cobertura adecuada y la capacidad libre adecuada en la región de interés de la red de enlace descendente unidireccional; y determinando si hay un número de UE consumiendo los flujos de contenido de consumo común dentro del área de cobertura adecuada y la capacidad libre adecuada en la región de interés.

[0087] En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes descarga una parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red de enlace descendente unidireccional como un servicio de enlace descendente suplementario si el motor de análisis 210 determina que el número de UE no recibe los flujos de contenido de consumo común.

[0088] En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 desvía el tráfico de vuelta a la red celular desde la red de difusión, si el motor de análisis 210 determina que no hay disponible un área de cobertura adecuada o una capacidad libre adecuada para la red de enlace descendente unidireccional.

[0089] En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 descarga el tráfico de difusión desde la red celular hasta la red de difusión o la parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red de enlace descendente unidireccional como servicio de enlace descendente suplementario basándose en reglas que se almacenan en el motor de reglas de política 106. El motor de reglas de política 106 puede implementarse con la unidad de inspección y dirección de paquetes 108.

[0091] La FIG. 3 es un diagrama de bloques 300 que ilustra una implementación de un mecanismo de descarga en un caso donde se distribuye una implementación de red de acceso de radio (RAN) según algunas formas de realización del presente documento. En algunas formas de realización, el mecanismo de descarga en el caso donde la implementación de RAN está distribuida, como un marco de RAN abierta (ORAN), que se describe detalladamente como parte de las normas de la alianza O-RAN (https://www.o-ran.org/) y también como parte del estándar de descripción 5g NG-RAN (3GPP TS 38.401). El diagrama de bloques 300 incluye el núcleo de paquetes 104 mejorado, el BO-PC 114, el BRH 118 y el equipo de usuario convergente 120 y una RAN convergente 302. La RAN convergente 302 incluye la unidad de inspección y dirección de paquetes 108, un eNB/gNB 306 basado en ORAN que incluye una unidad central 308, una unidad distribuida 310 y una unidad de radio 312. La unidad central 308 es un nodo lógico que aloja el control de recursos de radio (RRC), el protocolo de adaptación de datos de servicio (SDAP) y el protocolo de convergencia de datos de paquetes (PDCP). La unidad central 308 incluye componentes de plano de control y plano de usuario. El plano de control de la unidad central 308 es un nodo lógico que aloja el RRC y la parte del plano de control del protocolo PDCP. El plano de usuario es un nodo lógico que aloja la parte del plano de usuario del protocolo PDCP y el protocolo SDAP

[0092] La unidad distribuida 310 es un nodo lógico que aloja las capas RLC/MAC/High-PHY basándose en una división funcional de la capa inferior. La unidad de radio 312 es un nodo lógico que aloja la capa Low-PHY y el procesamiento RF basándose en la división funcional de la capa inferior. Esto es similar al "TRP" o "RRH" de 3GPP, pero más específico al incluir la capa Low-PHY (FFT/iFFT, extracción PRACH).

[0094] En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 está integrada con la unidad central 308 con un controlador común que se encarga del protocolo de encapsulación de tráfico, como GTP, que se ejecuta entre la red central celular convergente 102 y la RAN convergente 302 para obtener una implementación de descarga mejorada mediante la gestión conjunta de las sesiones de usuario. La unidad de inspección y dirección de paquetes 108 decide qué flujos de tráfico descargar. En algunas formas de realización, si un usuario del equipo de usuario convergente 120 se desplaza de un área de cobertura del eNB/gNB 306 basado en ORAN a otra área de cobertura, el núcleo de paquetes 104 mejorado realiza un mecanismo de traspaso. El eNB/gNB 306 basado en ORAN incluye la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 que decide a qué BRH descargar un flujo de tráfico. En algunas formas de realización, una identificación de los UE y los flujos de tráfico para descargar se notifican a través del núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114.

[0096] La FIG. 4 es un diagrama de bloques 400 de una implementación de descarga de unidifusión a través de una red de enlace descendente unidireccional, con una red celular como enlace ascendente utilizando una unidad de control de dirección de tráfico 408 basada en la topología descrita en la FIG. 2 según algunas formas de realización del presente documento. Como se muestra en el diagrama de bloques 400, incluye aplicaciones basadas en servidor 402, una red de difusión 404, una red celular 406, una unidad de control de dirección del tráfico 408, la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 y el equipo de usuario convergente 120. Las aplicaciones basadas en servidor 402 alojan la aplicación de contenido e interactúan a través de una pila de protocolos estándar que incluye una capa de transporte (TCP/UDP), una red (capa IP), una capa de acceso a medios (L2) y una capa física (L1). La unidad de inspección y dirección de paquetes 108 incluye una capa IP mejorada, capas L1 y capas L2. El equipo de usuario convergente 120 incluye una capa de aplicación, TCP/UDP, una capa IP mejorada, una MAC celular, una PHY celular, una capa L2 de difusión y una PHY de difusión.

[0098] En algunas formas de realización, la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 se implementa con el motor de reglas de política 106 para decidir los flujos de tráfico que se descargarán. El motor de reglas de política 106 incluye reglas que se utilizan para identificar el tráfico que se puede descargar a un enlace descendente unidireccional. En algunas formas de realización, el tráfico de enlace descendente se descarga y el tráfico de enlace ascendente sigue siendo atendido por la red celular 406. Esto requiere una modificación de la pila de protocolos estándar en el UE convergente 120, lo que lleva a la necesidad de una capa IP mejorada.

[0100] La unidad de inspección y dirección de paquetes 108 desvía el tráfico de la RAN celular al núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114 en el enlace descendente. En algunas formas de realización, el tráfico llega al UE convergente 120. El tráfico de enlace ascendente del UE convergente 120 continúa a través de la red celular 406. La unidad de inspección y dirección del tráfico 108 mantiene la integridad de la sesión según los requisitos de los protocolos de capa superior. La unidad de control de dirección del tráfico 408 decide e instruye un proceso de conmutación tanto en la red como en el extremo del terminal.

[0102] [0053] La FIG. 5 es un diagrama de bloques 500 de una implementación de descarga de unidifusión a través de una red de enlace descendente unidireccional, con un núcleo celular 504 como un enlace ascendente utilizando la unidad de control de dirección de tráfico 408 basada en la topología descrita en la FIG. 1 y la FIG. 3 según algunas formas de realización del presente documento. El diagrama de bloques 500 incluye la unidad de inspección y dirección de paquetes 108, el equipo de usuario convergente 120, las aplicaciones basadas en servidor 402, la red de difusión 404, la unidad de control de dirección de tráfico 408, una RAN celular 502 y el núcleo celular 504. La función de estos componentes se ha explicado anteriormente. La implementación es similar a la de la FIG. 4, excepto porque, en este caso concreto, la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 realiza sus operaciones sobre el tráfico que ha sido tunelizado utilizando protocolos como el protocolo de tunelización GPRS (GTP). En algunas formas de realización, se termina un cabezal de paquete exterior, como el cabezal de paquete GTP y se extrae el paquete tunelizado y se dirige al núcleo de paquetes de descarga de difusión (BO-PC) 114.

[0104] Las FIG. 6A-6B son diagramas de flujo que ilustran un método para descargar al menos uno de (i) tráfico de difusión o (ii) tráfico de unidifusión utilizando la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 de la FIG. 1 según algunas formas de realización del presente documento. En una etapa 602, el método 600 incluye iniciar un proceso. En la etapa 604, el método 600 incluye monitorizar los flujos de tráfico, las transferencias de archivos y las sesiones utilizando la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 para identificar sesiones potencialmente adecuadas para la descarga. En algunas formas de realización, la misma información también se puede obtener recibiendo notificaciones de al menos uno de (i) un proveedor de contenido o (ii) el UE convergente 120. En una etapa 606, el método 600 incluye comprobar si se están consumiendo flujos comunes a través de unidifusión; si la respuesta es sí, se pasa a la etapa 608; si no, se pasa a la etapa 610. En una etapa 608, el método 600 incluye comprobar si un conjunto de UE convergentes que reciben los flujos comunes se encuentra en una región con buena cobertura de difusión y si existe capacidad libre adecuada en un canal de difusión en el enlace descendente unidireccional para acomodar el flujo de tráfico mencionado anteriormente; si la respuesta es sí, se pasa a la etapa 612; en caso contrario, se pasa a la etapa 604. En la etapa 610, el método 600 incluye comprobar si, para el UE convergente, hay cobertura y capacidad libre adecuadas en el enlace descendente unidireccional para proporcionar servicios de enlace descendente suplementarios para descargar el tráfico de unidifusión si no se identifican los flujos comunes adecuados en la etapa 606; si la respuesta es sí, se pasa a la etapa 614; si no, se pasa a la etapa 604. En una etapa 612, el método 601 incluye descargar el tráfico de difusión a través del enlace descendente unidireccional. En una etapa 614, el método 601 incluye descargar el tráfico de unidifusión a través del enlace descendente unidireccional, mientras que el enlace ascendente continúa en la red celular unidireccional. Mediante este método, el enlace descendente unidireccional se utiliza para proporcionar servicios de enlace descendente suplementarios.

[0106] Si se determina que el tráfico no es adecuado para su descarga al enlace descendente unidireccional (basándose en las etapas 606, 608 y 610), el tráfico continúa fluyendo en modo unidifusión en la red celular, sujeto a monitorización (como en la etapa 604).

[0108] En la FIG. 6B del método 601, para el tráfico que se ha descargado al enlace descendente unidireccional desde la red celular utilizando el método descrito en la FIG. 6A. En la etapa 614, el método 601 incluye comprobar continuamente si el UE 120 convergente sigue estando en un área de buena cobertura de la región de difusión (en caso de descarga de difusión) o si el enlace descendente unidireccional sigue teniendo una intensidad de señal y una capacidad adecuadas (para el enlace descendente suplementario); si la respuesta sigue siendo sí, el proceso pasa a la etapa 618. En la etapa 618, el método 601 incluye el traslado del tráfico de vuelta a la red celular de unidifusión si estas condiciones no se cumplen en la etapa 614.

[0110] La FIG. 7 es un diagrama de flujo que ilustra un método 700 para descargar tráfico de una red celular a una red de difusión según algunas formas de realización del presente documento. En una etapa 702, el método 700 incluye monitorizar, utilizando la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 de la red central celular convergente 102, el tráfico entre la red central celular convergente 102 y la estación base celular 116 para identificar flujos de contenido de consumo común para descargar el tráfico. En una etapa 704, el método 700 incluye determinar, utilizando la unidad de inspección y dirección de paquetes 108, si los flujos de contenido de consumo común se consumen a través de unidifusión. En una etapa 706, el método 700 incluye determinar, usando la unidad de inspección y dirección de paquetes 108, si el equipo de usuario (UE) convergente 120 recibe los flujos de contenido de consumo común en una región que incluye un área de cobertura adecuada y si existe capacidad libre adecuada en un canal de difusión en una red de enlace descendente unidireccional para descargar el tráfico de difusión si los flujos de contenido de consumo común se consumen a través de la unidifusión. En una etapa 708, el método 700 incluye descargar, usando la unidad de inspección y dirección de paquetes 108, el tráfico de difusión de la red celular a la red de difusión a través de la red de enlace descendente unidireccional basándose en una señal de descarga que se recibe desde el motor de análisis 210.

[0112] El alcance de protección de la invención queda definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un sistema para descargar tráfico de una red celular a una red de difusión, comprendiendo dicho sistema: una red central celular convergente (102) que comprende una unidad de inspección y dirección de paquetes (108) que monitoriza el tráfico entre la red central celular convergente (102) y una estación base celular (116) para identificar al menos un flujo de contenido de consumo común para descargar el tráfico;

determina si el al menos un flujo de contenido de consumo común se consume a través de unidifusión; determina si al menos un equipo de usuario (UE) (120) convergente que recibe el al menos un flujo de contenido de consumo común se encuentra en una región que comprende un área de cobertura adecuada y si existe capacidad libre adecuada en un canal de difusión en una red de enlace descendente unidireccional para descargar el tráfico de difusión si el al menos un flujo de contenido de consumo común se consume a través de la unidifusión; y descarga el tráfico de difusión de la red celular a la red de difusión a través de la red de enlace descendente unidireccional basándose en una señal de descarga que se recibe desde un motor de análisis (210), en donde el motor de análisis (210) indica a la unidad de inspección y dirección de paquetes (108) que descargue el al menos un flujo de contenido de consumo común como carga útil de difusión en la red de enlace descendente unidireccional mediante la determinación de si hay una cobertura adecuada en el área y la capacidad libre adecuada en la región de interés en la red de enlace descendente unidireccional; y

la determinación de si varios UE están consumiendo al menos un flujo de contenido de consumo común dentro del área de cobertura adecuada y la capacidad libre adecuada en la región de interés, reduciendo así un ancho de banda total necesario para transferir el al menos un flujo de contenido de consumo común al número de UE, estando el sistema caracterizado por que:

la unidad de inspección y dirección de paquetes (108) permite descargar una parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red unidireccional de enlace descendente como un servicio complementario de enlace descendente si el motor de análisis (210) determina que el número de UE no recibe al menos un flujo de contenido de consumo común, en donde la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 identifica las sesiones que se pueden descargar para soportar la descarga del tráfico desde la red central celular convergente 102 hasta la red de difusión para descargar el tráfico de unidifusión,

en donde la unidad de inspección y dirección de paquetes (108) descarga el tráfico de difusión desde la red celular hasta la red de difusión o la parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red de enlace descendente unidireccional como servicio de enlace descendente suplementario basándose en reglas que se almacenan en un motor de reglas de política (106) y en donde el motor de reglas de política (106) se implementa con la unidad de inspección y dirección de paquetes (108).

2. El sistema según la reivindicación 1, en donde la unidad de inspección y dirección de paquetes (108) desvía el tráfico de vuelta a la red celular desde la red de difusión, si el motor de análisis (210) determina que no hay disponible un área de cobertura adecuada o una capacidad libre adecuada para la red de enlace descendente unidireccional.

3. El sistema según la reivindicación 1, en donde el motor de análisis (210) está configurado para recopilar datos de flujo de tráfico de al menos uno de (i) la red central celular convergente (102) o (ii) al menos un equipo de usuario (UE) convergente (120), en donde el motor de análisis (210) recopila los datos de flujo de tráfico en la red celular a través de al menos uno de (i) un "sistema de gestión de elementos (EMS)" o (ii) una "red autooptimizada (SON)" y que es informado por el al menos un equipo de usuario (UE) convergente (120) y un gestor de carga que monitoriza cada dato de flujo de tráfico a través del gestor de carga.

4. El sistema según la reivindicación 1, en donde el al menos un UE convergente (120) comprende un módulo de identificación de ubicación que informa de una ubicación actual en el al menos un UE convergente (120), en donde el al menos un UE convergente (120) determina la ubicación actual basándose en al menos uno de (i) información del sitio celular, (ii) indicadores de identificación de cabezal de radiodifusión, (iii) información del sistema global de navegación por satélite (GNSS) y (iv) información de ubicación obtenida de puntos de acceso o balizas.

5. El sistema según la reivindicación 1, en donde el sistema comprende una RAN convergente (302) que comprende una eNB/gNB basada en ORAN (306), en donde la eNB/gNB basada en ORAN (306) comprende una unidad central (308), una unidad distribuida (310) y una unidad de radio (312).

6. Un método para descargar tráfico de una red celular a una red de difusión, comprendiendo dicho método: monitorizar, utilizando una unidad de inspección y dirección de paquetes (108) de una red central celular convergente (102), el tráfico entre la red central celular convergente (102) y una estación base celular (116) para identificar al menos un flujo de contenido de consumo común para descargar el tráfico; determinar si el al menos un flujo de contenido de consumo común se consume a través de unidifusión; determinar si al menos un equipo de usuario (UE) convergente (120) que recibe el al menos un flujo de contenido de consumo común se encuentra en una región que comprende un área de cobertura adecuada y si existe capacidad libre adecuada en un canal de difusión en una red de enlace descendente unidireccional para descargar el tráfico de difusión si el al menos un flujo de contenido de consumo común se consume a través de unidifusión; y descargar el tráfico de difusión de la red celular a la red de difusión a través de la red de enlace descendente unidireccional basándose en una señal de descarga que se recibe de un motor de análisis (210), en donde el motor de

análisis (210) indica a la unidad de inspección y dirección de paquetes (108) que descargue el al menos un flujo de contenido de consumo común como carga útil de difusión en la red de enlace descendente unidireccional determinando si existe una cobertura adecuada en el área y la capacidad libre adecuada en la región de interés en la red de enlace descendente unidireccional; y determinar si un número de UE están consumiendo el al menos un flujo de contenido de consumo común dentro del área de cobertura adecuada y la capacidad libre adecuada en la región de interés, reduciendo así un ancho de banda total necesario para transferir el al menos un flujo de contenido de consumo común al número de UE, estando el método, además, caracterizado por:

habilitar, utilizando la unidad de inspección y dirección de paquetes (108), la descarga de una parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red de enlace descendente unidireccional como un servicio de enlace descendente suplementario si el motor de análisis (210) determina que el número de UE no recibe el al menos un flujo de contenido de consumo común, en donde la unidad de inspección y dirección de paquetes 108 identifica las sesiones que pueden descargarse para soportar la descarga del tráfico desde la red central celular convergente 102 a la red de difusión para descargar el tráfico de unidifusión, en donde la unidad de inspección y dirección de paquetes (108) descarga el tráfico de difusión desde la red celular a la red de difusión o la parte de enlace descendente del tráfico de unidifusión a la red de enlace descendente unidireccional como servicio de enlace descendente suplementario basado en reglas que se almacenan en un motor de reglas de política (106) y en donde el motor de reglas de política (106) se implementa con la unidad de inspección y dirección de paquetes (108).

7. El método según la reivindicación 6, en donde el método comprende el desvío, usando la unidad de inspección y dirección de paquetes (108), del tráfico de vuelta a la red celular desde la red de difusión, si el motor de análisis (210) determina que no está disponible el área de cobertura adecuada o la capacidad libre adecuada para la red de enlace descendente unidireccional.