MXPA02003113A - Sistema y metodo para asignacion de tasa con base en vectores de persistencia. - Google Patents

Abstract

En un sistema que incluye un recurso (100) el cual se comparte entre un cierto numero de usuarios, es dificil distribuir la capacidad disponible de los recursos equitativamente entre los usuarios y todavia maximizar la utilizacion de recursos. Ademas, es deseable permitir al menos un poco del control sobre las tasas de uso para permanecer con los usuarios, y evitar al mismo tiempo situaciones en donde se sobrecargue el recurso. Se describen un sistema y metodo en los que las tasas de uso se seleccionan de entre un conjunto de tasas disponibles, de acuerdo con un conjunto de vectores de persistencia.

Description

SISTEMA Y MÉTODO PARA ASIGNACIÓN DE TASA CON BASE EN VECTORES DE PERSISTENCIA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere la distribución de un recurso limitado entre usuarios múltiples. Más específicamente, esta invención se refiere a la asignación de tasas de uso con base en un conjunto de vectores de persistencia .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Un recurso compartido es uno que puede utilizarse por usuarios múltiples. Los recursos compartidos los cuales tienen disponibilidades o capacidades limitadas incluyen ejemplos diversos tales como estaciones de energia eléctrica y otras plantas de energia, fuentes de agua tales como depósitos y cuerpos fluyentes, sistemas de suministro para la distribución de bienes y/o material, y redes y trayectorias de comunicaciones. Por lo tanto, pueden surgir problemas asociados con la distribución del uso de un recurso compartido entre usuarios múltiples en muchos contextos diferentes. Sin embargo, n epen entemente del contexto particular, tales recursos pueden encontrarse en muchos sistemas en los cuales se cumplen al menos las siguientes condiciones: « la capacidad o disponibilidad del recurso compartido puede expresarse en términos de una tasa finita R de unidades por medida de tiempo (por ejemplo, ki lowatt s /hora , lit ros /minuto , cartones /semana , o bits/segundo) ; • en cualquier momento particular, el recurso que se utiliza por n usuarios diferentes, en donde n es un entero no negativo; y • en cualquier momento particular, el uso del i-ésimo usuario (en donde l=i=n) puede caracterizarse por una tasa de uso finito ux de unidades por medición de tiempo. Un modelo básico para tal sistema se muestra en la Figura 1, en donde el recurso 100 se utiliza por los usuarios 120a-d a tasas 110a- d, respectivamente. Dependiendo de la implementación particular, la tasa R la cual rtido puede indicar un límite actual o estimado de la capacidad del recurso (por ejemplo, en caso de una trayectoria de comunicaciones) o, en la alternativa, la tasa R puede ser un umbral que indica una seguridad máxima o carga permisible del recurso (por ejemplo, en caso de una instalación o dispositivo de generación de potencia) . De manera similar, las tasas de uso ux pueden indicar el uso actual, el uso esperado o solicitudes o demandas de uso. Una condición de sobrecarga surge cuando la suma de tasas de uso n en cualquier momento excede el valor R. Por ejemplo, con respecto a una planta de energía, puede surgir una condición de sobrecarga cuando la llamada de corriente total excede la capacidad estipulada. Con respecto a una trayectoria de comunicaciones de datos, puede surgir una condición de sobrecarga cuando la tasa de transferencia de datos total excede la capacidad actual de la trayectoria, corrompiendo así los datos en transmisión. En algunas situaciones tales como el suministro de agua o depósito de materiales, una condición de sobrecarga puede indicar tamb n que aunque as emandas de usuario se cumplen actualmente, se agota la capacidad de reserva o amortiguadora. Dependiendo de la naturaleza del recurso, las consecuencias de una condición de sobrecarga variarán, incluyendo posiblemente la necesidad de un período fuera de línea para la recuperación de recursos (por ejemplo, enfriar un sistema de generación de potencia o relleno de un depósito) o la necesidad de gastar la capacidad actual de la sobrecarga (por ejemplo, retransmisión de un paquete de datos corrompido por una colisión) . El recurso puede volverse incluso temporalmente o permanentemente incapaz de volver a ganar su capacidad anterior. En casos en donde la suma de las tasas de uso n puede exceder el valor R, por lo tanto, es deseable controlar las tasas de uso en cierto modo a fin de evitar las condiciones de sobrecarga.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un sistema o método de acuerdo con una modalidad de la invención, se comparte un recurso entre un conjunto de usuarios. Cada usuario tiene una tasa de uso seleccionada a partir de un conjunto de tasas disponibles, y cada uso de usuario del recurso se determina al menos en parte por la tasa de uso del usuario. Cada usuario tiene también un conjunto de vectores de persistencia, correspondiendo cada elemento de vector a una tasa de entre el conjunto de tasas disponibles. La selección de una tasa de uso de usuario derivada del conjunto de tasas disponibles se basa al menos en parte en uno de entre el conjunto de vectores de per s i s tencia .

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una ilustración de un sistema que incluye un recurso compartido entre diversos usuarios. La Figura ÍA es una ilustración de un sistema de acuerdo con una primera modalidad de la invención. La Figura 2 muestra un diagrama de flujo de un método de acuerdo con una segunda modalidad de la invención. La Figura 2A muestra un diagrama de flujo de una modalidad alterna de un método de acuerdo con una segunda modalidad de la invenció . La Figura 2B muestra un diagrama de flujo de otra modalidad alternativa de un método de acuerdo con una segunda modalidad de la invención . La Figura 3 muestra un diagrama de flujo de un método de acuerdo con una tercera modalidad de la invención. La Figura 4 es una ilustración de un sistema que incluye un recurso compartido entre diversos usuarios y una unidad de control acoplada al recurso y a los usuarios. La Figura 4A es una ilustración de un sistema de acuerdo con una cuarta modalidad de la invención . La Figura 4B ilustra una red inalámbrica para las comunicaciones de datos como una implement ación del sistema de la Figura 4A.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Un método para evitar condiciones de sobrecarga mientras que se maximiza el uso de recursos es dividir la capacidad estimada del recurso en un numero de distribuciones de tasa fija, asignando estas distribuciones como las n tasas de uso u^ Sin embargo, en un sistema en donde los usuarios tienen requisitos de uso cambiantes, este planteamiento puede conducir a una utilización subóptima del recurso compartido . Por ejemplo, asúmase en la Figura 1 que el recurso 100 es un suministro de agua que tiene una capacidad de 4542.5 lit ros /minutos , y que una tasa de uso permitido de entre un conjunto predeterminado de tasas disponibles se le asigna a cada usuario (en donde el conjunto de tasas disponibles se representa como un vector de elemento m Y = { Y0, Yi , ... , Ym-? } ) . En este ejemplo, los usuarios 120a-d pueden utilizar cada uno el recurso a una tasa de Y0=1135.6, Yx=2271.2, Y2=3406.8, o Y3=4542.5 litros/minuto (es decir, m=4) . Si se implementa una distribución equitativa en la que a todos los usuarios se les asigne la misma tasa fija, entonces cada uno de los cuatro usuarios 120a-d puede permitirse utilizar el recurso a una tasa Y0 (1135.6 litros /minuto ) . Tal asignación evita eficazmente sobrecargar el recurso. Sin embargo, si menos de to los usuarios 120a-d el recurso 100 en un momento determ na o, este planteamiento también desperdicia capacidad de recursos. Considérese ahora el caso en donde el recurso 100 tiene la misma capacidad de 4542.5 litros/minuto y el conjunto de tasas disponibles es como se mencionó con anterioridad, pero en donde la probabilidad de que cada usuario esté utilizando el recurso 100 en cualquier momento determinado es solamente _ (asumimos que cada uso de usuario no se encuentra correlacionado con el de cada uno de los demás usuarios En esta situación, puede obtenerse una utilización más óptima de recursos 100 permitiéndole a cada usuario utilizar el recurso a una tasa Y3 (4542.5 lit ros /minuto ) , dado que solamente uno de los cuatro usuarios es propenso a utilizar el recurso en un momento determinado. Por supuesto, el uso por más de un usuario a la vez puede dar como resultado ahora en una condición de sobrecarga . En un ejemplo relacionado, la probabilidad de que cualquiera de los cuatro usuarios 120a-d estará utilizando el recurso 100 es _. En un primer esquema bajo este ejemplo, puede permitírsele a cada usuario utilizar el recurso a una tasa Yx (2271.2 1 i tros /minuto ) . Alternativamente, en un segundo esquema, puede permitírsele a cada usuario utilizar el recurso a una tasa de ya sea Y0 o Y2 (1135.6 o 3406.8 lit ros /minuto , respectivamente) en donde la probabilidad de permitir utilizar cada tasa es _. En cualquier momento determinado, se esperaría que cualquiera de tales esquemas maximice la utilización de recursos sin dar como resultado una condición de sobrecarga. Sin embargo, bajo el primer esquema, puede ocurrir una condición de sobrecarga si ocurre que tres usuarios utilizan el recurso en el mismo tiempo (dado que el uso permitido total será de 6813.7 lit ros /minuto ) . En un sistema que utiliza el segundo esquema, es posible (aunque improbable), para tres usuarios utilizar el recurso sin crear el potencial para una condición de sobrecarga (a medida que el uso permitido total podría ser tan bajo como 3406.8 1 it ros /minuto ) . En una alternativa adicional de este ejemplo, el conjunto de tasas disponibles se altera o expande de manera tal que se le permite al usuario utilizar el recurso a una tasa de ya sea 757 o 3028 lit r'os/minutos , en donde la probabilidad de utilizar cada tasa es nuevamente _. En cualquier momento determinado, la suma de 5 las tasas de uso permitidas de los usuarios 120a-d se esperará que sea de 3785.4 /minuto (es decir, dos usuarios, uno que tiene una tasa de uso permitido de 757 litros /minuto y el otro que tiene una tasa de uso permitido de 3028 lit ros /minuto ) , dejando 757 lit ros /minuto de la capacidad del recurso 100 inutilizados. Bajo este esquema, incluso si ocurre que tres usuarios utilicen el recurso al mismo tiempo, se esperaría que el potencial para una condición de sobrecarga surja en solamente la mitad de tales casos (es decir, es igualmente probable para el uso permitido total ser de 2271.2 o 9085 lit ros /minuto , y es igualmente probable para el uso permitido total ser de 4542.5 o 6813.7 lit ros /minuto ) . En una extensión de tal esquema a una aplicación determinada, pueden observarse o calcularse los valores del sistema tales como el número de usuarios de un recurso, la probabilidad de uso por cada usuario, y los usuario. Estos valores pueden después combinarse con parámetros de diseño tales como un número de tasas de uso disponibles para cada usuario, una tasa aceptable de ocurrencia de condiciones de sobrecarga, y una tasa promedio mínima aceptable de utilización de recursos para obtener un modelo probabilí s t ico para el control del sistema mediante el cual se maximice la utilización del recurso y se minimice o elimine la ocurrencia de condiciones de sobrecarga. En un sistema de acuerdo con una primera modalidad de la invención, como se muestra en la Figura ÍA, cada usuario 120i tiene un conjunto de vectores de persistencia 130i y una tasa de uso permitida HOi tomada a partir de un conjunto de tasas disponibles. (Observe que es posible para el sistema incluir otros usuarios quienes carezcan de un conjunto de vectores de persistencia.) La longitud de cada vector en el conjunto 130i puede ser cualquier entero mayor que cero, y cada elemento de vector representa una probabilidad de utilizar una tasa de uso particular o de cambiar de una tasa de uso a otra. En esta modalidad, cada vector en el-, .conjunto 1301 corresponde al menos a un miembro del conjunto de tasas disponibles, aunque en otras modalidades los vectores pueden corresponder a miembros de un conjunto mas bien diferente (por ejemplo, un conjunto de perfiles de uso predeterminados) . El conjunto 130Í puede ser único para cada usuario, o puede asignarse el mismo conjunto a todos los usuarios en una clase particular, o puede asignarse el mismo conjunto a todos los usuarios del sistema. De manera similar, el conjunto 130i puede ser un aspecto permanente de la operación del usuario, o puede actualizarse periódicamente o de manera diferente. Otros aspectos relevantes de la estructura de vector de persistencia, distribución, y uso se describen en la Solicitud co-pendiente No. 09/XXX,XXX titulada "SYSTEM AND METHOD FOR PERS I STENCE-VECTOR-BASED MODIFICATION OF USAGE RATES" , presentada concurrentemente con la presente, asignada al cesionario de la presente invención, y cuya descripción se incorpora en la presente para referencia. En un Ejemplo 1 aplicado a una de las situaciones anteriormente mencionadas, cada usuario tiene el mismo conjunto de vectores de persistencia, cuyo conjunto comprende un vector P = IPi, P2, P3} y en el que los elementos Pi, P2, P3 corresponden a las tasas Yi (2271.2 litros/minuto), Y2 (3406.8 lit ros /minuto ) , y Y3 (4542.5 lit ros /minuto ) , respectivamente. Cada elemento de P indica una probabilidad de que se utilizará la tasa correspondiente, y cualquier probabilidad restante indica una probabilidad de que se utilizará la tasa más baja Yo (1135.6 lit ros /minuto ) . Los valores de los elementos de P pueden seleccionarse, por ejemplo, para maximizar el uso colectivo promedio del recurso sin crear un riesgo inadecuadamente elevado de ocurrencia de una condición de sobrecarga. En este ejemplo, el elemento P2 se establece para indicar una probabilidad de _, y los otros dos elementos de P se establecen cada uno para indicar una probabilidad de cero. Antes de cada uso (es decir, para usos que son discontinuos y discretos) y/o periódicamente durante el uso (es decir, para usos que son continuos con el tiempo), cada usuario selecciona una tasa de uso permitida con base en las probabilidades indicadas por los elementos de P. Para los valores de P indicados en este caso, el usuario seleccionará la tasa Y2 (3406.8 litros/minuto) 50% del tiempo y la tasa Y0 (1135.6 lit ros /minuto ) el resto del tiempo. Debido a la probabilidad de que cada usuario utilice el recurso en cualquier momento, se determina que sea _ para este ejemplo, en promedio puede esperarse que se utilizará toda la capacidad del recurso de 4542.5 litros /minuto y que se evitarán las condiciones de sobrecarga. Además, la distribución entre los usuarios es equitativa en este ejemplo porque en promedio todas las tasas de uso permitidas serán iguales. En un Ejemplo 2, el recurso 100 es el enlace inverso de un sistema de telecomunicaciones de CDMA. En este caso, cada usuario 120 puede comprender 1) un transmisor, tal como un teléfono móvil o una estación de WLL (lazo local inalámbrico), conectada a 2) un dispositivo de producción de datos, tal como una computadora portátil o una terminal de punto de venta, a través de una tarjeta PCMCIA o una interfase similar, y entregar como salida datos encapsulados en paquetes por IP o cualquier otro protocolo adecuado. Algunas generaciones y versiones de los sistemas de telecomunicaciones de CDMA ya se han implementado. Sin embargo, mientras la mayoría de estos sistemas de CDMA se han diseñado para transportar comunicaciones de voz digitali zada , el sistema y método descritos en la presente son especialmente adecuados para una red que atiende usuarios con tasas de transmisión bastante variables, tales como una red de solo datos o una red de voz-datos me zclados . En una implementación particular del Ejemplo 2, cada usuario tiene el mismo conjunto fijo de tasas disponibles, en las que cada tasa se expresa en kilobits por segundo (Kb/s) y el conjunto de tasas se encuentra diseñado para aumentar en potencias de dos. Debido a que la duplicación en la tasa requiere una duplicación en potencia para mantener la misma proporción de energía por bit a densidad espectral de potencia de ruido (Eb/N0), entonces a cada paso de tasa corresponde un paso de potencia de 3 dB. Los valores de tasa disponibles en este ejemplo incluyen 4.8, 9.6, 19.2, 38.4, 76.8, 153.6, y 307.2 kilobits/segundo (Kb/s) . Aunque los elementos en el conjunto de tasas disponibles en el Ejemplo 1 se encuentran relacionados uno con otro de manera lineal, y los elementos del conjunto en el Ejemplo 2 se encuentra relacionados de manera exponencial, ninguna de tales relaciones de progresión es necesaria en un sistema o método de acuerdo con una modalidad de la invención De manera similar, no es necesario que cada usuario tenga el mismo conjunto predeterminado de tasas disponibles . Observe que la sección de una tasa con base en el conjunto de vectores de persistencia puede indicar permiso más que una solicitud para utilizar esa tasa. La tasa actual utilizada puede depender de otros factores también, tales como una necesidad y/o capacidad actual del usuario de utilizar el recurso. De manera similar, la tasa de uso actual puede o puede no ser miembro del conjunto de tasas disponibles que se utilizan para indicar permiso. Si el uso del recurso es discontinuo (por ejemplo, transmisión de datos en paquete por un canal común) , el conjunto de vectores de persistencia puede referirse antes de cada uso.

Si el uso del recurso es continuo (por ejemplo, transferencia de potencia eléctrica) o prolongado, entonces pue ©" referirse el conjunto de vectores de persistencia y ajustarse la tasa de uso permitida según sea necesario en los intervalos predeterminados durante el uso o después de la ocurrencia de algún evento eventos predeterminado ( s ) . En una implement ación más general, cada vector de persistencia en el conjunto 130i corresponde a un miembro del conjunto de tasas disponibles. Observe que el conjunto 130? puede considerarse también como una matriz de probabilidad de transición en la que, por ejemplo, cada columna comprende uno de los vectores de persistencia y cada hilera corresponde a uno de los conjuntos de tasas disponibles. El vector de persistencia particular a referirse en cualquier punto puede depender, por ejemplo, de la tasa de uso actual o más reciente o la tasa de uso permitida, de manera tal que un uso futuro del usuario pueda restringirse en algún grado por su historial de uso pasado . En un sistema o método de acuerdo con la primera modalidad, es posible también que un usuario tenga más de un vector de persistencia correspondiente a cada miembro del conjunto de tasas disponibles, describiendo cada vector un comportamiento diferente. Por ejemplo, un vector de persistencia puede tener a indicar una tasa promedio superior, o una distribución de probabilidades más uniforme entre las diversas tasas disponibles, más que otros. En tal situación, el usuario puede seleccionar entre sus vectores de persistencia disponibles de acuerdo con criterios tales como: • tiempo (por ejemplo, hora del día, hora del año, etc.) como un indicador de factores tales como la carga o comportamiento esperado del sistema o la capacidad del recu so . • necesidad anticipada del usuario • calidad del servicio en uso reciente: por ejemplo, cuan bien condicionado se encuentra el suministro de energía eléctrica, o cuan libre de impurezas se encuentra el suministro de agua. Una reducción en la calidad del servicio puede ocasionar que el usuario cambie su vector de persistencia con objeto de liberar la carga del sistema. • reducción de servicio en uso reciente: en un sistema que puede soportar condiciones de sobrecarga sin incurrir en daño de resistencia, por ejemplo, un usuario puede concluir que se ha originado una sobrecarga cuando no se cumple una tasa de uso o de otra manera se ha reducido el nivel de servicio. Tal reducción o negación del servicio puede ocasionar también que el usuario adopte un vector de persistencia diferente en un intento por reparar la condición de sobrecarga. La Figura 2 ilustra un método de acuerdo con una segunda modalidad de la invención. En este método, un usuario tiene un conjunto de vectores de persistencia que incluyen un vector de elemento (m-l) V, en el que V = { VD de tal manera que l=j= m-l}. (Como se observó con anterioridad, el vector V puede seleccionarse de entre un conjunto de vectores de persistencia de acuerdo con la tasa de uso más reciente para este usuario o algunos otros criterios) . Cada elemento V- del vector V es un valor de persistencia que representa una probabilidad la cual tiene un valor desde 0 hasta 1 y el cual corresponde la tasa Y- en donde a<b implica Ya<Yb) . Por ejemplo, el vector V puede (pero no se requiere) tener la forma de una función de densidad de probabilidad, en la que la suma de sus elementos (o de los valores representados por sus elementos) es uno. En el bloque 210 se inicializa un contador j para originar que comience el procesamiento en el valor de persistencia Vm_?, el cual corresponde a la tasa de uso permitida más alta (Ym-?) • En el bloque 220, se genera un número aleatorio x. En una implementación a manera de ejemplo, x representa un valor extraído de un conjunto que tiene una distribución uniforme sobre el rango 0 a 1. En el bloque 230, el valor de x se prueba contra el valor de persistencia V-, . Si x es menor que V-, , entonces la tasa Y-, se selecciona como la tasa de uso permitido en el bloque 260. De otra manera, el valor de j disminuye en uno en el bloque 250 y se repite la prueba de persistencia. Si j alcanza el valor de 1 en el bloque 240, entonces se selecciona por default la tasa menor Yo en el bloque 270. Este método puede alterarse para permitir el uso de uno entre muchas otras relaciones entre los valores de x y V-, en lugar de la condición de prueba mostrada en el bloque 23Q, dependiendo de ?;¿' las características particulares de los vájpSres sel cpionados para x y vD. Observe que en el método descrito con anterioridad, se ?<éj ?<ñrant i za a un usuario el permiso a utilizar el recurso a no menos de la tasa menor. En otra implementación de este método, puede permitírsele fallar al procedimiento para asignar una tasa de uso permitido (aquí, extendiendo P para incluir un valor Po correspondiente a la tasa Yo y permitiendo que el valor de j alcance cero en el bloque 245) . El usuario puede esperar hasta que ocurra algún evento externo para repetir el procedimiento de asignación de tasa, o el usuario puede reintentar el procedimiento después de algún intervalo predeterminado. En una implementación a manera de ejemplo como se muestra en la Figura 2A, después de fallar al establecer una tasa de uso permitido, el usuario genera un número aleatorio z (en el bloque 280) , el cual representa un valor entre 1 y un parámetro predeterminado NreSpaido- En el bloque 290, el usuario espera durante z periodos de tiempo para pasar antes de reintentar el procedimiento de selección de tasa. En una " í&lglementación que utiliza la red de comunicaciones del Ejemplo 2, por ejemplo, cada periodo de tiempo puede representar la duración de un intervalo de tiempo o alguna otra unidad de tiempo relevante a la operación del sistema. La Figura 2B muestra una implementación en la cual la tasa de uso actual puede restringirse por otros factores también. Por ejemplo, un transmisor como el del Ejemplo 2 puede no tener suficiente potencia para transmitir a la tasa indicada por el procedimiento de la Figura 2. Alternativamente, la cantidad de datos disponibles para la transmisión por tal transmisor puede no justificar el utilizar el recurso a la tasa de uso permitido. En tales casos, la tasa de uso puede seleccionarse en el bloque 265 como min { Y-, , Yposs } i e donde Yp?ss representa la tasa de uso más alta posible o de otra manera como se deseable determinadas las características actuales del usuario. Anteriormente se encuentran descritas aplicaciones en las cuales el largo del vector de persistencia es igual a ya sea m (es decir, conjunto de tasas disponibles) o m-l. Observe que también pueden existir casos en los que es deseable saltar una o más tasas disponibles (por ejemplo, porque la 5 tasa no se encuentra disponible o es inaplicable para un usuario particular) . En tales casos, un vector de persistencia no necesita contener un elemento correspondiente a tal tasa o tasas, y por lo tanto su largo puede tener cualquier valor diferente a cero menor o igual a m. Observe también que los procedimientos de las Figuras 2, 2A, y 2B pueden modificarse según sea necesario para mapear cada elemento de tal vector de persistencia al elemento correspondiente del vector de tasa Y. Por el mismo símbolo, el proceso de seleccionar un vector de persistencia particular de entre un conjunto de vectores de persistencia puede incluir tal tarea de mapeo en casos en donde, por ejemplo, el conjunto de vectores de persistencia tenga menos miembros que el conjunto de tasas disponibles. En muchas aplicaciones, el conjunto de tasas disponibles puede disponerse de manera tal que a<b implique Ya<Yb (como en los Ejemplos 1 y De manera similar, los valores de un vector de persistencia tal como V descrito anteriormente pueden seleccionarse de manera tal que c<d implique que [Vc] > [Vd] ( [Vc]> [Vd] ) , en donde [Vx] indica la probabilidad representada por el valor de Vx . en tal caso, aumenta la probabilidad de que una tasa se seleccione (no disminuye) a medida que se reducen las tasas. Sin embargo, observe que no se requiere ninguna relación entre las tasas o los valores de persistencia para emplear un sistema o método de acuerdo con una modalidad de la invención. Por ejemplo, puede desfavorecerse una tasa particular porque es más difícil de implementar que otra tasa, o porque es menos incompatible con una parte del sistema que otra tasa, o por alguna razón similar. En tal caso, puede adaptarse un vector de persistencia de manera que su tasa sea menos propensa a ser seleccionada que una o más tasas elevadas (por ejemplo, c<d no implica que [Vc]>[Vd] o [Vc]=[Vd] ) . De manera similar, puede adaptarse un vector de persistencia para favorecer una o más tasas elevadas sobre tasas menores. Observe que aunque el número aleatorio -« x como se generó en el bloque 220 se describe como extraído de :í?r? conjunto que tiene una distribución uniforme, puede utilizarse también cualquier otra distribución en un sistema o 5 método de acuerdo con una modalidad de la invención. Dado que la selección de un valor aleatorio o pseudoaleatopo puede ser comput acionalmente intensiva, en algunas aplicaciones puede ser deseable reducir el número de tales valores a seleccionarse. La Figura 3 muestra un método de acuerdo con una tercera modalidad de la invención, en la cual se genera solamente un número aleatorio x (en el bloque de miciali zación 310) . En este caso, el vector de persistencia de elemento (m-l) W representa una función de densidad acumulativa (CDF), representando cada elemento WD una probabilidad de que se le asignará una tasa Yh, en donde h es cualquier entero de tal manera que O=h=j , Yh es una asignación válida para este usuario, y 0<j=m-2. En el lazo de los bloques 330, 340, y 350, se identifica el valor máximo de j para el cual x > W-, . Si la prueba en el bloque 330 tiene éxito, puede seleccionarse la tasa Y3 +?, o puede seleccionarse la tasa de uso el bloque 365, en Hónde Y oss representa la tasa de uso más alta posible dadas las características actuales del usuario. Si el valor de j alcanza cero en el bloque 340, entonces se selecciona la tasa Yo; de otra manera, el valor de j disminuye en el bloque 350. Observe que este método puede modificarse también para incorporar un esquema de espera y repetición como en la Figura 2A. Este método puede alterarse para permitir el uso de una entre muchas otras relaciones entre los valores de x y W-, en lugar de la condición de prueba mostrada en el bloque 330, dependiendo de las características particulares de los valores seleccionados para x y W-, . Incluso en un caso en donde un vector de persistencia no se presente originalmente como un CDF, es posible que el usuario genere un CDF a partir de tal vector y por ende reducir el número de generaciones de números aleatorios para cada procedimiento de asignación de tasa a solamente uno. Primeramente, puede construirse un vector F de función de densidad de probabilidad (PDF) a partir de un vector de persistencia V como r n-\ ~~ V n-l J' Fl = [v] fÍ (l-[VJ}),i {l,2?..,n-2 J=n-\ Después, el vector F de PDF se convierte en un vector Z de CDF mediante el siguiente procedimiento o su equivalente: Después se construye un vector de persistencia de tal manera que sus elementos representen los elementos de Z. Por ejemplo, un vector W adecuado para su uso en la implementación de la Figura 3 descrita con anterioridad puede construirse de acuerdo con la relación Wx = 1 - Zl r de tal manera que un elemento de W que tenga un valor de 1 represente una probabilidad de cero, y un elemento de W que tenga un valor de 0 represente una probabilidad de 1. Pueden seleccionarse muchas otras relaciones para existir entre los elementos de un vector de persistencia y las probabilidades que representan esos elementos, dependiendo del ' diseño de una implementación particular. Xj¡ Si y cuando surge una condición de sobrecarga en un sistema de acuerdo con la Figura 1 o la Figura ÍA, los usuarios 120 pueden 5 no estar al tanto de que ha ocurrido una condición de sobrecarga, especialmente si el recurso se encuentra consumiendo capacidad de reserva con objeto de cumplir las demandas del usuario. Incluso en un caso en donde la condición de sobrecarga origina que se caiga la disponibilidad del recurso para un usuario por debajo del deseo o demanda del usuario, el usuario puede ser aún incapaz de verificar si la desventaja se debe a una sobrecarga de recurso o a la falla de otro componente en la trayectoria de suministro. Además, en algunas aplicaciones tales como comunicaciones de datos inalámbricos, es posible que no exista mecanismo de retroalimentación alguno mediante el cual un usuario puede obtener notificación a tiempo de una sobrecarga. Por lo tanto, el usuario puede continuar utilizando el recurso, inconsciente del problema . En tal situación es deseable que el sistema incluya una capacidad para notificarle a los usuarios acerca de la condición de sobrecarga de manerfÉf que puedan modificar sus usos (por ejemplo, adoptando un vector de persistencia diferente). Tal capacidad de retroalimentación puede ser útil también en otras situaciones de no sobrecarga en donde se desea distribuir información relacionada con el recurso a uno o más usuarios (por ejemplo, para indicar la disponibilidad de la capacidad adicional o una reducción en la capacidad del recurso ) . La Figura 4 muestra un ejemplo de tal sistema con tal capacidad, en el que la unidad de control 460 recibe información relacionada con el uso del recurso 400 por los usuarios 420a-d (por ejemplo, tasa actual de uso por uno o más usuarios, historial de uso por uno o más usuarios, capacidad de reserva disponible, capacidad pronosticada, estado del recurso, información referente con eventos programados o no programados que pueden afectar la capacidad o el estado del recurso, etc.) La unidad de control 460 puede emitir comandos basados en esta (y posiblemente otra) información a los usuarios 420a-d sobre las trayectorias de comunicaciones respectivas 44?a-d, de tal manera que estos comandos influencian al menos en parte las tasas de uso permitidas respectivas 410a-d de los usuarios. Observe que es posible para la unidad de control 460 implementarse dentro del recurso 400 o, alternativamente, como parte de uno o más de los usuarios 420. Si un usuario se vuelve consciente de una condición de sobrecarga, existe la posibilidad de remedio realizado por el usuario. Si al menos algunos de los usuarios son capaces de comunicarse uno con otro, entonces una solución tal como una reducción en la tasa de uso puede negociarse entre ellos. Sin embargo, en muchos casos, tal comunicación entre los usuarios puede no estar disponible, ser impráctica, o indeseable, y puede ser deseable para un mecanismo de retroalimentación centralizado tal como la unidad de control 460 transportar no solamente información referente al recurso sino también ejercer algún grado de control sobre las tasas de uso permitidas (por ejemplo, la unidad de control 460 puede emitir comandos que contengan o relacionen los cambios en uno o más vectores de persistencia) .

Si el conocimiento completo de los futuros requisitos de uso de los usuarios estuviese disponible, entonces sería teóricamente posible construir un programa de uso óptimo que satisfaga los requisitos de los usuarios tanto como sea posible mientras se evitan completamente todas las condiciones de sobrecarga. Sin embargo, en muchos sistemas prácticos, las futuras necesidades de un usuario serán desconocidas incluso para el usuario mismo. Un método para evitar las condiciones de sobrecarga en tales sistemas será sobre la base de los requisitos de uso actual: por ejemplo, concediendo distribuciones de tasa de uso a usuarios solamente sobre una base de solicitudes. Sin embargo, con objeto de transportar las solicitudes de uso provenientes de los usuarios de regreso a la unidad de control, tal esquema requerirá una trayectoria de comunicaciones corriente arriba la cual de otra manera puede ser no necesaria. Además, los costos y retrasos adicionales incurrirán en recibir, procesar y responder a tales sol i ci tudes . Con objeto de evitar algunas de las desventa as de un esquema de solicitud/concesión, es posible emitir las distribuciones de tasa con base en los usos anteriores del usuario. Los esquemas adecuados de selección y asignación de tasa de uso y la distribución de tasa incluyen aquellos descritos en las Solicitudes de Patente de E.U. copendientes Nos. 09/XXX,XXX, tituladas "SYSTEM AND METHOD FOR PERS I STENCE-VECTOR- BASED MODIFICATION OF USAGE RATES" e incorporadas para referencia con anterioridad, y 09/264,297, titulada "METHOD OF RATE ALLOCATION IN A DATA COMMUNICATION NETWORK", presentadas el 4 de Marzo de 1999, y asignadas al cesionario de la presente invención. Tales esquemas posibilitan a la unidad de control compartir el control con los usuarios, permitiéndole a los usuarios controlar los detalles de su propio uso en cierto grado mientras que la unidad de control se concentra en emisiones de grandes redes de distribución de energías tales como la predicción y evasión de condiciones de sobrecarga . La Figura 4A muestra un sistema de acuerdo con una cuarta modalidad de la invención, en la que la unidad de control 462 recibe información relacionada con el uso del recurso 400 por los usuarios 422a-d, y cada usuario 422i tiene un conjunto de vectores de persistencia 432i. En este ejemplo, la tasa de uso permitido 412i de cada usuario 4221 se encuentra influenciada al menos en parte por comandos recibidos provenientes de la unidad de control 462 por trayectorias de comunicaciones respectivas 442a-d (por ejemplo, tales comandos pueden contener o relacionarse con cambios en uno o más vectores de persistencia) . Observe que es posible que la unidad de control 462 se implemente dentro del recurso 400 o, alternati amente, como parte de uno o más de los usuarios 422. Una aplicación a manera de ejemplo de un sistema de acuerdo con la Figura 4A para una red de comunicaciones tal como la descrita en el Ejemplo 2 anteriormente citado se muestra en la Figura 4B, en la que los usuarios 520a-d son productores de datos, teniendo cada uno un conjunto de vectores de persistencia 530a-d; el recurso 500 es un canal de transmisión común que enlaza los productores con el consumidor de datos 550; y la unidad de control 560 recibe información de uso proveniente (y puede incorporarse al) del consumidor. Los productores 520 utilizan el recurso 500 al transmitir datos al consumidor 550 según lo permitan las tasas de uso permitidas 510a-d, respectivamente, y reciben las señales respectivas 540a-d provenientes de la unidad de control. El consumidor 550 y la unidad de control 560 pueden ser partes de una estación base, y las señales de control 540 pueden transportarse por un enlace en avance del canal de comunicaciones. Cualquiera de los métodos descritos o sugeridos en las Figuras 2, 2A o 2B o en el texto anterior pueden aplicarse a un sistema de acuerdo con las modalidades ilustradas en las Figuras 4A y 4B. Si el procedimiento es exitoso, el usuario utiliza el recurso a una tasa no mayor que la tasa seleccionada. El procedimiento de asignación de tasa puede repetirse cuando, por ejemplo, se actualiza un vector de persistencia, ocurren algún evento programado o no programado (expiración de un temporizador, disparo de un evento de alarma tal como una advertencia de baja potencia, etc.) o ha transcurrido un B etraso de tiempo predeterminado . En cualquier momento particular, el uso del recurso de un usuario se conforma con una tasa de uso permitida particular entre el conjunto de tasas disponibles del usuario. No es necesario que todos los usuarios tengan el mismo conjunto de tasas disponibles, pero el conjunto para cada usuario debe conocerse por la unidad de control 460 (560) de manera que pueda pronosticar confiablemente el estado de uso del recurso y emitir señales de control apropiadamente. También es posible que cada conjunto de tasas disponibles del usuario se actualice o de otra manera se modifique de acuerdo con un comando emitido por la unidad de control 460 (560) si tal comando se emite periódicamente o de acuerdo con otro esquema. El conjunto de vectores de persistencia puede ser un aspecto permanente de la operación del usuario, o puede emitirse por la unidad de control 460 (560), en cuyo caso uno o más de sus miembros pueden actualizarse periódicamente o de otra manera. Las situaciones en las cuales puede emitirse un nuevo conjunto de vectores de persistencia no se encuentran limitadas a las condiciones de sobrecarga. Por ejemplo, un conjunto de vector de persistencia puede emitirse hacia una unidad móvil en la asignación de canal y nuevamente después de la transferencia. Otras situaciones que pueden originar que la unidad de control envié un conjunto de vector de persistencia nuevo o actualizado a uno o más usuarios incluyen lo s iguient e : • Primeramente, un usuario solicita el uso del recurso . • La unidad de control desea reservar una porción de la capacidad del recurso. • La unidad de control desea denegar el uso del recurso a uno o más usuarios. La unidad de control desea maximizar el número de usuarios capaces de utilizar el recurso en un momento. • La unidad de control responde a una solicitud proveniente de un usuario (o a solicitudes provenientes de un cierto número de usuarios ) . La unidad de control responde a características de usuario deseadas o comunicadas or ejemplo, tasa de uso reciente ) . ! • En una red de comunicaciones de datos inalámbrica, cambia el número de conexiones entre el productor ^'estación móvil) y la red terrestre (estaciones base) . Las actualizaciones del vector de persistencia pueden utilizarse también como un medio para pasar el control a las tasas de uso entre la unidad de control y los usuarios. Por ejemplo, la unidad de control puede evitar que los usuarios utilicen la máxima tasa de uso (o cualquier otra tasa) estableciendo la probabilidad para esa tasa en cero y/o al modificar el (los) vector (es) de persistencia correspondiente ( s ) a esa tasa.

Alternativamente, la unidad de control puede originar que uno o más usuarios utilicen solamente la tasa más baja al establecer las probabilidades para las demás tasas en cero.

Tal acción puede ocurrir en un situación de emergencia, por ejemplo, en donde se vuelva deseable soportar tantas conexiones como sea posible o para depositar una porción de la capacidad para el uso de prioridad sin terminar el servicio a otros usuarios. Por otra parte, la unidad de control puede transferir eficazmente el control por el uso de recurso a los usuarios estableciendo en uno la probabilidad para la tasa máxima, permitiendo así que cada usuario seleccione su propia tasa de uso permitida. En un método de acuerdo con una quinta modalidad de la invención, la ocurrencia de asignaciones y actualizaciones de vector de persistencia se reduce utilizando conjuntos de vector de corrección. En una implementación básica, un conjunto de vectores de persistencia se comparte por todos los usuarios, y un conjunto de vectores de corrección se transmite a un usuario o usuarios quienes desean un conjunto diferente de vectores de persistencia. Cada elemento de cada vector de corrección corresponde a y modifica un elemento de un vector de persistencia correspondiente, y el usuario aplica un vector de corrección al vector de persistencia apropiado, por ejemplo, al sumar o multiplicar los dos vectores. Después, el usuario utiliza el vector o vectores de persistencia modificados resultantes para establecer su tasa de "tfeo permitido de acuerdo con uno de los métodos descritos o sugeridos en la presente. La implementación de vectores de corrección reduce el tráfico de control mientras que le permite a un sistema alojar apropiadamente los usuarios que tienen compartimientos o perfiles de uso diferentes (por ejemplo, beneficio vs economía, comercial vs . individual, uso programado o automático vs . uso bajo demanda, etc.) . En una variación de la implementación básica descrita anteriormente, el conjunto de vectores de corrección tiene menos miembros que el conjunto de vectores de persistencia, correspondiendo cada uno de tales miembros a y modificando uno de entre un subconjunto predeterminado del conjunto de vectores de persistencia. Por ejemplo, pueden suministrarse vectores de persistencia solamente para aquellos vectores de persistencia más propensos a referirse por el usuario. Alternativamente o además de esta variación, uno o más de entre el conjunto de vectores de corrección pueden tener menos elementos que el vector de persistencia correspondiente. Tales variaciones, las cuales reducen el volumen de tráfico de control incluso adicionalmente, pueden utilizarse para concentrar información de control al restringir las correcciones a aquellos vectores de fe'r sistencia (o elementos del mismo) los cuales son propensos a tener el mayor efecto sobre el uso de recursos. La descripción anterior de las modalidades preferidas se proporciona para permitirle a alguien con experiencia en la materia utilizar la presente invención. Son posibles diversas modificaciones a estas modalidades, y los principios genéricos presentados en la presente pueden aplicarse a otras modalidades. Por ejemplo, la invención puede implementarse en parte o en su totalidad como circuitos conectados de manera alámbrica, como configuraciones de circuito fabricadas dentro de circuitos integrados de aplicación específica, o como programas de firmware cargados en almacenamiento no volátil o programas de software cargados de o dentro de medios de almacenamiento de datos como código legible por máquinas, siendo tal código instrucciones ejecutables por arreglos de microprocesadores u amiento de señal digitales. Por consiguiente, la presente invención no pretende limitarse a las modalidades mostradas con anterioridad sino que pretende estar de acuerdo con el alcance más amplio consistente con los principios y características novedosas descritas de cualquier manera en la presente. 10

Claims (32)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la invención como antecedente, se r tflama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
2. REIVINDICACIONES 1. Un sistema caracterizado porque comprende un recurso que tiene una medida de capacidad, y una pluralidad de usuarios, que tienen cada uno una tasa de uso, un conjunto de vectores de persistencia, y un conjunto de tasas disponibles, en el que un uso del recurso por cada usuario de entre la pluralidad de usuarios se determina al menos en parte por la tasa de uso del usuario, y en el que la tasa de uso de cada usuario de entre la pluralidad de usuarios se selecciona de al menos el conjunto de tasas disponibles del usuario, determinándose la selección al menos en parte por uno de entre el conjunto de vectores de persistencia. 2. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque cada elemento de cada vector de entre el conjunto de vectores de persistencia corresponde a una de entre el conjunto de tasas disponibles.
3. 3. El sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque cada elemento del vector de persistencia de al menos uno de entre la pluralidad de usuarios representa una probabilidad de utilizar una tasa al menos tan alta como la correspondiente de entre el conjunto de tasas disponibles.
4. 4. El sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque cada vector de entre el conjunto de vectores de persistencia corresponde a uno de entre el conjunto de tasas disponibles.
5. 5. El sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque la selección se determina al menos en parte por una tasa anterior de uso del usuario.
6. 6. El sistema según la reivindicación 2, caracterizado porque cada elemento de cada vector de entre el conjunto de vectores de persistencia corresponde a uno de entre el conjunto de tasas disponibles.
7. 7. El sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque ß? valor de al menos un miembro de un conjunto de tasas disponibles del usuario es substancialmente igual a 19,200*2a bits /segundo , en el que i es un entero.
8. 8. El sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque en el conjunto de tasas disponibles de al menos uno de entre la pluralidad de usuarios, el valor de al menos un miembro del conjunto es substancialmente igual al doble del valor de otro miembro del conjunto.
9. 9. El sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque la tasa de uso de al menos uno de los usuarios de la pluralidad de usuarios es una tasa de uso nula.
10. 10. El sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque un uso actual del recurso por al menos uno de entre la pluralidad de usuarios no es mayor que la tasa de uso del usuario .
11. 11. El sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque al menos uno de entre el conjunto de vectores de persistencia representa un vector de función de densidad acumulativa.
12. 12. el sistema según la reivindicación 11, caracterizado porque el vector de función de f5T densidad acumulat va se asa al menos en parte d uno de entre el conjunto de vectores de persistencia .
13. 13. El sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque cada vector de entre el conjunto de vectores de persistencia corresponde a uno de entre el conjunto de tasas disponibles.
14. 14. El sistema según la reivindicación 13, caracterizado porque cada uno de entre la 10 pluralidad de usuarios tiene el mismo conjunto de tasas disponibles. 15. El sistema según la reivindicación 6, caracterizado porque cada uno de entre la pluralidad de usuarios tiene un número aleatorio
15. 15 y en el que la selección se basa al menos en parte en una relación entre el número aleatorio y al menos uno de los elementos de un vector en el conjunto de vectores de 20 persistencia del usuario.
16. 16. El sistema según la reivindicación 15, caracterizado porque el número aleatorio de cada usuario de la pluralidad de usuarios se extrae de un conjunto que tiene una distribución 25 uniforme.
17. 17. El sistema según la reivindicación 15, caracterizado porque la selección se basa al menos en parte en una relación entre el número aleatorio y al menos uno de los elementos de un vector seleccionado en el conjunto de vectores de persistencia del usuario, y en el que el vector seleccionado corresponde a la tasa de uso anterior del usuario .
18. 18. El sistema según la reivindicación 15, caracterizado porque cada usuario de la pluralidad de usuarios comprende un productor de datos, y cada uno de entre las tasas de uso comprende una tasa de producción de datos.
19. 19. El sistema según la reivindicación 18, caracterizado porque el recurso es un canal inalámbrico para las comunicaciones de datos; y en el que el uso del recurso comprende transmitir datos por el canal inalámbrico.
20. 20. El sistema según la rei indicación 18, caracterizado porque el recurso es el enlace inverso de un canal de CDMA inalámbrico para las comunicaciones de datos.
21. 21. El sistema según la reivindicación 15, caracterizado porque al menos uno de entre el conjunto de vectores de persistencia representa un vector de función de densidad acumulat iva .
22. 22. El sistema según la reivindicación 21, caracterizado porque el vector de función de densidad acumulativa se basa al menos en parte de uno de entre el conjunto de vectores de persistencia .
23. 23. El sistema según la reivindicación 15, caracterizado porque comprende además una unidad de control, en el que la unidad de control suministra al menos una porción del conjunto de vectores de persistencia de al menos una de entre la pluralidad de usuarios.
24. 24. El sistema según la rei indicación 15, caracterizado porque comprende además una unidad de control, en el que la unidad de control recibe información referente al recurso, y en el que la unidad de control modifica al menos una porción del conjunto de vectores de persistencia de al menos una de entre la pluralidad de usuarios al menos indirectamente.
25. 25. El sistema según la reivindicación 23, caracterizado porque al menos uno de entre el conjunto de vectores de persistencia representa un vector de función de densidad acumulat iva .
26. 26. El sistema según la reivindicación 25, caracterizado porque el vector de función de densidad acumulativa se basa al menos en parte de uno de entre el conjunto de vectores de per s i s tencia .
27. 27. El sistema según la reivindicación 23, caracterizado porque al menos un vector es un miembro del conjunto de vectores de persistencia de cada uno de entre la pluralidad de usuarios .
28. 28. El sistema según la reivindicación 23, caracterizado porque al menos uno de entre el conjunto de vectores de persistencia de al menos una de entre la pluralidad de usuarios se basa al menos en parte en (1) otro de entre el conjunto de vectores de persistencia del usuario y (2) un vector de corrección.
29. 29. El sistema según la reivindicación 23, caracterizado porque al menos una porción de uno de entre el conjunto de vectores de persistencia de al menos una de entre la pluralidad de usuarios se basa en un producto de (1) al menos una porción de otro de entre el conjunto de vectores de persistencia del usuario y (2) un vector de corrección.
30. 30. El sistema según la reivi dicación 29, caracterizado porque la unidad de control emite el vector de corrección al menos a una de entre la pluralidad de usuarios.
31. 31. Un método caracterizado porque comprende : utilizar un recurso compartido a una tasa determinada al menos en parte por una primera tasa de uso; obtener un número aleatorio; y utilizar el recurso compartido a una tasa determinada al menos en parte por una segunda tasa de uso, determinándose la segunda tasa de uso al menos en parte comparando el número aleatorio con al menos un elemento de un vector de persistencia.
32. 32. Un medio de almacenamiento de datos, caracterizado el medio porque soporta código legible por máquinas, siendo el código instrucciones ejecutables por un arreglo de elementos lógicos tales como un microprocesador -" u otra unidad de procesamiento de señal digital, definiendo las instrucciones un método que comprende : utilizar un recurso compartido a una tasa determinada al menos en parte por una primera tasa de uso; obtener un numero aleatorio; y utilizar el recurso compartido a una tasa determinada al menos en parte por una segunda tasa de uso, determinándose la segunda tasa de uso al menos en parte al comparar el numero aleatorio con al menos un elemento de un vector de persistencia.