ES2532518B1

ES2532518B1 - Elemento de red y procedimiento para coordinar el uso de recursos radio entre redes de acceso radio

Info

Publication number: ES2532518B1
Application number: ES201331410A
Authority: ES
Inventors: Andrea De Pasquale; Francisco Javier Domínguez Romero; Brendan Mc Williams
Original assignee: Vodafone Espana SA
Current assignee: Vodafone Group Services Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2016-01-19
Anticipated expiration: 2033-09-27
Also published as: EP2874432A1; US9578517B2; US20150092544A1; ES2532518A1

Abstract

Elemento de red y procedimiento para coordinar el uso de recursos radio entre redes de acceso radio.#Se proporciona coordinación del uso de un recurso de radio entre una primera Red de Acceso por Radio (RAN) y una segunda RAN, estando cada RAN configurada para comunicarse por el mismo rango predefinido de ancho de banda. Se determinan una primera prioridad, asociada al tráfico a transportar por la primera RAN, y una segunda prioridad, asociada al tráfico a transportar por la segunda RAN. Una primera porción del recurso de radio que comprende uno o más primeros segmentos de ancho de banda es asignada a la primera RAN, y una segunda porción del recurso de radio que comprende una pluralidad de segmentos segundos de ancho de banda es asignada a la segunda RAN, en base a las prioridades primera y segunda. La primera porción es indicada a un planificador de la primera RAN y/o la segunda porción es indicada a un planificador de la segunda RAN. Al menos un primer segmento de ancho de banda es asignado entre dos segmentos de los segmentos segundos de ancho de banda.

Description

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DESCRIPCION

Elemento de red y procedimiento para coordinar el uso de recursos radio entre redes de acceso radio

Campo tecnico de la invencion

La invencion se refiere a un elemento de red y a un procedimiento para coordinar el uso de recursos de radio entre una pluralidad de Redes de Acceso por Radio.

Antecedentes de la invencion

Las redes inalambricas, en particular, las redes de acceso por radio, estan configuradas para funcionar dentro de rangos espedficos de frecuencia. Para mitigar los problemas de interferencia, un operador de una red de acceso por radio (RAN, del ingles Radio Access Network) es licenciado para su uso en rangos espedficos del ancho de banda. La licencia a menudo restringe la Tecnologia de Acceso por Radio (RAT, del ingles Radio Access Technology) que puede ser usada. Por ejemplo, las RAT mas antiguas (tales como GSM y GPRS) han sido convencionalmente adjudicadas en anchos de banda de frecuencias alrededor de los 1.800 MHz. Es cada vez mas deseable operar redes de acceso radio con una RAT diferente, tal como Evolucion a Largo Plazo (LTE, del ingles Long Term Evolution), en los mismos rangos de ancho de banda que aquellos en las cuales estan funcionando las RAN con tales RAT mas antiguas. El espectro puede ser dividido entre las dos RAT de modo fijo, a fin de evitar una interferencia significativa entre los dos sistemas. Sin embargo, una comparticion fija de ese tipo no es eficaz, dado que el trafico varia significativamente a lo largo del tiempo. Habra momentos en que la carga en una RAN sea mayor que la otra, y viceversa.

Deseablemente, por lo tanto, el espectro es compartido entre las dos RAN. La proporcion del espectro usado por cada RAN puede variar a lo largo del tiempo. Un enfoque para lograr esto es conocido como la Comparticion Espectral Dinamica (DSS, del ingles Dynamic Spectrum Sharing), en la cual una primera porcion de un rango de ancho de banda es adjudicada a una primera RAN y una segunda porcion, contigua (adyacente) a la primera porcion, es adjudicada a una segunda RAN. Ambas porciones forman juntas un unico rango continuo de ancho de banda. Con referencia a la Figura 1A, se muestra un diagrama esquematico que ilustra una adjudicacion espectral de ejemplo, segun el enfoque conocido

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de DSS. Aqd, la primera portion del espectro 10 es adjudicada a LTE y la segunda portion del espectro 20 es adjudicada a GSM. Estas porciones pueden ser ajustadas dinamicamente en base al nivel del trafico que esta siendo transportado por cada RAN.

En un enfoque alternativo, a una GERAN se adjudican uno o mas segmentos de frecuencia espedfica dentro de un rango de ancho de banda, que pueden ser contiguos o no contiguos. Luego, a una RAN de LTE se adjudica todo el resto del rango de ancho de banda que no este ocupado por la GERAN. Segun varia la adjudication de la GERAN, cambia en consecuencia la adjudicacion de la RAN de la LTE. Este enfoque puede ser denominado Comparticion Espectral Completa (FSS, del ingles Full Spectrum Sharing). Con referencia a la Figura 1B, se muestra un diagrama esquematico que presenta una adjudicacion espectral ejemplar segun el enfoque conocido de FSS. Aqti, la primera porcion del espectro 30 es adjudicada a LTE y la segunda porcion del espectro 40 es adjudicada a GSM. Para la LTE no se asignan frecuencias ocupadas (usadas) por el trafico GSM 40. Es potencialmente mas eficaz, dado que la RAN de LTE puede ser dotada de una portadora completa para el rango entero de ancho de banda. Por el contrario, solamente una fraction del rango de ancho de banda podria ser usado por la RAN de LTE enDSS.

Las tecnicas basadas en la DSS, la FSS, o ambas, estan descritas en la publication de Patente Europea N° EP2203011, que tiene propiedad comun con esta invention, y en la Publicacion de Patente Internacional (PCT) N° WO-2010/091713. Las adjudicaciones a cada RAN para la FSS pueden ser hechas en base a la carga de cada red, como para la DSS. Esto permite el equilibrio de cargas. No obstante, las mejoras al equilibrio de cargas en la FSS siguen siendo un reto.

Resumen de la invencion

Sobre este trasfondo, la presente invencion proporciona un elemento de red para coordinar el uso de un recurso de radio entre una primera red de acceso por radio (RAN) y una segunda RAN, en donde cada RAN esta configurada para comunicarse por el mismo rango predefinido de ancho de banda. El elemento de red comprende: logica adaptada para determinar una primera prioridad asociada a un primer trafico a transportar por la primera RAN, y para determinar una segunda prioridad asociada a un segundo trafico a transportar por la segunda RAN, y adicionalmente adaptada para asignar a la primera RAN una primera porcion del recurso de radio que comprenden uno o mas primeros segmentos de ancho de banda, y para asignar a una segunda RAN una segunda porcion del recurso de radio que

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comprenden una pluralidad de segundos segmentos de ancho de banda, estando la asignacion de las porciones primera y segunda basada en las prioridades primera y segunda; y una salida, configurada para comunicar una indication de la primera portion a un planificador de la primera RAN y / o para comunicar una indicacion de la segunda porcion a un planificador de la segunda RAN. La logica esta adicionalmente adaptada para asignar al menos uno de dichos uno o mas segmentos primeros de ancho de banda entre dos segmentos de la pluralidad de segundos segmentos de ancho de banda.

De tal modo, el elemento de red esta configurado para implementar un enfoque de FSS. La FSS, ventajosamente, permite cambios en la adjudication del espectro mas facilmente que la DSS, lo que no puede ser hecho facilmente sin la interruption del servicio y algun retracto del trafico (es decir, el traspaso del trafico a otras frecuencias y luego el traspaso de vuelta una vez que la reconfiguration esta completa). Esto es, en parte, porque la DSS requiere cambiar la adjudicacion del espectro en una agrupacion de celulas vecinas, reconfigurando los Amplificadores de Potencia (PA), causando por ello un tiempo de inactividad en el servicio, en ambas RAN, posiblemente de unos pocos segundos. La logica comprende habitualmente, o es, logica digital.

El elemento de red puede ser conocido como un coordinador, ya que puede coordinar entre las dos RAN. Lo hace usando una prioridad respectiva asociada al trafico que esta siendo transportado por cada RAN. La prioridad del trafico es distinta a la carga del trafico, aunque, en algunos casos, la prioridad puede ser una funcion de la carga, en combination con al menos algun otro factor. Estas prioridades son luego usadas para determinar la adjudicacion del ancho de banda. El uso de prioridades permite al operador de la red concentrar mas eficazmente los recursos de red y lograr por ello una mayor calidad del servicio. Algunos ejemplos de esto seran expuestos mas adelante.

Dichos uno o mas segmentos primeros de ancho de banda pueden ser una pluralidad de primeros segmentos de ancho de banda, que sean, ventajosamente, no contiguos. De manera similar, la pluralidad de segundos segmentos de ancho de banda tambien pueden ser no contiguos.

El elemento de red tambien puede comprender y / o interactuar con uno o mas planificadores. El recurso de radio comprende el ancho de banda y las ranuras temporales (en ingles "timeslots”). Como se ha detallado anteriormente, a cada RAN se asignan uno o mas (preferiblemente, una pluralidad de) segmentos de ancho de banda (optativamente, no

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contiguos). Esto puede incluir al menos una ranura temporal (preferiblemente al menos algunas y, mas preferiblemente, todas) dentro de un periodo de tiempo especificado. En este contexto, segmentos no contiguos de ancho de banda significa que hay al menos un espacio en el dominio de frecuencias entre los segmentos de ancho de banda adjudicados a cada RAN. Ademas, al menos uno de los segmentos de ancho de banda adjudicados a una RAN esta en el espacio entre los segmentos de ancho de banda adjudicados a la otra RAN.

Las porciones primera y segunda del recurso de radio, ventajosamente, no estan solapadas (de modo que todas las ranuras temporales en los segmentos de ancho de banda adjudicados esten asignadas a la misma RAN). Alternativamente, una primera fraccion de las ranuras temporales (que, en algunos casos, puede ser cero) en cada segmento de ancho de banda esta adjudicada a la primera RAN y una segunda fraccion de las ranuras temporales (que, en algunos casos, puede ser cero) en cada segmento de ancho de banda esta adjudicada a la segunda RAN.

Preferiblemente, la logica esta adaptada para asignar la pluralidad de primeros segmentos de ancho de banda a ser intercalados entre la pluralidad de segundos segmentos de ancho de banda. Por ejemplo, alli donde la primera RAN es una GERAN y la segunda RAN usa una RAT de LTE, los segmentos de ancho de banda adjudicados a la RAN de LTE pueden rellenar los espacios entre aquellos segmentos de ancho de banda adjudicados a la GERAN. El trafico de la GERAN puede ser bastante variable, de modo que, en un momento espedfico en el tiempo, no todos los segmentos de ancho de banda asignados pueden estar ocupados.

Ventajosamente, la primera prioridad y la segunda prioridad indican una caracteristica de Calidad de Servicio (QoS) del trafico respectivo. Cada portadora de radio puede tener fijados uno o mas parametros de QoS. Estos pueden indicar por si mismos una prioridad, como se explicara mas adelante. Por ejemplo, la caracteristica de QoS puede incluir una velocidad minima de bits, una velocidad maxima de bits, un requisito de retardo, un tipo de aplicacion (por ejemplo, habla u otras) o algo similar. Preferiblemente, la primera prioridad y la segunda prioridad estan determinadas en base a uno o mas entre: si el trafico respectivo es de circuitos conmutados (CS) o de paquetes conmutados (PS); la aplicacion para la cual esta destinado el trafico respectivo; la prioridad adjudicada a un abonado movil al que se refiere el trafico respectivo o el grupo de usuarios al cual pertenece este abonado; uno o mas parametros del trafico respectivo; una Clase de Trafico del trafico respectivo; y la tecnologia de acceso por radio (RAT) usada por la RAN para la comunicacion del trafico respectivo.

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Una combinacion de dos o mas de estos parametros puede ser usada en algunas realizaciones para determinar una respectiva prioridad para cada RAN. Ventajosamente, la aplicacion para la cual esta destinado el trafico, o la clase de trafico, esta determinada por la Inspeccion Profunda de Paquetes (DPI, del ingles Deep Packet Inspection) del trafico. La DPI es un procedimiento para leer flujos de trafico de datos en vivo. Esto puede permitir un analisis del tipo de aplicacion que se esta usando (por ejemplo, transmision por flujo, VoIP, exploracion de la Red o similares) o de la clase de trafico (tal como el conversacional, el de transmision por flujo, el interactivo o el de trasfondo). La prioridad adjudicada al abonado movil puede ser usada en la determinacion de cuales recursos de radio son considerados disponibles en una RAT espedfica y en un momento espedfico para planificar transmisiones a ese abonado. Ademas, esta prioridad puede indicar adicionalmente un mejor equilibrio de capacidades entre las distintas RAN.

De modo adicional o alternativo, la aplicacion para la cual esta destinado el trafico puede comprender uno o mas entre: voz; video; datos entre iguales (en ingles, peer to peer); y el protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP). En estos casos, el trafico destinado para las aplicaciones de voz o video en tiempo real puede tener una mayor prioridad que el trafico destinado para aplicaciones de transmision por flujo de video, mensajeria instantanea, correo electronico, HTTP o datos entre iguales.

Preferiblemente, la clase del trafico puede comprender uno o mas de los cuatro tipos de Clase de Trafico (tales como los definidos por el 3GPP): trasfondo (en ingles, background); interactivo; transmision por flujo y conversacional. Por ejemplo, la QoS del trafico de voz esta marcada como Clase de Trafico Conversacional. El trafico de Clase de Trafico Interactivo / Trasfondo Conmutado por Paquetes (PS) puede tener parametros tales como la Prioridad de Adjudicacion y Retencion, o la Prioridad de Gestion de Trafico (ARP / THP), o el Identificador de Clase de QoS (QCI), que indican la prioridad relativa con respecto a otro trafico de Clase de Trafico Interactivo / Trasfondo PS. Entonces, el trafico que tenga una Clase de Trafico conversacional puede tener una mayor prioridad que el trafico que tenga una Clase de Trafico de trasfondo o interactivo. El trafico que tenga una Clase de Trafico de transmision por flujo puede tener una mayor prioridad que el trafico que tenga una Clase de Trafico de trasfondo o interactivo. De modo adicional o alternativo, el trafico de Clase de Trafico de conversacion puede tener una mayor prioridad que el trafico que tenga una Clase de Trafico de transmision por flujo. En ciertas realizaciones, el trafico que tenga una Clase de Trafico de trasfondo puede tener una prioridad inferior que el trafico que tenga una Clase de Trafico interactivo. El trafico conversacional de voz y / o video puede ser determinado

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como el trafico de maxima prioridad. En algunos escenarios, la RAT tambien puede ser tenida en cuenta, de modo que el trafico de voz sobre una GERAN pueda ser determinado como de mayor prioridad que la voz sobre LTE, por ejemplo.

En realizaciones preferidas, la primera portion y la segunda portion se sumaran entre s^ para comprender el recurso de radio entero. Otras realizaciones pueden proporcionar que la primera porcion y la segunda porcion se sumen entre si para comprender una fraction del recurso de radio. Por ejemplo, puede haber una tercera RAN y a esta puede asignarse una tercera porcion del recurso de radio. Optativamente, la logica es adicionalmente configurada para determinar una tercera prioridad asociada a un tercer trafico a transportar por la tercera RAN. Luego, puede ser adicionalmente configurada para asignar a la tercera RAN una tercera porcion del recurso de radio. Esta asignacion puede estar basada en las prioridades primera, segunda y tercera. La primera porcion, la segunda porcion y la tercera porcion pueden sumarse entre si para comprender el recurso de radio entero. En ciertas realizaciones, la tercera porcion del recurso de radio comprende uno o mas (preferiblemente, una pluralidad de) segmentos terceros (optativamente, no contiguos) de ancho de banda. En ciertos casos, la salida puede ser adicionalmente configurada para comunicar una indication de la tercera porcion a un planificador de la tercera RAN.

Aunque la prioridad del trafico es usada para adjudicar recursos de radio, otras caracteristicas pueden ser usadas adicionalmente en las realizaciones. Por ejemplo, la logica puede ser adaptada adicionalmente para determinar una carga en la primera RAN y una carga en la segunda RAN, y para asignar las porciones primera y segunda del ancho de banda en base a la carga en la primera RAN y a la carga en la segunda RAN. Ventajosamente, la carga determinada en la primera RAN se refiere solamente al primer trafico. Ventajosamente, la carga determinada en la segunda RAN se refiere solamente al segundo trafico. Es posible que la primera RAN este llevando mas de un tipo de trafico. En algunas realizaciones, la adjudication de recursos de radio puede estar basada en la carga del trafico para el cual ha sido determinada la prioridad.

Optativamente, la salida es configurada para comunicar la indicacion de las porciones primera y / o segunda del recurso de radio, generando respectivos mensajes para el planificador de la primera RAN y / o para el planificador de la segunda RAN. En la realization preferida, la salida es configurada para comunicar la indicacion de las porciones primera y / o segunda del recurso de radio, usando una interfaz entre una primera entidad de red asociada a la primera RAN y una segunda entidad de red asociada a la segunda

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RAN. Esta interfaz puede ser usada para otros mensajes, o puede estar dedicada para mensajes de coordination. Preferiblemente, la primera entidad de red es un controlador de estacion base (BSC, del ingles Base Station Controller) o una estacion transceptora base (BTS, del ingles Base Transceiver Station). De modo adicional o alternativo, la segunda entidad de red es un eNodoB. La primera entidad de red y la segunda entidad de red pueden estar situadas en el mismo emplazamiento. El coordinador, el planificador, o una combination de los dos puede ser responsable de adjudicar asimismo potencia de transmision, recursos de procesamiento, recursos de transmision, recursos de reception y similares tambien.

En la realization preferida, la primera RAN es una red de GSM o GPRS (GERAN). De modo adicional o alternativo, la segunda RAN es una red de evolution a largo plazo (LTE). Sin embargo, esto puede ser al reves. Ademas, pueden ser usados otros tipos de RAN (con distintas Tecnologias de Acceso por Radio).

Ventajosamente, la primera RAN y la segunda RAN estan asociadas al mismo operador de red. Alternativamente, la primera RAN y la segunda RAN pueden estar asociadas a distintos operadores de red, especialmente cuando se permite a su trafico usar los mismos recursos de radio, por ejemplo, con un Operador de Red Virtual Movil (MVNO, del ingles Mobile Virtual Network Operator) o con un operador que comparte activamente las redes con una caracteristica de Red Central de Multiples Operadores (MOCN, del ingles Multi-Operator Core Network).

En algunas realizaciones, el elemento de red forma parte de la primera RAN, o parte de la segunda RAN y, en particular, puede formar al menos parte de una entidad de red de la respectiva RAN. Ventajosamente, el elemento de red puede estar co-situado con un elemento que actua como el planificador de la primera RAN, o co-situado con un elemento que actua como el planificador de la segunda RAN. Alternativamente, el elemento de red puede estar separado de la primera RAN y de la segunda RAN.

En un segundo aspecto, se proporciona un procedimiento para coordinar el uso de un recurso de radio entre una primera red de acceso por radio (RAN) y una segunda RAN, en donde cada RAN esta configurada para comunicarse sobre el mismo rango predefinido de ancho de banda. El procedimiento comprende: determinar una primera prioridad asociada a un primer trafico a transportar por la primera RAN; determinar una segunda prioridad asociada a un segundo trafico a transportar por la segunda RAN; asignar a la primera RAN

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una primera porcion del recurso de radio que comprende uno o mas segmentos primeros de ancho de banda, en base a las prioridades primera y segunda; asignar a la segunda RAN una segunda porcion del recurso de radio que comprende una pluralidad de segundos segmentos de ancho de banda, en base a las prioridades primera y segunda; y comunicar una indication de la primera porcion a un planificador de la primera RAN y / o una indication de la segunda porcion a un planificador de la segunda RAN. Al menos uno entre dichos uno o mas primeros segmentos de ancho de banda es asignado entre dos segmentos de la pluralidad de segundos segmentos de ancho de banda.

Se entendera que cualquiera de las caracteristicas descritas en la presente memoria, con relation al elemento de red, puede ser igualmente proporcionada como etapas en el procedimiento del segundo aspecto. Ventajosamente, la presente invention tambien proporciona un programa de ordenador configurado, cuando es operado por un procesador, para formar el procedimiento del segundo aspecto.

Tambien se proporciona cualquier combination de las caracteristicas descritas con relacion al primer o al segundo aspecto, incluso si no se revela explicitamente.

Breve description de los dibujos

La invencion puede ser puesta en practica de diversas maneras, una de las cuales sera descrita ahora solamente a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1A muestra un diagrama esquematico de una adjudication espectral de ejemplo, segun el conocido enfoque del estado de la tecnica de la Comparticion Espectral Dinamica (DSS);

La Figura 1B muestra un diagrama esquematico que presenta una adjudicacion espectral de ejempla segun el conocido enfoque del estado de la tecnica de la Comparticion Espectral Completa (FSS);

La Figura 2 ilustra un elemento de red de acuerdo a la presente invencion;

la Figura 3 ilustra una parte de una arquitectura de red que usa el elemento de red de la Figura 2;

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La Figura 4A ilustra esquematicamente una adjudication de ejemplo de ancho de banda entre distintas Redes de Acceso por Radio en un primer momento;

La Figura 4B ilustra esquematicamente la adjudicacion de ejemplo de ancho de banda de la Figura 4A en un segundo momento;

La Figura 5A muestra una arquitectura de red existente para una red GERAN;

La Figura 5B muestra una arquitectura de red existente para LTE;

La Figura 6 ilustra un primer enfoque para modificar las arquitecturas de red mostradas en las Figuras 5A y 5B, de acuerdo a la presente invention; y

La Figura 7 ilustra un segundo enfoque para modificar las arquitecturas de red mostradas en las Figuras 5A y 5B, de acuerdo a la presente invencion.

Description detallada de una realization preferida

Con referencia primero a la Figura 2, se muestra un elemento de red de acuerdo a la presente invencion. El elemento 100 de red tambien puede ser denominado un coordinador. Recibe una primera entrada 110, que comprende information referida a un primer trafico a transportar por una primera RAN, y una segunda entrada 120, que comprende informacion referida a un segundo trafico a transportar por una segunda RAN. La informacion puede ser una prioridad del respectivo trafico. Alternativamente, puede ser informacion que puede ser usada para determinar una prioridad para el trafico respectivo.

Una vez que el coordinador 100 ha determinado una primera prioridad con relation al primer trafico y una segunda prioridad con relacion al segundo trafico (ya sea recibiendo estas prioridades usando la primera entrada 110 y la segunda entrada 120, o determinando las prioridades en base a informacion proporcionada por estas dos entradas), usa estas prioridades para asignar una primera portion del recurso de radio a la primera RAN y una segunda porcion del recurso de radio a la segunda RAN. El coordinador 100 tambien comprende una salida 130. Esta comunica una indication de la primera porcion a un planificador de la primera RAN, o bien comunica una indicacion de la segunda porcion a un planificador de la segunda RAN, o bien ambas.

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El coordinador 100 asigna los recursos disponibles (por ejemplo, ranuras temporales y / o frecuencias) que seran usados por los planificadores para planificar el trafico entre los distintos paquetes o usuarios, a intervalos definidos por sucesos y / o periodicamente. Las prioridades usadas pueden ser totalmente configurables por el operador. El coordinador 100 efectua por ello la Gestion de Recursos Compartidos. Esto esta posibilitado por el conocimiento comun de las utilizaciones de recurso (portadoras y ranuras temporales) en ambas RAN.

Con referencia a continuation a la Figura 3, se ilustra una parte de una arquitectura de red que usa los elementos de red de la Figura 2. Esta arquitectura de red comprende: un coordinador 200; la entrada 201 de solicitud de trafico de red GERAN; la entrada 202 de solicitud de trafico de LTE; un planificador 210 de GERAN; y un planificador 220 de LTE. Un Controlador de Estacion Base (BSC, no mostrado) es el controlador para la tecnologia de GERAN (GSM y GPRS), mientras que una Estacion Transceptora Base (BTS, no mostrada) facilita la comunicacion con dispositivos moviles y esta controlada por el BSC. Un eNodoB es el equivalente del BSC y la BTS en la RAN de la LTE. La mayoria de (y probablemente todos) los componentes mostrados en la Figura 3 estan situados en uno de entre el BSC, la BTS y el eNodoB.

La entrada 201 de solicitudes de trafico de GERAN proporciona solicitudes del trafico de paquetes y llamadas de voz, y la entrada 202 de solicitudes de trafico de LTE proporciona solicitudes para el trafico de la LTE. Usando estas entradas, el coordinador 200 determina los recursos reservados para la GERAN 205, que son indicados al planificador 210 de la GERAN, y los recursos reservados para la LTE 206, que son indicados al planificador 220 de la LTE. El coordinador 200 tambien determina una prioridad de transmision para cada paquete para la GERAN 212, que es indicada al planificador 210 de la GERAN, y una prioridad de transmision para cada paquete para la LTE 222, que es indicada al planificador 220 de la LTE.

De tal modo, el coordinador 200 es una entidad con conocimiento de las solicitudes de trafico desde los 2 (o mas) sistemas, y de la ocupacion actual de las colas de los planificadores. Tambien es consciente de los recursos usados para el trafico de habla (especialmente para la red GERAN). Entonces, puede hacer periodicamente (por ejemplo, cada 20 ms, o 100 ms) una asignacion de recursos para cada planificador, comunicando a la vez la prioridad (o, de manera alternativa, directamente la indication del tipo de aplicacion) para la transmision de los paquetes por cada planificador. De esta manera, puede aspirar a

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garantizar que los paquetes de habla del GSM sean siempre transmitidos (para satisfacer requisitos de QoS), que las llamadas en marcha del GSM mantengan el uso de las mismas ranuras temporales y/o frecuencias asignadas, y que otro trafico de LTE de alta prioridad (por ejemplo, las llamadas de voz sobre LTE) tambien reciba tratamiento de alta prioridad.

El planificador 210 de la GERAN tambien proporciona al coordinador 200 la ocupacion actual de recurso e informacion acerca del trafico (paquetes) en cola para la GERAN 211, al coordinador. De manera similar, el planificador 220 de LTE proporciona al coordinador 200 la ocupacion actual de recurso, e informacion acerca del trafico (paquetes) en cola para la RAN 221 de LTE, al coordinador. Esto tambien es usado por el coordinador 200 en la determinacion de la adjudicacion de recurso, en particular, cuales bloques de recurso de radio estan disponibles para el planificador del otro sistema.

El planificador de la GERAN comprende un bloque de gestion de recurso de radio (RRM, del ingles Radio Resource Management) del trafico del GPRS, para asignar paquetes a recursos espedficos de radio (frecuencia y tiempo), en base a la adjudicacion 205 de la GERAN, recibida desde el coordinador 200. La asignacion es proporcionada como una salida 215 de la GERAN. De manera similar, el planificador 220 de LTE recibe la adjudicacion de LTE de los recursos 206 desde el coordinador 200 y, usando esto (junto con mediciones de interferencia y / o la informacion referida a la prioridad de los paquetes 222 de LTE), asigna paquetes a recursos espedficos de radio (frecuencia y tiempo) y proporciona esto como una salida 225 de LTE.

Optativamente, un bloque de senalizacion puede comprender un bloque de senalizacion de GSM, que identifica el canal de control de difusion (BCCH) y los canales de senalizacion. El BCCH es el canal piloto para la RAN del GSM. Un bloque de senalizacion de LTE puede identificar los canales de senalizacion de LTE. La senalizacion puede ser trasladada al planificador 210 de GERAN y al planificador 220 de LTE.

El proceso de coordinacion mostrado en la Figura 3 puede tener lugar en respuesta a un suceso espedfico (tal como una nueva llamada o un nuevo usuario), o bien puede ocurrir periodicamente.

Para implementar la configuracion mostrada en la Figura 3, pueden hacerse algunas modificaciones de software al eNodoB, para permitirle modelar su propio trafico en base a la informacion existente proveniente del BSC. Optativamente, el BSC tambien podna ser

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modificado para proporcionar mejoras adicionales de la eficacia (para adaptar el trafico en base a una comprension del trafico de LTE).

La inter-operacion del planificador 220 de LTE y del RRM del BSC (planificador 210 de la GERAN) se expondra ahora para una posible implementation, de acuerdo a la Figura 3. Estos elementos son configurados para planificar el trafico de la siguiente manera.

1) Canales de Senalizacion e Information Basica. Los canales de senalizacion son adjudicados a frecuencias distintas a las del trafico, y son tenidos en cuenta en los planificadores.

a. El planificador 220 de LTE no planifica trafico en portadoras del GSM ocupadas por el BCCH del GSM (220 KHz por celula).

b. Las llamadas del GSM no son asignadas al espectro de LTE ocupado por los canales comunes de LTE que estan agrupados por frecuencia.

2) Canales de Trafico.

a. Las frecuencias de canales de trafico estan totalmente compartidas y pueden ser utilizadas tanto por LTE como por GSM.

b. El trafico de voz tiene prioridad sobre el trafico PS (porque el trafico de voz interrumpido es mas perceptible para los usuarios). Esto es logrado por el planificador identificando los servicios que se estan usando (por ejemplo, usando la DPI), y usando parametros operativos fijados por el operador de red, de modo que:

i. el trafico de voz de GSM tenga prioridad sobre el trafico PS de LTE, para usar las frecuencias compartidas (el bloque 220 de adjudicacion del Trafico de Voz del GSM adjudica frecuencias y / o ranuras temporales para llamadas de voz con alta prioridad); y

ii. el trafico de Voz sobre LTE (VoLTE del ingles Voice over LTE), o el Video sobre IP sobre LTE, tenga prioridad sobre el trafico PS del GSM, a fin de usar las frecuencias compartidas (el trafico PS del GSM puede tener prioridad igual, menor o mayor que el trafico PS de LTE, configurable por el

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operador).

c. Las prioridades del trafico PS son tenidas en cuenta. Esto es efectuado, mayormente, por el bloque 210 de RRM del trafico de GPRS y el planificador 250 de LTE. El bloque 210 de RRM del trafico del GPRS adjudica el trafico PS del GPRS teniendo en cuenta el trafico de voz que esta siendo usado, y tambien los recursos de LTE usados. Las siguientes consideraciones aplican:

i. algunos recursos estan reservados para el trafico del GPRS, y luego el resto es adjudicado dinamicamente;

ii. si el trafico PS del GPRS tiene menor prioridad que el trafico PS de LTE, entonces el planificador 210 de la GERAN tendra en cuenta los recursos usados en la RAN de LTE o GSM, y adjudicara las ranuras temporales y / o frecuencias libres a las llamadas del GPRS;

iii. si el trafico PS del GPRS tiene una mayor prioridad que el trafico PS de LTE, entonces la RRM del GPRS adjudicara las maximas ranuras temporales y / o frecuencias posibles, despues de los recursos de GSM de voz y los recursos de LTE de VoLTE o Video; y

iv. si el trafico PS del GPRS tiene la misma prioridad que el trafico PS de LTE, puede usarse un algoritmo distinto para la comparticion de cargas, para distribuir los recursos entre el planificador 210 de la GERAN y el Planificador 220 de LTE para los servicios de Velocidad de Bit no Garantizada (no-GBR, del ingles Guaranteed Bit Rate) (esto es realizado por el Coordinador 220, que adjudica los recursos en base a la prioridad del cliente o a las aplicaciones usadas, o los recursos, o el caudal).

Valen consideraciones similares para el planificador 250 de LTE. Alli, se tienen en cuenta las siguientes consideraciones:

i. los recursos garantizados para VoLTE y el Video sobre LTE (trafico GBR) son adjudicados primero, y todo lo restante es dedicado al trafico no- GBR;

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ii. si el trafico PS del GPRS tiene mayor prioridad que el trafico PS de LTE, entonces el planificador 220 de LTE tendra en cuenta los recursos usados en la RAN de GSM / GPRS, y adjudica las ranuras temporales y / o frecuencias libres a los paquetes no-GBR de LTE;

iii. si el trafico PS del GPRS tiene menor prioridad que el trafico PS de LTE, entonces el planificador 250 de LTE adjudicara las maximas ranuras temporales y / o frecuencias posibles a este, despues de los recursos de GSM de voz y los recursos de LTE, de VoLTE o Video; y

iv. si el trafico PS del GPRS tiene la misma prioridad que el trafico PS de LTE, puede usarse un algoritmo distinto para la comparticion de carga, para distribuir los recursos entre el planificador 210 de la GERAN y el Planificador 220 de LTE para los servicios de Velocidad de Bits no Garantizada (no GBR) (esto es realizado por el coordinador 200, que adjudica los recursos en base a la prioridad del cliente o a las aplicaciones usadas, o los recursos o el caudal).

3) Los Planificadores Inteligentes se auto-adaptan y minimizan la interferencia entre los sistemas. El planificador 220 de LTE puede usar tecnicas estandar para detectar las frecuencias mas interferidas en el Enlace Ascendente (midiendo la potencia recibida del Enlace Ascendente) y minimizando el uso de estas frecuencias.

El coordinador 200 puede verificar el numero de usuarios con paquetes a transmitir, en cada suceso y / o periodicamente. Puede luego distribuir los recursos segun un rango o criterios que pueden incluir lo siguiente:

1. tecnologia (es decir, RAT, tal como GPRS o LTE) - en el GPRS, las ranuras temporales pueden ser habitualmente adjudicadas a razon de entre 0 y 4 ranuras por usuario, mientras que, en la LTE, todos los paquetes son puestos en colas en el planificador cada Intervalo de Tiempo de Transmision (TTI del ingles Transmission Time Interval, tal como 1 ms) y hay una ponderacion relativa que da la probabilidad de obtener recursos para cada usuario - el coordinador 100 puede adjudicar el numero de frecuencias usadas en la LTE, para ser usadas por el planificador 220 de LTE;

2. aplicacion - detectada por una funcion de DPI o por una indicacion proveniente de la Red Central, de modo que, por ejemplo, si se detecta una aplicacion de alta prioridad, puede

darse mayor prioridad a estos paquetes (5 ranuras adjudicadas en el GPRS y alta ponderacion en la LTE) y, para aplicaciones de baja prioridad (tales como las de igual a igual, p2p, del ingles peer to peer , pueden ser adjudicadas 0 o 1 ranuras en el GPRS, y usarse una ponderacion baja para el planificador de LTE; y 5

3. prioridad de abonado - que puede ser definida por el perfil de cliente del Registro de Ubicacion de Origen (HLR, del ingles Home Location Register) - en el GPRS, los parametros en los Estandares del 3GPP estan dados en la tabla a continuation (Parametros de QoS del UMTS, del documento 3GPP TS 23.203), pero, para LTE, se usa el Identificador 10 de Clase de QoS (QCI); el numero de ranuras y la ponderacion del planificador de LTE pueden ser una funcion de los parametros de QoS, de manera similar a la prioridad de aplicacion.

Valor de QCI del GPRS: Parametros de QoS del UMTS

Clase de Trafico: THP Indication de serialization Descriptor de estadisticas de origen

1: Conversacional n/a n/a habla (NOTA 1)

2: Conversacional n/a n/a desconocido

3: Transmision por flujo n/a n/a habla (NOTA 1)

4: Transmision por flujo n/a n/a desconocido

5: Interactivo 1 Si n/a

6: Interactivo 1 No n/a

7: Interactivo 2 No n/a

8: Interactivo 3 No n/a

9: Trasfondo n/a n/a n/a

NOTA 1: La configuration del operador deberia reservar valores de QCI que se mapean a “habla" para flujos de datos de servicio que consistan en habla (y el RTCP asociado) solamente.

15 Las figuras 2 y 3 muestran un enfoque generico para la comparticion de conocimiento sobre la utilization de recurso. Se proporcionan ahora mas detalles con respecto a este aspecto.

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Se consideran tres maneras posibles de implementar el informar de las frecuencias usadas y la carga desde un sistema al otro.

1) comunicacion de BSC a eNodoB. El BSC puede informar al eNodoB con un nuevo mensaje propietario (optativamente, a traves de una nueva interfaz propietaria) hacia el eNodoB, y viceversa.

2) comunicacion de BTS a eNodoB. Esto tiene dos opciones: mismo emplazamiento - la BTS puede informar inmediatamente al eNodoB sobre las frecuencias de GSM usadas y la ranura temporal usada (esto deberia requerir modificaciones mmimas, ya que los componentes estan usualmente en la misma caja); y entre emplazamientos - la informacion es llevada con un mensaje desde un emplazamiento a otro, usando tecnicas estandar para anadir una nueva interfaz propietaria, o senalizacion extra a traves de la red normal de Transporte.

3) Mixta: una combinacion de los dos procedimientos anteriores.

La seleccion del procedimiento mas adecuado para informar a partir de la lista anterior depende de la arquitectura del proveedor en cada emplazamiento, y de sus requisitos espedficos de implementacion. La solucion 2 (BTS) seria adecuada solamente para implementaciones sencillas (p. ej., solamente voz para trafico de 2G); requisitos mas complicados de 2G necesitarian modificaciones del BSC.

Con referencia a continuacion a la Figura 4A, se muestra una ilustracion esquematica de una adjudicacion ejemplar del ancho 300 de banda entre distintas RAN en un primer momento (o, mas espedficamente, durante un primer periodo de tiempo). El ancho 300 de banda ha sido adjudicado en base al coordinador 200, el planificador 210 de la GERAN y el planificador 220 de LTE. El ancho 300 de banda es adjudicado para comprender: un primer segmento 310 de ancho de banda de LTE; un segundo segmento 311 de ancho de banda de LTE; un tercer segmento 312 de ancho de banda de LTE; un primer segmento 320 de ancho de banda de la GERAN; y un segundo segmento 321 de ancho de banda de la GERAN.

El primer segmento 310 de ancho de banda de LTE puede estar dedicado para la Voz sobre LTE (VoLTE). De manera similar, el primer segmento 320 de ancho de banda de la GERAN

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puede estar dedicado al habla del GSM (voz). El segundo segmento 311 de ancho de banda de LTE y el tercer segmento 312 de ancho de banda de LTE pueden ser usados para otros tipos de trafico.

En un segundo momento, la adjudicacion del mismo ancho de banda puede ser distinta, debido a un trafico distinto que tiene distintas prioridades y, posiblemente, debido a distintas condiciones de radio. Con referencia a continuacion a la Figura 4B, se muestra una ilustracion esquematica de la adjudicacion ejemplar del ancho de banda de la Figura 4A en el segundo momento (o segundo periodo de tiempo). Algunos de los segmentos de ancho de banda adjudicados en el ancho de banda 350 se quedan iguales, espedficamente, el primer segmento 310 de ancho de banda de LTE (nuevamente, asignado a VoLTE) y el primer segmento 320 de ancho de banda de la GERAN (para la voz del GSM). Sin embargo, la adjudicacion de los otros segmentos de ancho de banda es distinta. Se proporciona un nuevo segmento 340 de ancho de banda de la GERAN para el trafico de paquetes del GPRS. La porcion restante del ancho de banda es adjudicada como un nuevo segmento 315 de ancho de banda de LTE.

La Figura 5A muestra una arquitectura de red existente para la GERAN. Hay una interfaz A entre la red central 400 y el controlador 410 de estacion base. Ademas, tambien se proporciona una interfaz Abis entre el BSC 410 y las BTS 420. La Figura 5B muestra una arquitectura de red existente para LTE. Se proporciona una interfaz S1 entre la red central 450 y los eNodoB 460. Ademas, se proporciona una interfaz X2 entre los respectivos eNodosB 460. Esta arquitectura de red puede ser modificada para incorporar la arquitectura de red mostrada en la Figura 3.

Con referencia a continuacion a la Figura 6, se ilustra un primer enfoque para modificar las arquitecturas de red mostradas en las Figuras 5A y 5B, de acuerdo a la presente invencion. La interfaz A se proporciona entre la red central 500 y el BSC 410, y la interfaz Abis se proporciona entre el BSC 410 y las BTS 420. Ademas, se proporciona la interfaz S1 entre la red central 500 y los eNodoB 460, y se proporciona la interfaz X2 entre los eNodosB 460. Tambien se proporciona una nueva interfaz 510. Esta interfaz 510 esta entre las BTS 420 y los eNodoB 460. Esta nueva interfaz permite el intercambio de information de asignacion mostrada en la Figura 3.

Con referencia ahora a la Figura 7, se ilustra un segundo enfoque para modificar las arquitecturas de red mostradas en las Figuras 5A y 5B, de acuerdo a la presente invencion.

Se proporciona una nueva interfaz 520 distinta. Esta nueva interfaz 520 se proporciona entre el BSC 410 y los eNodoB 460.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un elemento de red para coordinar el uso de un recurso de radio entre una primera Red de Acceso por Radio, RAN, y una segunda RAN, en donde cada RAN esta configurada para comunicarse sobre el mismo rango predefinido de ancho de banda, comprendiendo el elemento de red:

logica, adaptada para determinar una primera prioridad asociada a un primer trafico a transportar por la primera RAN, y para determinar una segunda prioridad asociada a un segundo trafico a transportar por la segunda RAN, y adicionalmente adaptada para asignar a la primera RAN una primera porcion del recurso de radio que comprende uno o mas segmentos primeros de ancho de banda, y para asignar a la segunda RAN una segunda porcion del recurso de radio que comprende una pluralidad de segundos segmentos de ancho de banda, estando la asignacion de las porciones primera y segunda basada en las prioridades primera y segunda; y

una salida, configurada para comunicar una indication de la primera porcion a un planificador de la primera RAN y / o para comunicar una indicacion de la segunda porcion a un planificador de la segunda RAN;

en el cual la logica esta adaptada para asignar al menos uno entre dichos uno o mas segmentos primeros de ancho de banda, entre dos segmentos de la pluralidad de segmentos segundos de ancho de banda.
2. El elemento de red de la reivindicacion 1, en el cual la logica esta adaptada para asignar la primera pluralidad de segmentos de ancho de banda a intercalar entre la segunda pluralidad de segmentos de ancho de banda.
3. El elemento de red de la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el cual la primera prioridad y la segunda prioridad estan determinadas en base a uno o mas entre: si el trafico respectivo es de Circuitos Conmutados, CS, o de Paquetes Conmutados, PS; la aplicacion para la cual esta destinado el trafico respectivo; la prioridad adjudicada a un abonado movil al cual se refiere el trafico respectivo; uno o mas parametros de Calidad de Servicio, QoS, del trafico respectivo; una Clase de Trafico del trafico respectivo; y la Tecnologia de Acceso por Radio, RAT, usada por la RAN para la comunicacion del trafico respectivo.

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4. El elemento de red de la reivindicacion 3, en el cual la aplicacion para la cual esta destinado el trafico, o la clase de trafico, esta determinada por Inspection Profunda de Paquetes, DPI, del trafico.
5. El elemento de red de la reivindicacion 3 o la reivindicacion 4, en el cual la aplicacion para la cual esta destinado el trafico puede comprender una o mas entre: voz; video; datos entre iguales; y el protocolo de transferencia de hipertexto, HTTP; y en el cual el trafico destinado para aplicaciones de voz o video tiene una mayor prioridad que el trafico destinado para datos entre iguales o aplicaciones del HTTP.
6. El elemento de red de cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en el cual la Clase de Trafico del trafico comprende una o mas entre: trasfondo; interactivo; flujo de transmision; y conversacional; y en el cual el trafico que tiene una Clase de Trafico de flujo de transmision o conversacional tiene mayor prioridad que el trafico que tiene una Clase de Trafico de trasfondo o interactivo.
7. El elemento de red de cualquier reivindicacion precedente, en el cual la logica esta adicionalmente adaptada para determinar una carga en la primera RAN, y una carga en la segunda RAN, y para asignar las porciones primera y segunda del ancho de banda, en base a la carga en la primera RAN y a la carga en la segunda RAN.
8. El elemento de red de la reivindicacion 7, en el cual la carga determinada en la primera RAN se refiere solamente al primer trafico, y en el cual la carga determinada en la segunda RAN se refiere solamente al segundo trafico.
9. El elemento de red de cualquier reivindicacion precedente, en el cual la salida esta configurada para comunicar la indication de las porciones primera y / o segunda del recurso de radio, usando una interfaz entre una primera entidad de red asociada a la primera RAN, y una segunda entidad de red asociada a la segunda RAN.
10. El elemento de red de la reivindicacion 9, en el cual la primera entidad de red es un eNodoB, y en el cual la segunda entidad de red es un Controlador de Estacion Base, BSC, o una Estacion Transceptora Base, BTS.
11. El elemento de red de cualquier reivindicacion precedente, en el cual la primera RAN es una red de Evolution a Largo Plazo, LTE, y la segunda RAN es una red de GSM o

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GPRS.
12. El elemento de red de cualquier reivindicacion precedente, en el cual la primera RAN y la segunda RAN estan asociadas con el mismo operador de red.
13. El elemento de red de cualquier reivindicacion precedente, en el cual el elemento de red forma parte de la primera RAN o parte de la segunda RAN.
14. El elemento de red de la reivindicacion 13, en el cual el elemento de red es el planificador de la primera RAN o el planificador de la segunda RAN.
15. Un procedimiento para coordinar el uso de un recurso de radio entre una primera Red de Acceso por Radio, RAN, y una segunda RAN, en donde cada RAN esta configurada para comunicarse sobre el mismo rango predefinido de ancho de banda, comprendiendo el procedimiento:

determinar una primera prioridad asociada a un primer trafico a transportar por la primera RAN;

determinar una segunda prioridad asociada a un segundo trafico a transportar por la segunda RAN;

asignar a la primera RAN una primera porcion del recurso de radio que comprende uno o mas segmentos primeros de ancho de banda, en base a las prioridades primera y segunda;

asignar a la segunda RAN una segunda porcion del recurso de radio que comprende una pluralidad de segundos segmentos de ancho de banda, en base a las prioridades primera y segunda; y

comunicar una indicacion de la primera porcion a un planificador de la primera RAN y / o una indicacion de la segunda porcion a un planificador de la segunda RAN; y

en el cual al menos uno entre los segmentos primeros de ancho de banda esta asignado entre dos segmentos de la pluralidad de segmentos segundos de ancho de banda.