ES2296733T3 - Sistema de acceso para una red celular. - Google Patents
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Abstract
Sistema para proporcionar acceso a una red celular (8), comprendiendo dicho sistema: a) por lo menos un dispositivo de acceso (2) para establecer una conexión con dicha red celular (8) a través de una red de acceso (12) que no está diseñada específicamente para ser usada como parte de dicha red celular (8); y b) un nodo de servicio (5) diseñado específicamente para ser usado como parte de dicha red celular (8) y dispuesto para solicitar un portador de acceso de dicha red de acceso (12) en respuesta a una solicitud de establecimiento recibida desde dicho por lo menos un dispositivo de acceso (2).
Description
Sistema de acceso para una red celular.
La presente invención se refiere a un método y a
un sistema para proporcionar acceso a una red celular, tal como una
red del Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universales (UMTS), a
través de una red de acceso la cual no está diseñada para ser usada
como parte de la red celular.
Los servicios de datos del Sistema Global para
Comunicaciones móviles (GSM) han dado inicio a una nueva era de las
comunicaciones móviles. Los primeros módems celulares analógicos
habían perdido atractivo para el mercado ya que eran lentos y poco
fiables. En la actualidad, el mercado de los datos se está moviendo
hacia delante (más ráfagas) y hacia arriba (más tráfico), y los
organismos de normalización están trabajando con sus miras puestas
hacia velocidades de datos superiores aunque, de forma más
significativa, también hacia servicios de datos por paquetes.
Ciertamente esta situación hará que aumente la atracción ejercida
sobre los usuarios finales ya que los datos se encaminan de forma
más eficaz a través de la red y por lo tanto con unos costes
inferiores, y se reducen también los tiempos de
acceso.
acceso.
Como la tendencia general en las aplicaciones de
datos es generar flujos continuos de datos cada vez con más
ráfagas, esta situación conlleva un uso ineficaz de una conexión por
conmutación de circuitos. Por otra parte, las redes fijas han
experimentado un crecimiento enorme en el tráfico de datos, sobre
todo debido al aumento de la demanda del acceso a Internet, de tal
manera que se supone que las redes móviles se extenderán a medida
que progresen las expectativas de la tecnología y los clientes. La
red de conmutación GSM actual se basa en circuitos ISDN (Red
Digital de Servicios Integrados) de banda estrecha, de manera que el
motivo para las limitaciones de velocidad se traslada desde la red
de acceso a la red central.
La nueva red de Servicios Generales de
Radiocomunicaciones por Paquetes (GPRS) ofrecerá a los operadores la
capacidad de tarificación por paquetes, y soportará la
transferencia de datos a través de una red de alta velocidad de
hasta ocho veces la capacidad de la interfaz de radiocomunicaciones
de intervalos de tiempo. El GPRS introduce dos nodos nuevos en la
red GMS, un Nodo de Soporte de Servicio GPRS (SGSN) y un Nodo de
Soporte de Pasarela GPRS (GGSN). El SGSN realiza un seguimiento de
la ubicación del terminal móvil dentro de su área de servicio y
envía y recibe paquetes hacia/desde el terminal móvil,
trasladándolos hacia o recibiéndolos del GGSN. A continuación, el
GGSN convierte los paquetes GSM en otro protocolo por paquetes (por
ejemplo, el IP o el X.25) y los envía hacia otras redes.
Los servicios tales como los datos
multiintervalo y el GPRS son muy útiles a la hora de hacer avanzar
las tecnologías de base, aunque si se pueden lograr los mismos
objetivos con los servicios de datos existentes, se deberían
realizar prototipos de los servicios en las redes actuales. Por esta
razón, se debería establecer un mecanismo de acceso móvil
normalizado para servicios de redes fijas, que se centre en aumentar
el caudal efectivo y la inmunidad a las llamadas interrumpidas y
que por lo tanto reduzca el tiempo de llamada necesario. El UMTS
entregará información avanzada directamente a los usuarios y les
proporcionará acceso a los servicios nuevos e innovadores. Ofrecerá
comunicaciones personalizadas móviles para el mercado de masas con
independencia de la ubicación, la red o el terminal usados.
Las radiofrecuencias celulares son habitualmente
propiedad de los operadores de las redes en forma de bandas con
licencia. Los enormes cánones de licencia derivan en procedimientos
rígidos de concesión de licencias los cuales dificultan el
mantenimiento de un entorno competitivo sano y no discriminatorio.
En la actualidad se puede observar un uso estrictamente
independiente de los recursos de acceso de propiedad por parte de
operadores de redes individuales. Por lo tanto, se considera que la
propiedad de bandas o espectro de frecuencias es un factor clave en
el éxito del negocio del operador.
Para lograr una cobertura de un área extensa con
cantidades crecientes de tráfico de red, se requieren tamaños
menores de las células, lo cual hace que la planificación de las
redes resulte cada vez más complicada y deriva en un aumento de los
costes de adquisición de emplazamientos y de las inversiones en las
redes de acceso de radiocomunicaciones. Por otra parte, para
introducir sistemas de acceso nuevos se requieren unos esfuerzos de
normalización enormes y rígidos.
No obstante, considerando las inversiones
masivas que se han realizado en redes existentes de todos los tipos,
y el enorme valor capitalizado que sigue acompañando a la mayoría
de ellas, los operadores y usuarios desearán continuar con su
explotación hasta el final de sus días útiles. Casi todas las redes
existentes se pueden usar como redes de acceso para servicios
basados en IP. Por esta razón, la interoperabilidad entre terminales
UMTS y otros miembros de la familia de las redes
IMT-2000 (Telecomunicaciones Móviles Internacionales
2000), o incluso redes de acceso no UMTS, es un requisito clave. En
particular, los operadores UMTS deberían poder usar redes de acceso
comunes que sean propiedad de otros proveedores de redes de acceso,
aunque el usuario disponga de una suscripción con solamente el
operador UMTS.
El documento
WO-A-9952307 da a conocer un sistema
que proporciona un acceso de radiocomunicaciones flexible en una
red UMTS que funciona como red de acceso a una red central.
Por lo tanto, uno de los objetivos de la
presente invención es proporcionar un método y un sistema para
proporcionar acceso a una red celular, por medio de los cuales se
puedan aumentar las facilidades de acceso.
Este objetivo se alcanza con un sistema para
proporcionar acceso a una red celular, comprendiendo el sistema:
por lo menos un dispositivo de acceso para
establecer una conexión con una red celular a través de una red de
acceso que no está diseñada específicamente para ser usada como
parte de la red celular; y
un nodo de servicio diseñado específicamente
para ser usado como parte de la red celular y dispuesto para
solicitar un portador de acceso de la red de acceso en respuesta a
una solicitud de establecimiento recibida desde el por lo menos un
dispositivo de acceso.
Además, el objetivo anterior se logra con un
método para proporcionar acceso a una red celular, comprendiendo el
método las etapas siguientes:
establecer medios de comunicación entre un
dispositivo terminal y una red de acceso que no está diseñada
específicamente para ser usada como parte de la red celular; se
indica, por parte del dispositivo terminal a la red de acceso, que
se requiere una conexión con dicha red celular;
enviar una solicitud de establecimiento de
conexión desde la red de acceso a dicha red celular;
establecer unos medios de transferencia de datos
entre la red de acceso y dicha red celular;
indicar al dispositivo terminal que se habilita
una comunicación con dicha red celular y opcionalmente se modifican
los medios de transferencia de datos entre el dispositivo terminal y
la red de acceso; y
realizar una señalización desde el dispositivo
terminal a dicha red celular a través de los medios de transferencia
de datos establecidos.
Además, el objetivo anterior se alcanza con un
dispositivo terminal para proporcionar un acceso a una red celular,
comprendiendo el dispositivo terminal:
unos medios de protocolos de capas superiores
para proporcionar una función de señalización con la red
celu-
lar;
lar;
unos medios de protocolos de capas inferiores
para proporcionar una función de señalización con una red de acceso
que no está diseñada específicamente para ser usada como parte de la
red celular; y
unos medios de adaptación para proporcionar una
adaptación entre los medios de protocolos de capas inferiores y los
medios de protocolos de capas superiores con vistas a establecer una
conexión transparente con la red celular a través de la red de
acceso.
Por otra parte, el objetivo anterior se alcanza
con un nodo de red para proporcionar acceso a una red celular,
comprendiendo el nodo de red:
unos medios de protocolos de capas superiores
para comunicarse con un dispositivo terminal a través de una red de
acceso que no está diseñada específicamente para ser usada como
parte de la red celular; y
unos medios de protocolos de capas inferiores
para realizar una señalización con la red de acceso no integrada
con vistas a solicitar, de la red de acceso, un portador de acceso
adecuado;
en el que el portador de acceso adecuado se usa
para establecer una conexión transparente entre el dispositivo
terminal y el nodo de red a través de la red de acceso.
Además de esto, el objetivo anterior se alcanza
con un dispositivo de acceso para proporcionar acceso a una red
celular, comprendiendo el dispositivo de acceso:
unos medios de protocolos de capas superiores
específicos de la red celular, para recibir desde un dispositivo
terminal una señalización que indica una solicitud de una conexión
con la red celular, y
unos medios de protocolos de capas inferiores
específicos de una red de acceso que no está diseñada
específicamente para ser usada como parte de la red celular,
estando dispuestos los medios de protocolos de capas inferiores
para gestionar el establecimiento de una conexión con un nodo de
servicio de la red celular a través de la red de acceso en
respuesta a la recepción de la señalización y para establecer un
tipo solicitado de canal de acceso hacia el dispositivo terminal,
el cual ha sido solicitado por el nodo de servicio.
Durante toda la presente solicitud, la expresión
"red de acceso que no está diseñada específicamente para ser
usada como parte de la red celular" está destinada a designar
cualquier red de acceso independiente, red de acceso no integrada
y/o red de acceso externa que no esté adaptada específicamente para
ser usada como parte de la red celular a la que se va a acceder.
Esto significa, por ejemplo, que la tecnología de acceso de la red
de acceso no está diseñada específicamente para ser usada como parte
de la red celular a la que se accede. La red de acceso se puede
basar en una tecnología sin licencia de tal manera que la misma
puede ser compartida por diferentes operadores celulares para
proporcionar acceso a sus redes celulares. La red de acceso se
puede conectar a la red celular de una manera complementaria, es
decir, preservando las características principales de la red de
acceso y de la red celular, respectivamente, según definen las
normas y especificaciones existentes. Por ejemplo, una red de
acceso que funcione en banda ancha sin licencia es típicamente
diferente en cuanto a sus características con respecto a una red
celular que funcione en una banda con licencia. Por otra parte, las
normas de los protocolos o señalizaciones pueden ser diferentes en
algunas o en la totalidad de las capas de los protocolos.
Por consiguiente, se proporciona un concepto de
sistema para una red celular, en el cual se pueden usar redes de
acceso independientes como instalaciones de acceso de
radiocomunicaciones alternativas para la red celular, por ejemplo,
una red UMTS. De este modo, se puede proporcionar un acceso sin
interrupciones a todos los servicios de la red celular a través de
varios sistemas de acceso de radiocomunicaciones. Como ejemplo, se
puede establecer un sistema de radiocomunicaciones de banda ancha
sobre UMTS, el cual soporte un acceso sin interrupciones a todos
los servicios UMTS y que desplegarán los principios de gestión de la
movilidad UMTS.
Esto proporciona a los usuarios de los
terminales móviles las ventajas según las cuales se puede establecer
un sistema inalámbrico de alta velocidad muy práctico para entornos
domésticos, de oficina y otros entornos de concentración máxima
(hot-spot), de tal manera que se pueden
proporcionar servicios inalámbricos públicos atractivos a precios
razonables. Además, se puede usar el mismo tipo de servicio en
cualquier ubicación, ya que se pueden realizar traspasos de los
sistemas económicos y rápidos de concentración máxima hacia una
cobertura celular global y abandonar un lugar de concentración
máxima.
Gracias a la conexión transparente a través de
la red de acceso, las funciones de seguridad GSM/UMTS se pueden
trasladar a dispositivos inalámbricos nuevos. El usuario se puede
fiar de los pagos seguros y de otras transacciones confidenciales
proporcionadas por el operador conocido a través del sistema nuevo y
por lo tanto puede comenzar a usar el comercio electrónico. De este
modo, se puede proporcionar cualquier servicio UMTS globalmente a
través de cualquier red de acceso compatible.
En cuanto a los operadores de las redes, se
proporciona una forma sencilla de convertirse en un proveedor
principal de servicios inalámbricos de internet. En particular, se
puede ofrecer una mejora enorme de la capacidad sin nuevos
desarrollos de tecnología o esfuerzos de normalización ni cánones de
licencia de primer orden, al mismo tiempo que únicamente son
necesarios inversiones y costes de mantenimiento muy reducidos para
los nodos de servicio adicionales. De este modo, se reducen los
costes de acceso para los operadores de las redes, ya que
diferentes operadores pueden compartir redes de acceso comunes. Por
otra parte, incluso se pueden usar tecnologías de
radiocomunicaciones diferentes para acceder a los mismos servicios,
aunque se puede seleccionar la mejor tecnología de
radiocomunicaciones para cada entorno. El operador se puede
concentrar en las actividades principales del negocio que presente
los mejores márgenes y puede dejar la gestión del acceso de banda
ancha a otras partes. De este modo, la función del proveedor de
servicios troncales se separa con respecto a la función del
proveedor de acceso, y se pueden desarrollar más estructuras
modulares del sistema, quedando los sistemas de acceso de
radiocomunicaciones más separados con respecto a las
infraestructuras celulares restantes.
Además, se genera un tipo nuevo de negocio para
el aprovisionamiento de redes de acceso, el cual es ejecutado por
los propietarios de redes de distribución o acceso existentes y
futuras. Adicionalmente, los dispositivos de acceso se convierten
en productos de consumo en lugar de ser parte de una infraestructura
invisible de la red de acceso, ya que los proveedores de acceso
deben instalar dispositivos de acceso correspondientes para
proporcionar la conexión transparente a través de sus redes de
acceso o distribución. Los terminales de la red se pueden disponer
como terminales específicos adaptados a su lugar de uso, o como
terminales celulares de modo dual que se pueden usar en cualquier
entorno.
De este modo, el sistema de acceso nuevo, por un
lado, ofrece a los operadores la posibilidad de ampliar su oferta
de servicios celulares a entornos nuevos tales como viviendas o
lugares públicos de concentración máxima de tráfico y, por otro
lado, incrementa drásticamente la capacidad de radiocomunicaciones
disponible para futuros servicios celulares. El sistema se puede
usar como una mejora de la capacidad UMTS y como una ampliación de
radiocomunicaciones de bajo coste y de una alta velocidad binaria,
por ejemplo, en viviendas o áreas interiores o exteriores de máxima
concentración de tráfico en las que se desea una utilización de
servicios de bajo coste y con un alta velocidad binaria y una
alcanzabilidad continua desde la red troncal UMTS. De este modo, se
puede proporcionar un acceso sin interrupciones a todos los
servicios UMTS, y las redes de acceso se pueden introducir como
tecnologías alternativas o adicionales de acceso de
radiocomunicaciones para el UMTS.
\newpage
La conexión se puede establecer con un
dispositivo terminal dispuesto para conectarse a por lo menos un
dispositivo de acceso según las especificaciones de acceso de la
red de acceso. Además, el dispositivo terminal puede estar
dispuesto para indicar una solicitud de conexión al por lo menos un
dispositivo de acceso usando una señalización de la capa de
adaptación de dicha red celular, estando adaptada la señalización de
la capa de adaptación para proporcionar una funcionalidad de
establecimiento de correspondencias entre los protocolos de capas
inferiores de la red de acceso y los protocolos de capas superiores
de la red celular. A continuación, el dispositivo terminal y la red
celular establecen o restablecen una sesión, llamada o/y un portador
de radiocomunicaciones. El establecimiento o restablecimiento de la
sesión o llamada se puede lograr mediante una señalización SM
(Gestión de Sesiones) o SIP (Protocolo de Inicio de Sesión),
mientras que el portador de radiocomunicaciones se puede establecer
o restablecer mediante una señalización RRC (control de recursos de
radiocomunicaciones). Específicamente, las funciones de los
protocolos de capas superiores del dispositivo terminal se pueden
basar en funciones de protocolo UMTS que funcionen por encima de
los canales de transporte UMTS en la arquitectura del protocolo
UMTS.
Según una de las formas de realización
ventajosas, el nodo de servicio es un nodo de servicio de banda
ancha dispuesto para solicitar el portador de acceso iniciando un
procedimiento de establecimiento de portador según un protocolo de
señalización especificado entre la red de acceso y la red celular.
Preferentemente, el portador de acceso se selecciona de entre un
conjunto acordado. A continuación, el dispositivo terminal está
dispuesto para asociar un canal de acceso establecido por el
dispositivo de acceso a un canal de transporte correcto u otro
recurso similar de la red celular mediante el uso de una
identificación de un canal de transporte o de un recurso celular
similar.
Preferentemente se establecen unos medios de
transporte UDP entre el dispositivo de acceso y el nodo de
servicio.
En cuanto a la función de facturación, el por lo
menos un dispositivo de acceso u otro dispositivo de red de la red
de acceso puede estar dispuesto para monitorizar el uso de recursos
por una conexión activa entre un dispositivo terminal y una red
celular y para informar sobre el resultado de la monitorización al
dispositivo de red centralizado o dispositivo de pasarela que está
dispuesto para clasificar el uso de los recursos según la red
celular de origen y para incrementar una factura de tarificación de
un recurso de acceso correspondiente al operador de la red celular
de origen según unas normas predeterminadas acordadas para el tipo
de portador de acceso establecido, y para asignar una capacidad
correspondiente para la transmisión de datos.
El nodo de servicio puede distribuir una
información de difusión general de la red celular tal como
Información del Sistema o mensajes de Búsqueda hacia el dispositivo
de pasarela, y a continuación el dispositivo de pasarela puede
distribuir la información de sistema en dispositivos de acceso
conectados.
En particular, para la comunicación establecida
entre el dispositivo terminal y la red celular a través de la Red
de Acceso no integrada, el nodo de servicio puede proporcionar
funciones predeterminadas de la red celular, que comprenden la
gestión de portadores de radiocomunicaciones, el cifrado, la
compresión de encabezamientos IP, la segmentación y/o la
retransmisión al nivel RLC, y el multiplexado MAC. Se puede dividir
en servidores independientes de pasarela del plano de usuario y del
plano de control. Además, el nodo de servicio se puede conectar a
un SGSN mediante una interfaz Iu normalizada y/o a otros nodos de
servicio o conmutación mediante una interfaz de señalización Iur
para soportar traspasos sin interrupciones entre nodos de servicios
y sistemas de acceso.
La red de acceso puede ser una red, por ejemplo,
una red de acceso de radiocomunicaciones de banda ancha, dispuesta
de forma independiente con respecto al sistema de comunicaciones en
el cual se base la red celular. La misma se puede usar para acceder
a varios elementos de la red celular, la cual puede ser una red de
infraestructura UMTS. En particular, la red de acceso puede estar
dispuesta para usar una tecnología de radiocomunicaciones basada en
Bluetooth (BT), en la IEEE 802.11a/b, en la IEEE 802.15, o en la
BRAN HL2. Adicionalmente, la red de acceso puede estar dispuesta
para ser usada con vistas a establecer una conexión con otros tipos
de redes las cuales difieran con respecto a la red celular. Puede
proporcionar métodos alternativos específicos de la red de acceso
para realizar funciones de protocolos de capas inferiores de redes
de acceso integradas, diseñadas específicamente para ser usadas
como parte de la red celular. Específicamente, la red de acceso
puede ser una red de acceso multifuncional adaptada para ofrecer
servicios de transporte para la red celular, y la red celular puede
ser una red de acceso independiente adaptada para poder utilizar
servicios de transporte proporcionados por varios tipos de redes de
acceso.
El dispositivo terminal puede estar dispuesto
para explorar la intensidad de la señal de otros dispositivos de
acceso y para realizar un traspaso iniciando un procedimiento normal
de establecimiento de conexión hacia un dispositivo de acceso
nuevo. En cuanto a las funciones de transporte de datos del sistema
de acceso, los flujos continuos de datos del canal de transporte de
la red celular se pueden transportar sobre los portadores de
transporte entre la red de acceso y la red celular y sobre los
canales de comunicación proporcionados por la tecnología de acceso
de la red de acceso entre un dispositivo terminal y la red de
acceso. Cuando se establece una conexión a través de la red de
acceso, en las partes del sistema integradas diseñadas
específicamente para ser usadas como parte de la red celular
únicamente se pueden usar canales de transporte dedicados de la red
celular. A continuación, la red de acceso puede proporcionar una
función de correspondencia para establecer una correspondencia de
los flujos continuos de datos del canal de transporte dedicado de la
red celular con los canales de comunicación proporcionados con la
red de
acceso.
acceso.
La red celular puede proporcionar una función de
correspondencia para establecer una correspondencia de una calidad
de servicio deseada con las características del canal de
comunicación de la red de acceso, y para usar las características
del canal de comunicación de las cuales se ha establecido una
correspondencia con vistas a solicitar un servicio de transporte de
la red de acceso para un flujo continuo de datos a establecer.
El dispositivo de acceso puede usar una
información de planificación indicada y normas de establecimiento
de correspondencia definidas entre referencias de tiempo y su reloj
interno para planificar mensajes de difusión general de la red
celular.
Según otra forma de realización ventajosa, se
logra una asociación entre un flujo continuo de datos específico de
la red celular entre el dispositivo terminal y la red celular y un
canal de comunicaciones específico entre el dispositivo terminal y
la red de acceso mediante la transferencia de una información de
vinculación tanto directamente desde la red celular al dispositivo
terminal como desde la red celular a través de la red de acceso
hacia el dispositivo terminal al producirse un establecimiento,
respectivamente, del flujo continuo de datos y del canal de
comunicación.
Se puede llevar a cabo una señalización
específica de la red celular a través del portador establecido de
forma transparente por medio de la red de acceso que está dispuesta
para asignar únicamente la capacidad respectiva. Preferentemente,
los canales de difusión general y de búsqueda se multiplexan en un
canal específico de acceso. Además, se puede usar un canal de
difusión general con la misma dirección o ubicación lógica para un
grupo de dispositivos de acceso de la red de acceso, y el
dispositivo terminal puede estar dispuesto para escuchar únicamente
a un canal mientras se cambia entre dispositivos de acceso del mismo
grupo. El canal de difusión general de la red de acceso puede estar
adaptado para difundir información de difusión general originada en
la red celular. La planificación de la información de difusión
general de la red celular por la red de acceso es compatible
preferentemente con la planificación de la información de difusión
general de la red celular por una red de acceso integrada dispuesta
como parte de la red celular. La red de acceso puede recibir desde
la red celular mensajes que se difundirán de forma general junto con
una información de planificación usada para la difusión general. A
continuación, la información de planificación puede indicar
preferencias de tiempo de la red celular en las cuales la red de
acceso enviará el mensaje de difusión general.
El dispositivo terminal puede estar dispuesto
para usar sus características de ahorro de energía específicas de
la red celular cuando se monitoriza una información de difusión
general de la red celular a través de la red de acceso,
determinando tiempos de transmisión compatibles para segmentos de
información de difusión general de la red celular y activando las
funciones de su receptor únicamente en instantes de tiempo
requeridos.
Cuando se ha establecido la conexión, se puede
deshabilitar un conjunto de funciones de capas inferiores de la red
celular y en su lugar se pueden usar las funciones correspondientes
de la red de acceso. No es necesario notificar a la red de acceso
una identidad utilizada por la red celular para el usuario del
dispositivo terminal y/o para el propio dispositivo terminal. El
dispositivo terminal puede estar dispuesto para establecer una
conexión nueva con la red de acceso, la cual no esté asociada a una
conexión anterior por la red de acceso, cuando el dispositivo
terminal se desplaza desde el área de cobertura o área cubierta de
un dispositivo de acceso al área de cobertura o área cubierta de
otro dispositivo de acceso de la red de acceso. Además, el
dispositivo terminal puede estar dispuesto para informar a la red de
acceso únicamente sobre un identificador de la red celular, cuando
el dispositivo terminal entra en contacto con la red de acceso para
acceder a la red celular.
En relación con la función de temporización del
sistema de acceso, se puede establecer una correspondencia de una
referencia de temporización, por ejemplo, valores del SFN, de la
infraestructura de la red celular con referencias de temporización
específicas de la red de acceso.
A continuación se describirá con mayor detalle
la presente invención sobre la base de una forma de realización
preferida y haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los
cuales:
la Fig. 1 muestra un diagrama de bloques
esquemático de una configuración de red que comprende un sistema de
acceso según la forma de realización preferida,
la Fig. 2 muestra una arquitectura de interfaz
correspondiente a una interfaz aérea según una de las formas de
realización preferidas,
la Fig. 3 muestra una arquitectura de interfaz
correspondiente a una interfaz entre un punto de acceso y un
dispositivo de pasarela de una red de acceso,
la Fig. 4 muestra una arquitectura de interfaz
entre una red de acceso y un nodo de servicio de la red UMTS,
la Fig. 5 muestra un diagrama de bloques
esquemático que indica direccionamientos y conexiones de la red de
acceso,
la Fig. 6A muestra pilas de protocolos de la
interfaz aérea con respecto al plano de usuario de la red de acceso
de radiocomunicaciones,
la Fig. 6B muestra pilas de protocolos de la
interfaz aérea con respecto al Plano de Usuario del Estrato de
Acceso UMTS,
la Fig. 6C muestra pilas de protocolos de la
interfaz aérea con respecto al Plano de Usuario del Estrato Sin
Acceso UMTS,
la Fig. 7A muestra pilas de protocolo de la
interfaz aérea con respecto al plano de control de la red de acceso
de radiocomunicaciones,
la Fig. 7B muestra pilas de protocolos de la
interfaz aérea con respecto al Plano de Control del Estrato de
Acceso UMTS,
la Fig. 7C muestra pilas de protocolos de la
interfaz aérea con respecto al Plano de Control del Estrato Sin
Acceso UMTS,
la Fig. 8 muestra una arquitectura combinada de
protocolos de la interfaz de radiocomunicaciones
UMTS-HL2,
la Fig. 9 muestra pilas de protocolos de la
interfaz entre el punto de acceso y el dispositivo de pasarela con
respecto al plano de control,
la Fig. 10 muestra pilas de protocolos de la
interfaz entre el dispositivo de pasarela y el nodo de servicio con
respecto al plano de control,
la Fig. 11 muestra un diagrama de señalización
para una inicialización del punto de acceso hacia el dispositivo de
pasarela,
la Fig. 12 muestra un diagrama de señalización
para la inicialización del dispositivo de pasarela hacia el nodo de
servicio,
la Fig. 13 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una difusión general de información UMTS a través
del sistema de acceso según la forma de realización preferida,
la Fig. 14 muestra un diagrama de transición de
estados del sistema de acceso según la forma de realización
preferida,
la Fig. 15 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una transición de estados asistida por la red
desde un estado NULO a un estado REPOSO,
la Fig. 16 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una transición de estados desde un estado REPOSO
a un estado CONEXIÓN,
la Fig. 17 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una transición de estados desde un modo REPOSO al
modo CONEXIÓN,
la Fig. 18 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una transición desde el estado NULO al estado
REPOSO y directamente al estado CONEXIÓN,
la Fig. 19 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una transición desde el estado CONEXIÓN al estado
REPOSO,
la Fig. 20 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a un establecimiento de un flujo continuo de datos
UMTS,
la Fig. 21 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una liberación de un flujo continuo de datos
UMTS, y
la Fig. 22 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a un procedimiento de traspaso.
A continuación se describirá la forma de
realización preferida del método y el sistema según la presente
invención basándose en un sistema fundamentado en el UMTS
inalámbrico de banda ancha en el cual como tecnologías de acceso de
radiocomunicaciones alternativas o adicionales para el UMTS se
introducen redes de acceso inalámbricas independientes de banda
ancha. De este modo, dicho sistema de radiocomunicaciones de banda
ancha sobre UMTS soporta un acceso sin interrupciones a todos los
servicios UMTS.
La Fig. 1 muestra un diagrama esquemático de la
arquitectura de la red según la forma de realización preferida, en
la que una red proveedora de acceso de banda ancha (red proveedora
BAN) 13 está conectada a través de una red IP (Protocolo de
Internet) a una red 4 de un operador UMTS 14. El sistema de acceso
se puede utilizar para la mejora de la capacidad de
radiocomunicaciones UMTS en entornos adecuados a las
radiocomunicaciones de banda ancha. Según la Fig. 1, el sistema de
acceso comprende una o una pluralidad de redes troncales UMTS 8
explotadas por un operador UMTS, y una o una pluralidad de redes de
acceso de banda ancha 12 (redes BAN) explotadas por proveedores de
redes de acceso independientes. De este modo, las redes BAN 12 se
pueden considerar como redes de acceso no integradas o
independientes o externas. La red BAN 12 se puede basar en una
tecnología de radiocomunicaciones sin licencia y por lo tanto una
BAN común puede ser compartida entre operadores de redes celulares.
En particular, el sistema de acceso comprende una interfaz Iu hacia
la red troncal UMTS 8 y una interfaz sencilla basada en IP
I-4 hacia la red BAN 12 (red de acceso no
integrada), en la que la interfaz I-4 únicamente
proporciona servicios de establecimiento/liberación de conexiones y
de transporte de datos muy básicos. La red BAN 12 consta de puntos
de acceso (puntos AP) 2 para proporcionar un acceso de
radiocomunicaciones mediante el establecimiento de una conexión de
radiocomunicaciones con un terminal móvil (MT) 1. Además, un
servidor de control o dispositivo de pasarela denominado pasarela
BAN (BANGW) 3 actúa como distribuidor e intermediario para la
señalización de control entre puntos de acceso 2 y la red UMTS 8. De
este modo, los puntos de acceso 2 actúan como destino de la
interfaz de radiocomunicaciones de banda ancha. La BANGW 3 está
dispuesta para ocultar la estructura lógica interna de la red BAN 12
con respecto a las redes externas. Entre los puntos de acceso 2 y
la red UMTS 8 se establecen en términos lógicos directamente
conexiones en el plano del usuario. En general, los puntos de
acceso 2 se pueden corresponder con cualquier tipo de dispositivo de
acceso el cual puede comprender un punto de acceso físico de
propósito general y un nodo físico independiente por detrás del
punto de acceso que gestiona funciones específicas de la conexión
celular.
La red BAN 12 está conectada a un elemento de
red o nodo de servicio UMTS lógico nuevo denominado Nodo de
Servicio de Difusión General (BSN) 5 y añadido a la red UMTS 8 para
proporcionar una funcionalidad de interfaz hacia la red BAN 12. La
función del BSN 5 se corresponde con un RNC de Servicio (Controlador
de Red de Radiocomunicaciones) de la red UMTS 8. No obstante, puede
que el BSN 5 no esté dispuesto para gestionar recursos de
radiocomunicaciones BAN, y la interfaz Iub convencional se
sustituye por la antes mencionada interfaz 1-4
sencilla hacia la red BAN 12. Las funciones del BSN 5 incluyen la
gestión de portadores de radiocomunicaciones, el cifrado UMTS, la
compresión de encabezamientos IP UMTS, la segmentación y
retransmisión en el nivel RLC (Control del Enlace de
Radiocomunicaciones) UMTS, y una posibilidad de multiplexado MAC
(Control de Acceso al Medio) UMTS.
Debe observarse que, debido a su tecnología de
radiocomunicaciones sin licencia, la red BAN 12 puede ser compartida
por varias redes UMTS.
En la práctica el BSN 5 se puede dividir en
funciones independientes de pasarela del plano de usuario y de
servidor del plano de control. El BSN 5 se conecta a un SGSN 6 de
una red central GPRS a través de una interfaz Iu convencional y se
puede conectar a otros BSN y RNC mediante interfaces de señalización
Iur para soportar traspasos sin interrupciones entre nodos BSN y
entre sistemas de acceso. Además, la red GPRS de la red UMTS 8
comprende un GGSN 7 el cual proporciona una función de pasarela con
Internet 10 u otras redes externas 11 tales, por ejemplo, redes
empresariales (CN) o redes multimedia basadas en IP (IM).
Adicionalmente, se proporciona un servidor de abonados base (HSS) 9
como base de datos de abonados para almacenar información específica
de los abonados. La función del HSS 9 se corresponde con la función
del registro de posiciones base (HLR) de un entorno de una red por
conmutación de circuitos.
El terminal móvil 1 está dispuesto para
establecer una asociación específica del acceso con uno de los
puntos de acceso 2. En particular, el establecimiento de conexiones
específicas del acceso tales como las conexiones de usuario BRAN
DLC (Control de Enlace de Datos BRAN) para flujos continuos de datos
UMTS lo puede activar el terminal móvil 1. Además, se pueden
establecer correspondencias de flujos continuos de datos UMTS
existentes con canales específicos del acceso, de la red BAN 12,
por ejemplo, conexiones de usuario BRAN DLC. El terminal móvil 1
puede proporcionar una interfaz aérea específica del acceso
operativo según se define, por ejemplo, en las especificaciones
ETSI BRAN HL2 (HIPERLAN 2). Para lograr estas funciones, el terminal
móvil 1 puede comprender una función de protocolo de una capa de
convergencia UMTS (CL UMTS) específica del acceso operativo, una
funcionalidad del plano C UMTS para hacer funcionar una versión
simplificada del protocolo RRC (Control de Recursos de
Radiocomunicaciones) UMTS principalmente para la gestión de
portadores y de la movilidad y protocolos de capas superiores UMTS,
tales como la gestión de movilidad (MM) y la gestión de sesiones
(SM). Además, el terminal móvil 1 comprende una funcionalidad del
plano U UMTS para hacer funcionar protocolos RLC (Control del
Enlace de Radiocomunicaciones) y PDCP (Protocolo de Convergencia de
Datos por Paquetes) UMTS. De este modo, el terminal 1 proporciona
una funcionalidad del plano C y del plano U a los protocolos de
capas superiores UMTS y funcionalidades del plano C y U a los
protocolos de radiocomunicaciones de banda ancha. Así, se pueden
suministrar señalizaciones de control y del usuario a la red UMTS 8
y también a la red BAN 12.
Los puntos de acceso 2 están dispuestos para
difundir de forma general información del sistema de una red
celular (por ejemplo, la red UMTS 8) a través de la interfaz de
acceso BAN según un protocolo de la capa de adaptación, por
ejemplo, una capa de convergencia UMTS específica del acceso, y para
comunicarse como cliente con la BANGW 3 mediante un protocolo o
aplicación de señalización. A continuación, a este protocolo o
aplicación de señalización se le denomina protocolo de control de
la red de acceso (ANCP) y el mismo es necesario para intercambiar
mensajes de señalización entre la red de acceso no integrada (por
ejemplo, la red BAN 12) y la red celular (por ejemplo, la red UMTS
8). Esta señalización está relacionada con el establecimiento y la
liberación de conexiones para dispositivos terminales o equipos de
usuario individuales, el establecimiento y la liberación de flujos
continuos de datos entre los dispositivos terminales o equipos de
usuario y la red UMTS 8, así como con la distribución de
información de difusión general para dispositivos terminales en el
modo de reposo. Este tipo de protocolo se ejecuta sobre unos medios
de señalización o un portador de señalización el cual se puede
basar en unos medios de transporte SCTP, UDP, TCP o similares, o el
intercambio de parámetros de señalización se puede realizar incluso
mediante una transferencia de mensajes SNMP tal como se describe en
la presente forma de realización ilustrativa. El protocolo de la
capa de adaptación se requiere para proporcionar una funcionalidad
de correspondencia entre las capas de protocolos inferiores de la
red BAN 12 y las capas de protocolos superiores de la red UMTS 8.
Esta funcionalidad de correspondencia está adaptada para conseguir
que los protocolos específicos de la BAN tengan el aspecto de los
protocolos sustituidos de la red UMTS 8 por estos protocolos
específicos de la BAN. El protocolo de la capa de adaptación tiene
como destino el terminal móvil 1 y los puntos de acceso 2. Las
funciones del protocolo de la capa de adaptación comprenden la
planificación de la información de difusión general de la red UMTS
a través de la interfaz de acceso BAN según la información de
planificación proporcionada a la red BAN 12 por la red UMTS 8, y el
establecimiento de correspondencias de flujos continuos de datos de
la interfaz de acceso con los flujos continuos de datos entre la red
BAN 12 y la UMTS 8. En la fase de establecimiento de conexiones y
de flujos continuos de datos, este protocolo se usa para
intercambiar información relacionada con la red UMTS entre los
puntos de acceso 2 y el terminal móvil 1 con vistas a proporcionar
unos medios para lograr un establecimiento satisfactorio de una
comunicación o medios de transferencia de datos entre el terminal
móvil 1 y la red UMTS 8.
Además, los puntos de acceso 2 están dispuestos
para establecer correspondencias de canales específicos del acceso
tales como conexiones de usuario BRAN DLC con portadores de
transporte BAN de la red BAN 12. Adicionalmente, los puntos de
acceso 2 explotan interfaces aéreas específicas del acceso según
especificaciones de la red BAN y también el protocolo de la capa de
adaptación (por ejemplo, el protocolo de la capa de convergencia
UMTS específico del acceso). Además de esto, en los puntos de acceso
2 se puede proporcionar una función de contabilidad para recoger
información de contabilidad (cantidad de bytes, tiempo transcurrido)
de conexiones activas. De este modo, los puntos de acceso 2
proporcionan una función de establecimiento de correspondencia
entre canales de radiocomunicaciones y portadores de transporte BAN,
y una asociación de seguridad con la pasarela BAN 3.
La pasarela BAN 3 se comunica como cliente con
la BSN 5 usando el ANCP proporcionado para la gestión del enlace de
señalización BAN. Por otro lado, la pasarela BAN 3 se comunica como
servidor con los puntos de acceso 2 usando el ANCP. De este modo,
la pasarela BAN 3 está dispuesta para establecer correspondencias de
flujos de datos entre portadores de transporte internos y externos
con respecto a la BAN 12. Así, se puede establecer una asociación
de seguridad entre la pasarela BAN 3 y cualquier punto de acceso y
el BSN 5. Adicionalmente, la pasarela BAN 3 puede actuar como proxy
de señalización y distribuidor entre los puntos de acceso 2 y el
BSN 5, mientras que la estructura lógica de la red BAN 12 se oculta
al BSN 5. Adicionalmente, la pasarela BAN 3 puede estar dispuesta
para proporcionar a los puntos de acceso 2 información de sistemas
troncales y una función de distribución de búsqueda. A la interfaz
entre la pasarela BAN 3 y los puntos de acceso 2 se le denomina
interfaz I-3. Además, a la interfaz entre los puntos
de acceso 2 y el terminal móvil 1 se le denomina interfaz
I-2.
El BSN 5 está dispuesto para proporcionar a una
función de mantenimiento de la conexión UMTS un terminal móvil
ejecutando un protocolo UMTS RRC limitado o reducido, y para
proporcionar a una función de mantenimiento de flujos de datos UMTS
el terminal móvil 1 ejecutando el UMTS PDCP y protocolos RLC
limitados o reducidos. En particular, el BSN 5 se comunica como
servidor con la pasarela BAN 3 usando el ANCP, y se comunica con el
SGSN 6 usando una señalización definida para la interfaz Iu UMTS. De
este modo, el BSN 5 proporciona una función de transporte de datos
hacia y desde la red BAN 12. Mientras se gestiona la señalización
UMTS hacia el terminal móvil 1, se establece una asociación de
seguridad con la pasarela BAN 3, se proporciona una gestión de
conexiones y portadores hacia la red BAN 12 con el ANCP, y se
proporciona la interfaz UMTS habitual al SGSN 6.
La Fig. 2 muestra una arquitectura de interfaz
correspondiente a la interfaz I-2 entre el terminal
móvil 1 y los puntos de acceso 2. En la Fig. 2, se muestra una
situación en la que dos terminales móviles 1 están conectados a uno
de los puntos de acceso 2 y al BSN 5. La interfaz
I-2 es una interfaz aérea la cual consta de dos
partes, una parte UMTS y una parte específica del acceso. La parte
UMTS tiene como destino el BSN 5 y la parte específica del acceso
tiene como destino el punto de acceso respectivo 2. Un punto de
acceso 2 se puede comunicar con uno o varios terminales móviles 1,
mientras que el terminal móvil 1 se comunica únicamente con un
punto de acceso 2 cada vez.
La parte específica del acceso, de la interfaz
I-2, se ajusta a las capas inferiores de la
tecnología de radiocomunicaciones de banda ancha, por ejemplo, la
BRAN HL2 PHY (capa Física) y la DLC o capas equivalentes de
tecnologías de acceso BT o WLAN (Red de Área Local Inalámbrica). En
la parte UMTS, las capas superiores se definen para el L2 (por
ejemplo, MAC, RLC, PDCP) y el L3 (RRC, MM, SM) UMTS, aunque se
pueden implementar ciertas restricciones para el uso de protocolos
UMTS a través de los sistemas de acceso. La parte específica del
UMTS es transparente para los puntos de acceso 2. La interfaz aérea
I-2 y los puntos de acceso 2 están dispuestos para
transportar la transmisión y la planificación de mensajes de
difusión general sobre información del sistema UMTS. De este modo,
tal como puede deducirse a partir de la Fig. 2, se puede establecer
una señalización de capa inferior entre los terminales móviles 1 y
uno de los puntos de acceso 2, y se puede establecer una
señalización de capa superior entre los terminales móviles 1 y el
BSN 5 a través de la red BAN 12.
La Fig. 3 muestra una arquitectura de interfaz
correspondiente a la interfaz I-3 entre los puntos
de acceso 2 y la pasarela BAN 3. La pasarela BAN 3 es una entidad
de control centralizada en la red BAN 12. Las funciones de la
pasarela BAN 3 están más relacionadas con el nivel de la red de
transporte que con el nivel de la red de radiocomunicaciones. En el
nivel de la red de radiocomunicaciones, la función de la pasarela
BAN 3 es distribuir información de difusión general hacia los
puntos de acceso correctos y gestionar la inicialización de puntos
de acceso individuales. La pasarela BAN 3 se puede conectar a uno o
varios puntos de acceso, mientras que cada punto de acceso se puede
conectar solamente a una pasarela BAN 3. La interfaz
I-3 es una interfaz interna BAN y la misma se basa
en funciones de transporte IP. Los puntos de acceso 2 y la pasarela
BAN 3 se comunican entre sí mediante un protocolo de la capa de
aplicación específico, el sistema de acceso, el cual se denomina
ANCP, y el cual se define en la especificación TS 25.301 del ETSI
3GPP, "Radio Interface Protocol Architecture". El ANCP
proporciona procedimientos comunes no específicos de un terminal
móvil particular y procedimientos dedicados específicos de un
terminal móvil particular. En general, el ANCP puede ser cualquier
protocolo de señalización requerido entre una red de acceso (por
ejemplo, la red BAN 12) y una red celular (por ejemplo, la red UMTS
8). En este caso, este protocolo de señalización o aplicación de
señalización se ejecuta sobre un portador de señalización el cual
podría ser, por ejemplo, el SCTP (Protocolo de Control de Flujos
Continuos), el TCP o UDP, el SNMP (Protocolo Simple de Gestión de
Red) o algún otro portador de señalización adecuado, capaz de
transportar mensajes de señalización entre dos redes. Para
procedimientos ANCP comunes, se establece un enlace ANCP entre uno
de los puntos de acceso 2 y la pasarela BAN 3. En la ANCP común se
usa para entregar información de búsqueda y de difusión general
UMTS a los puntos de acceso 2. Los puntos de acceso 2 establecen
dinámicamente una conexión ANCP dedicada para cada terminal móvil
que accede a la red a través de uno respectivo de entre los puntos
de acceso 2. Cada conexión ANCP dedicada está dispuesta para
utilizar su propio enlace de protocolo de señalización separado con
respecto al resto por sus direcciones de transporte, por ejemplo,
el UDP (Protocolo de Datagrama de Usuario). La conexión ANCP
dedicada se usa para establecer y liberar portadores de transporte
del plano de usuario entre uno de los puntos de acceso 2 y la
pasarela BAN 3. No obstante, debe observarse que el plano de
usuario para transportar flujos continuos de datos UMTS entre el
punto de acceso 2 y la red UMTS no se encamina en términos lógicos
a través de la pasarela BAN 3, tal como se describe a continuación
haciendo referencia a la interfaz I-4.
La Fig. 4 muestra la arquitectura de la interfaz
I-4. Esta interfaz conecta redes BAN individuales
con redes UMTS. De este modo, se considera que esta interfaz se
encuentra entre dos entidades legales, el proveedor de redes BAN y
el operador UMTS. Una red BAN puede estar conectada a varios BSN en
redes de uno o varios operadores, y el BSN 5 puede estar conectado
a varias redes BAN proporcionadas por uno o varios proveedores de
redes BAN. Tal como se ha indicado en la Fig. 4, el plano de
usuario para transportar flujos continuos de datos UMTS se encamina
directamente entre los puntos de acceso 2 y los BSN correspondientes
5 de las dos redes UMTS (véanse las líneas de trazos y puntos de la
Fig. 4).
Para soportar el acceso a servicios UMTS a
través de la red BAN 12, se requiere que el operador UMTS instale
nodos BSN correspondientes en la red UMTS 8. Cuando se acuerda un
aprovisionamiento de un servicio en un área determinada con un
proveedor de redes BAN, debe establecerse una comunicación segura
entre las pasarelas BAN de los proveedores de redes BAN y los BSN
de los operadores UMTS. Esto requiere una configuración de las
direcciones IP de los demás con respecto a los elementos de red, u
otras disposiciones correspondientes por medio de las cuales la red
BAN 12 pueda encontrar la dirección (por ejemplo, dirección IP) del
BSN 5. Además de esto, se requieren una configuración de un código
de red del operador UMTS (por ejemplo, ID PLMN) con la pasarela BAN
3 y un acuerdo sobre el método y el algoritmo usados para la
autenticación de mensajes de control a intercambiar entre la
pasarela BAN 3 y el BSN 5. El proveedor de redes BAN debe garantizar
que también se proporciona una seguridad y conectividad similares
dentro de la red BAN 12, es decir, entre los puntos de acceso 2 y la
pasarela BAN 3.
Además, se debe alcanzar un acuerdo con respecto
a los servicios a proporcionar y la facturación de los mismos. Como
ejemplo, el proveedor de redes BAN puede facturar al operador UMTS
por los portadores de transporte usados para transportar flujos
continuos de datos UMTS entre terminales de usuario y la red UMTS 12
de los operadores para usuarios conectados a la red UMTS 8 a través
de la red BAN 12. Para lograr esta opción, el operador UMTS y el
proveedor de redes BAN deberían acordar de antemano qué tipo de
medios de transporte específicos del acceso se le solicitarán a la
red BAN 12 para que los proporcione para flujos continuos de datos
UMTS hacia la red UMTS 8. Los puntos de acceso 2 de la red BAN 12
están dispuestos para soportar ciertas normas de la interfaz aérea
con ciertas versiones. El operador UMTS puede definir unas normas de
establecimiento de correspondencias entre la QoS (Calidad de
Servicio) UMTS y la QoS definida por las normas de la interfaz aérea
(interfaz I-2) que se utilizan en la red BAN 12.
Cuando se establece una función de transporte para flujos continuos
de datos UMTS nuevos, estos parámetros de los cuales se han
establecido correspondencias se deberían proporcionar a la red BAN
12 desde la red UMTS 8. Además de un conjunto de posibles tipos de
portadores de transporte, también se debería llegar a un acuerdo
sobre las normas de facturación para cada uno de dichos
portadores.
Cuando es necesario establecer un portador de
radiocomunicaciones UMTS nuevo, el BSN 5 de la red UMTS 8 solicita
el establecimiento de un portador de transporte adecuado a partir
del conjunto acordado o decide multiplexar el portador de
radiocomunicaciones UMTS nuevo en uno de los portadores de
transporte ya existentes a través de unos medios específicos del
UMTS. Si se requiere un portador de transporte nuevo, el BSN 5 emite
una orden hacia la red BAN 12 para establecer este tipo de portador
de transporte mediante la emisión de los parámetros QoS de la
interfaz aérea de los cuales se han establecido las
correspondencias, para el canal específico del acceso, deseado,
hacia la red BAN en un mensaje ESTABLECIMIENTO FLUJO CONTINUO DATOS
UMTS (ESTABLECIMIENTO UDS) del ANCP. El mensaje ESTABLECIMIENTO UDS
es una indicación clara para la red BAN 12 sobre las características
del enlace de radiocomunicaciones requerido de la interfaz aérea
BAN. Después de que se haya establecido el portador, tanto el punto
de acceso 2 como el BSN 5 pueden comenzar a recoger información de
facturación según los principios de facturación acordados para el
tipo de portador de transporte establecido. El punto de acceso 2
recoge esta información de facturación y la envía ocasionalmente a
un servidor de facturación proporcionado en una red BAN 12. El
proveedor de redes BAN emite una factura hacia el operador UMTS
según la forma que ellos han acordado para gestionar la
facturación. El proveedor de redes BAN no tiene conocimiento de las
identidades de los usuarios, de tal manera que no es posible una
tarificación específica de cada usuario y la misma ni siquiera es
deseable debido a la confidencialidad sobre la información de las
identidades de los usuarios. En particular, los puntos de acceso 2
u otro dispositivo de la red BAN 12 monitoriza el uso de los
recursos BAN por cada conexión activa entre terminales móviles y
una red celular específica (por ejemplo, la red UMTS 8) a través de
la red BAN 12. A continuación, este dispositivo informa sobre este
uso de recursos o sobre una información de contabilidad a un
dispositivo centralizado de la red BAN 12, por ejemplo, mediante un
protocolo AAA (protocolo de contabilidad, autenticación y
autorización). Este dispositivo centralizado recoge la información
de uso de los recursos y la clasifica según la red celular de
origen. A continuación, esta información de contabilidad se usa
para tarificar el uso BAN de cada operador de las redes
celulares.
El operador UMTS de la red UMTS 8 debería
recoger la información de tarificación de usuarios individuales o
la información de su uso BAN. Esto se puede realizar según la manera
normal en el UMTS emitiendo registros CDR hacia un centro de
facturación de la red UMTS 8 desde el SGSN 6. El operador UMTS
también puede recoger información para comprobar la facturación del
proveedor de redes BAN. Esta función puede residir en el BSN 5.
La Fig. 5 muestra un diagrama esquemático que
indica el direccionamiento y conexiones BAN. En el caso mostrado en
la Fig. 5 no hay ningún terminal móvil asociado a un primer punto de
acceso AP 1 y hay dos terminales móviles MT 1 y MT 2 asociados a un
segundo punto de acceso AP 2. En particular, un primer terminal
móvil MT 1 está utilizando dos portadores de transporte (indicado
mediante las líneas continuas) a través de la red BAN 12, mientras
que el segundo terminal móvil MT 2 está utilizando solamente un
portador de transporte. Las líneas de puntos indican enlaces
comunes de gestión de conexiones BAN y las líneas de trazos indican
enlaces dedicados de gestión de conexiones BAN. Tal como puede
deducirse a partir de la Fig. 5, los nodos de la red BAN están
conectados permanentemente entre sí con los denominados enlaces
comunes de gestión de conexiones BAN (CBCML). Adicionalmente, para
cada terminal móvil asociado en ese momento se proporciona un enlace
dedicado de gestión de conexiones BAN (DCBML) entre el punto de
acceso respectivo y la pasarela BAN 3 así como entre la pasarela
BAN 3 y el BSN 5. De este modo, para cada portador de transporte
establecido entre un terminal móvil y el BSN 5, se establece una
conexión de plano de usuario entre el punto de acceso y el BSN
5.
Dentro de la red BAN 12, cada punto de acceso y
la pasarela BAN deberían tener una dirección IP. La dirección IP
usada en el interior de la red BAN 12 puede ser una dirección
privada. Cada punto de acceso debe tener conocimiento de la
dirección IP de la pasarela BAN a la cual está conectado. Por otro
lado, la pasarela BAN 3 debe tener conocimiento de las direcciones
IP de cada punto de acceso conectado a la misma. La pasarela BAN 3
y el BSN 5 deben poder direccionarse entre sí por medio de una
dirección IP. De este modo, el BSN 5 y la pasarela BAN 3 son
accesibles por lo menos a través de una dirección IP pública
conocida en el nodo agente. En el caso de que los puntos de acceso
dispongan de direcciones privadas, las conexiones del plano de
usuario se encaminan a través de un traductor de direcciones de
red, el cual es necesario que sea controlado dinámicamente por la
pasarela BAN 3.
En general, el plano de control finaliza en la
pasarela BAN 3, mientras que las conexiones del plano de usuario se
pueden encaminar directamente entre los puntos de acceso 2 y el BSN
5. De este modo, la interfaz I-3 es una interfaz
solamente de control que conecta los puntos de acceso 2 con la
pasarela BAN 3, y la interfaz I-4 es una interfaz
combinada del plano de usuario y de control que conecta la pasarela
BAN 3 con el BSN 5.
Entre cada uno de los puntos de acceso 2 y la
pasarela BAN 3 y entre cada pasarela BAN 3 y el BSN 5 hay un enlace
común de gestión de conexiones BAN (CBCML) semipermanente. Los
enlaces entre los puntos de acceso 2 y la pasarela BAN 3 y la
conexión entre la pasarela BAN 3 y el BSN 5 son mutuamente
independientes. Se establece un enlace común de gestión de
conexiones BAN cuando se instala el nodo agente en la red y el mismo
se vuelve a establecer en la reinicialización del nodo agente. La
conexión de control común hace uso de la función de transporte del
protocolo de señalización sobre las conexiones de transporte UDP
dedicadas a través del IP. De este modo, este CBCML específico
queda identificado entre estos nodos por las direcciones IP de
origen y de destino y los números de puerto UDP de origen y de
destino. En particular, el CBCML se usa para intercambiar los
mensajes de inicialización de los nodos en el establecimiento o la
reinicialización, y para distribuir mensajes de búsqueda y de
información del sistema UMTS. La pasarela BAN 3 es responsable de la
distribución de dicha información del sistema y de las búsquedas a
través de la interfaz I-3 basándose en
procedimientos ejecutados en la interfaz I-4.
Para cada terminal móvil que disponga de una
asociación con uno de los puntos de acceso 2 en la red BAN 12, se
establece un enlace dedicado de gestión de conexiones BAN (DBCML)
entre el punto de acceso 2 y la pasarela BAN 3 así como entre la
pasarela BAN 3 y el BSN 5. Este DBCML es similar al enlace común de
gestión de conexiones BAN aunque asignado específicamente a un
terminal móvil. Un DBCML se usa para inicializarse a sí mismo para
un terminal móvil nuevo, para establecer y liberar portadores de
transporte para flujos continuos de datos UMTS, y para liberarse a
sí mismo. La pasarela BAN 3 es responsable del establecimiento
correcto de correspondencias entre los DBCML de la interfaz
I-3 y la interfaz I-4 al realizar un
establecimiento adecuado de correspondencias de la dirección IP y
el número de puerto UDP.
Para cada flujo continuo de datos UMTS
transportado a través de la red BAN 12, se establece una conexión de
plano de usuario. Debe observarse que un flujo continuo de datos
UMTS puede transportar información referente a uno o varios
portadores de radiocomunicaciones UMTS. Todos los datos que se
intercambian entre el BSN 5 y el terminal móvil 1, es decir, datos
tanto del plano de usuario UMTS como del plano de control UMTS, se
transmiten a través de la red BAN 12 en estos portadores de
transporte del plano de usuario. Tal como ya se ha mencionado, la
conexión del plano del usuario se establece directamente entre uno
respectivo de los puntos de acceso 2 y el BSN 5, en el caso de que
no se tenga en cuenta el posible equipo de la capa de red tal como
el Traductor de Direcciones de Red (NAT).
El plano de usuario utiliza una función de
transporte UDP sobre IP y por lo tanto queda identificado por la
dirección IP de origen y de destino en una capa de red y los números
de los puertos UDP en la capa de transporte que identifica este
portador de transporte del plano de usuario específico. Los números
de los puertos UDP se seleccionan de entre el intervalo dinámico de
números de puerto. En particular, se usan conexiones del plano de
usuario para transferir datagramas individuales del portador UMTS
(unidades UMTS MAC-PDU) entre los puntos de acceso
2 y la pasarela BAN 3 y entre la pasarela BAN 3 y el BSN 5. A
continuación, en el BSN 5, se establece una correspondencia de un
canal de transporte con un portador de transporte del plano de
usuario. En los puntos de acceso 2, se establece adicionalmente una
correspondencia del portador de transporte del plano de usuario con
una conexión lógica a través de la interfaz aérea
I-2 y finalmente se vuelve a establecer una
correspondencia de la conexión lógica en el terminal móvil 1 con el
canal de transporte UMTS. La pasarela BAN 3 es responsable ce la
traducción de las direcciones de red y del establecimiento de
correspondencia de los puertos de los enlaces de gestión de
conexiones BAN del plano de control así como de la gestión del
posible establecimiento de correspondencias entre direcciones
privadas y públicas de los portadores de transporte del plano de
usuario.
Para cada CBCML y DBCML en la interfaz
I-3 y la interfaz I-4 se usan
conexiones independientes de protocolo de señalización. Las
conexiones de protocolo de señalización son inicializadas por nuevos
agentes, es decir, un punto de acceso en la interfaz
I-3 y la pasarela BAN 3 en la interfaz
I-4, cuando se inicializa el nodo agente. El primer
mensaje del protocolo de señalización, el cual contiene el mensaje
de inicialización ANCP, se envía a la dirección IP conocida del
nodo gestor con el puerto UDP bien conocido del protocolo de
señalización como puerto UDP de destino. El nodo agente utilizará
un puerto UDP libre de entre el intervalo dinámico en su dirección
de origen. El nodo agente también puede seleccionar una dirección IP
adecuada como su dirección IP de origen. El nodo gestor responde al
mensaje de inicialización mediante un mensaje que contiene una
dirección IP seleccionada y un número de puerto UDP de entre el
intervalo dinámico como dirección de origen y la dirección IP y el
puerto de origen UDP del agente indicado como dirección de destino.
Después del intercambio de estos mensajes, los números de los
puertos UDP seleccionados se usan en comunicaciones subsiguientes a
través de la conexión establecida del protocolo de señalización. La
conexión del protocolo de señalización se puede liberar localmente
después de haber intercambiado satisfactoriamente mensajes de
liberación al nivel ANCP.
Como el BSN 5 no tiene conocimiento de la
estructura de la red BAN 12, únicamente ve la pasarela BAN 3. Por
esta razón, la gestión BAN se realiza completamente sin la red BAN
12.
Las Figs. 6A a 6C muestran pilas de protocolos
del plano de usuario de la interfaz aérea I-2. En
particular, la Fig. 6A muestra las pilas de protocolos del plano de
usuario BAN en el terminal móvil 1 y los puntos de acceso 2. Tal
como puede deducirse a partir de la Fig. 6A, el terminal móvil 1 ó
equipo de usuario (UE) comprende funciones de protocolos de capas
superiores (CL UMTS y CL de paquetes) para establecer la conexión
directa del plano de usuario entre el terminal móvil 1 y el BSN 5.
Adicionalmente, se proporcionan funciones de protocolos de capas
inferiores (BRN DLC y BRAN L1) para establecer la conexión del plano
de control con la red BAN 12. Se aplica la misma situación para las
pilas de protocolos de los puntos de acceso 2.
La Fig. 6B muestra las pilas de protocolo del
plano de Usuario del Estrato de Acceso UMTS entre el terminal móvil
1 y el BSN 5. Un estrato define un agrupamiento de protocolos
relacionados con un aspecto de los servicios proporcionados por uno
o varios grupos de entidades físicas del nivel más alto. El estrato
de acceso es un agrupamiento funcional que consta de las partes que
se encuentran en la infraestructura y en el equipo de usuario y de
los protocolos entre estas partes específicas de la técnica de
acceso, es decir, la forma en la que se usan los medios físicos
específicos entre el equipo de usuario y la infraestructura para
transportar información. El estrato de acceso proporciona servicios
relacionados con la transmisión de datos a través de la interfaz de
radiocomunicaciones y la gestión de la interfaz de
radiocomunicaciones a las otras partes de la red UMTS 8. Tal como
puede deducirse a partir de la Fig. 6B, la conexión del plano de
usuario se establece directamente entre el terminal móvil o equipo
de usuario y el BSN 5 mediante las capas de protocolo aéreas UMTS
RLC y UMTS MAC. En las capas de protocolos inferiores, los puntos de
acceso 2 proporcionan una función de adaptación o de
establecimiento de correspondencias para establecer correspondencias
de las capas inferiores del plano de usuario BRAN con las funciones
de los protocolos UDP/IP y L2+L1, respectivamente. En la pasarela
BAN 3, el NAT realiza un establecimiento adicional de
correspondencias de direcciones y puertos para proporcionar la
conexión de las capas inferiores.
La Fig. 6C muestra las pilas de protocolos
correspondientes al Plano de Usuario del Estrato Sin Acceso UMTS
entre el terminal móvil 1 y el GGSN 7. En este caso, se establece
una conexión a través de la red BAN 12, el SGSN 6 y el GGSN 7 de la
red UMTS 8 hacia una red externa tal como Internet 10. El Plano de
Usuario del Estrato de Acceso UMTS indicado en la Fig. 6D se usa
para encaminar la llamada hacia el BSN 5. Basándose en la capa UMTS
PDCP superior del BSN 5, se logra un establecimiento de
correspondencias con las capas de protocolos GPRS
GTP-u (Protocolo de Tunelización GPRS), Iu FP
(Protocolo de Tramas) y el portador de transporte Iu. En el SGSN 6,
se establece una correspondencia de la capa Iu FP y la capa del
Portador de Transporte Iu con el portador de transporte de la red
externa.
Las Figs. 7A a 7C muestran pilas de protocolos
del plano de control de la interfaz I-2. Tal como
puede deducirse a partir de la Fig. 7A, el terminal móvil 1 y los
puntos de acceso 2 comprenden una capa inferior adicional BRAN MAC
requerida para la función de multiplexado/demultiplexado de medios
del plano de control.
Además, el Plano de Control del Estrato de
Acceso UMTS mostrado en la Fig. 7B proporciona una capa superior
adicional UMTS RRC para la función de control de recursos de
radiocomunicaciones en el terminal 1 y el BSN 5. En el caso del
Plano de Control del Estrato Sin Acceso UMTS mostrado en la Fig. 7C,
se proporcionan funciones adicionales de capas superiores de
gestión de movilidad (MM) y de gestión de seguridad (SM) UMTS en una
capa de protocolo superior adicional en el terminal 1 y el SGSN 6.
Además, el BSN 5 está dispuesto para establecer correspondencias de
las capas de protocolos del Plano de Control de Estrato de Acceso
UMTS con una capa de la Parte de Aplicación de la Red de Acceso de
Radiocomunicaciones (RANAP) y un portador de señalización Iu
requerido para la señalización de control correspondiente.
La Fig. 8 muestra una arquitectura combinada de
protocolos de interfaz de radiocomunicaciones
UMTS-HL2 tal como se proporciona en el BSN 5, los
puntos de acceso 2 y el terminal móvil 1 para la función de interfaz
entre la red UMTS 8 y la red BAN 12. La normalización de la Red de
Acceso de Radiocomunicaciones de Banda Ancha (BRAN) por parte del
ETSI designa una serie de tecnologías adecuadas para la
implementación de redes de acceso de radiocomunicaciones de banda
ancha. Entre estas tecnologías, una de ellas se conoce como HIPERLAN
2 (HL2). Estas redes de acceso inalámbricas están destinadas a
soportar una variedad de redes centrales, incluyendo aquellas que
se basan en el IP. La arquitectura combinada de protocolo de
interfaz de radiocomunicaciones UMTS-HL2 comprende
una capa BRAN HL2 101, una capa BRAN HL2 DLC 102, una capa de
convergencia BRAN HL2 103, una capa UMTS L2/MAC 104, una capa UMTS
L2/RLC 105, una capa UMTS L3 RLC 106 y una capa L2/PDCP 107.
En comparación con la arquitectura normal de
protocolo UMTS/UTRAN (Red de Acceso de Radiocomunicaciones Terrestre
UMTS) definida en la especificación TS 25.323 del ETSI 3GPP, se
pueden definir las siguientes deferencias para las partes UMTS. En
la arquitectura mostrada en la Fig. 8, se soporta únicamente el
dominio por conmutación de paquetes, es decir, todos los portadores
de radiocomunicaciones utilizan servicios del protocolo PDCP según
se define en la especificación TS 25.323 del ETSI 3GPP, "Protocolo
de convergencia de datos por paquetes (PDCP)". Además,
únicamente se puede utilizar un canal de transporte dedicado (DCH)
de la arquitectura UMTS. Además de esto, se establecen
correspondencias de los mensajes UMTS CCCH con un canal de
transporte DCH.
Los mensajes de difusión general de información
del sistema y de búsqueda UMTS no se transmiten a través de los
protocolos RLC y MAC, sino que por el contrario, en el lado de la
red, la información del contenido de dichos mensajes y la
información de planificación adicionalmente necesaria es
suministrada directamente por la función RRC 106 a la capa de
convergencia BRAN HL2 UMTS 103 a través del SAP (Punto de Acceso al
Servicio) de control de difusión general. En el terminal móvil 1 ó
equipo de usuario (UE), los mensajes de información del sistema y
de búsqueda son recibidos por la función RRC 106 directamente
provenientes de la capa de convergencia BRAN HL2 UMTS 103 a través
del SAP de control de difusión general. En particular, la capa de
convergencia BRAN HL2 103 comprende una parte común 1031 a través
de la cual se encamina una señalización SAP de Usuario DLC hacia un
plano U 1033 de la BRAN HL2 UMTS SSCS (Subcapa de Convergencia
Específica del Servicio). Además, la señalización SAP de control
DLC se encamina hacia un DC 1034 el cual se encamina directamente
hacia la UMTS L3 RRC 106. La señalización de difusión general del
plano U 1033 se encamina a través de un plano BC 1035 hacia la UMTS
L3 RRC 106. Por el contrario, la señalización SAP de usuario TL se
encamina desde el plano U 1033 a través de la capa UMTS L2/MAC 104
hacia las funciones RLC respectivas 1051 de la capa UMTS L2/RLC
105. A continuación, los canales lógicos se encaminan bien hacia la
función UMTS L3 RRC 106 ó bien hacia las funciones PDCP respectivas
1071 de la capa L2/PDCP 107, basándose en la función de
multiplexado/demultiplexado proporcionada en la capa MAC 104 para
separar/combinar la señalización del plano de control y del
usuario.
La capa UMTS SSCS 1032 reside por encima de la
parte común 1031 y la capa DLC 102. Proporciona unos medios para
usar y preservar la trama UMTS MAC sobre la interfaz de
radiocomunicaciones I-2 de la red BAN 12. Además,
gestiona los datos de difusión general UMTS a través de la interfaz
de radiocomunicaciones, por ejemplo, mensajes de información del
sistema y de búsqueda. En la interfaz entre las capas superiores y
la UMTS SSCS 1032, se transfieren datos de control y de usuario
UMTS en forma de flujos continuos de datos UMTS. En la UMTS SSCS
1032, se establece una correspondencia de cada flujo continuo de
datos UMTS con una Conexión de Usuario DLC (DUC) HL2 diferente de
la red BAN 12. De este modo, se establecen correspondencias de las
ID DUC usadas en la red BAN 12 con las ID de los flujos continuos
de datos UMTS. Adicionalmente, el control de conexiones entre los
puntos de acceso 2 y el terminal móvil 1 se realiza en la UMTS SSCS
1032 de acuerdo con las solicitudes provenientes de las capas
superiores del terminal móvil 1 ó redes externas. En el proceso de
control de las conexiones, se establece una correspondencia de una
ID HL2 MAC con una ID de conexión UMTS. El establecimiento y la
liberación de flujos continuos de datos UMTS se realizan también en
la UMTS SSCS 1032.
El procedimiento de difusión general de los
datos de difusión general UMTS se realiza en la función UMTS SSCS
respectiva de los puntos de acceso 2. Los datos de difusión general
UMTS se reciben provenientes de redes externas y se convierten en
un flujo continuo de datos UMTS en la UMTS SSCS según su información
de planificación recibida desde las redes externas. A continuación,
el flujo continuo de datos UMTS se difunde de forma general a
través de la interfaz 12. La UMTS SSCS 1032 es también responsable
del establecimiento de correspondencias de tramas del sistema UMTS
con tramas HL2 de la red BAN 12.
Para realizar todas las funciones de la UMTS
SSCS, la UMTS SSCS 1032 se subdivide en el plano U (plano de
Usuario) 1033, el Plano BC (plano de Control de Difusión General)
1035, y el Plano DC (plano de Control Dedicado) 1034. Debe
observarse que la Parte Común 1031 es transparente para el Plano DC
1034. Los procedimientos del Plano U 1033 proporcionan la capacidad
de transferir unidades UMTS SSCS SDU (Unidades de Datos de Servicio)
entre la UMTS SSCS de los puntos de acceso 2 y una o más UMTS SSCS
de terminales móviles asociados a los puntos de acceso 2 a través
de la red BAN 12. Para lograr esta opción, el Plano U 1033 comprende
una función de transferencia para transferir datos de control y de
usuario UMTS desde/hacia las capas superiores y el Plano BC 1035 y
desde/hacia las capas inferiores, y funciones de establecimiento de
correspondencia para establecer correspondencias de conexiones UMTS
y flujos continuos de datos UMTS de las capas superiores con las
conexiones HL2 y las conexiones HL2 DLC, respectivamente, de las
capas inferiores basándose en sus ID respectivas.
El Plano BC 1035 gestiona datos de difusión
general UMTS basándose en procedimientos asimétricos los cuales
difieren en el terminal móvil 1 y en los puntos de acceso 2 debido,
respectivamente, a su carácter receptor y transmisor de difusión
general.
Finalmente, el Plano DC 1034 es responsable del
establecimiento, gestión y liberación de flujos continuos de datos
UMTS. Esta opción comprende la indicación de inicialización y
activación UMTS SSCS de procedimientos de incorporación de difusión
general CL UMTS, de establecimiento de conexiones UMTS, de
liberación de conexiones UMTS, de establecimiento de flujos
continuos de datos UMTS y de liberación de flujos continuos de datos
UMTS.
La Fig. 9 muestra pilas de protocolos
correspondientes a la interfaz I-3 entre los puntos
de acceso 2 y la pasarela BAN 3. En ambos elementos de la red, las
capas de protocolos comprenden una capa ANCP por encima de una capa
de protocolo de señalización (por ejemplo, SMNP tal como se indica
en la Fig. 9) por encima de una capa UDP/IP por encima de capas
L2+L1.
De forma similar, tal como se indica en la Fig.
10, la pila de protocolos de la interfaz I-4 entre
la pasarela BAN 3 y el BSN 5, comprende la capa ANCP por encima de
la capa de protocolo de señalización (por ejemplo, SNMP tal como se
indica en la Fig. 10) por encima de la capa UDP/IP por encima de la
capa L2+L1.
La Fig. 11 muestra un diagrama de señalización
para una inicialización de un punto de acceso 2 hacia la pasarela
BAN 3, en el que un punto de acceso instalado o reinicializado está
conectado a la pasarela BAN 3. Este ejemplo de señalización muestra
la señalización requerida cuando se instala un AP nuevo en la red
BAN 12 ó se debe reinicializar un AP existente. El punto de acceso
dispone de una asociación de seguridad con la pasarela BAN
conectada 3. De este modo, se considera que la información de
asociación de seguridad está preconfigurada en el punto de
acceso.
Al producirse el establecimiento y la
reinicialización, cada punto de acceso establecerá un Enlace de
Gestión de Conexiones BAN común con su pasarela BAN designada. Esta
conexión de señalización funciona por encima del protocolo de
señalización por encima del protocolo de transporte UDP/IP.
El punto de acceso establece la conexión
mediante el envío de un mensaje ANCP INICIALIZACIÓN hacia la
pasarela BAN 3.
El mensaje INICIALIZACIÓN puede contener, por
ejemplo, una lista de las versiones soportadas del protocolo de la
interfaz aérea específica del acceso, una lista de versiones ANCP
soportadas, y un identificador de nodo AP. El acuse de recibo de
INICIALIZACIÓN lo realiza la pasarela BAN 3 con un mensaje ACK
INICIALIZACIÓN que contiene una ID de la versión del protocolo ANCP
seleccionada y un identificador del nodo de pasarela BAN.
El intercambio de estos dos mensajes inicializa
el Enlace Común de Gestiones de Conexión BAN (CBCML) entre el punto
de acceso y la pasarela BAN. Las direcciones de transporte para el
CBCML se asignan durante el procedimiento de inicialización fijando
la dirección IP de origen y la ID del puerto UDP de origen a los
valores deseados para el CBCML, en los mensajes tanto
INICIALIZACIÓN como ACK INICIALIZACIÓN.
Además de la indicación de la realización de la
reinicialización, el Enlace Común de Gestión de Conexiones BAN
(CBCML) se usará para distribuir mensajes de información y de
búsqueda de difusión general UMTS hacia los puntos de acceso 2
desde la pasarela BAN 3.
La Fig. 12 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una inicialización de la pasarela BAN 3 hacia el
BSN 5. Este ejemplo de señalización muestra cómo se conecta la
pasarela BAN 3 con el BSN 5. Una pasarela BAN se puede conectar a
varios BSN del mismo operador así como a nodos BSN de redes de
varios operadores.
De forma similar a los puntos de acceso 2, cada
pasarela BAN dispone de una asociación de seguridad con los BSN del
operador UMTS a los que está conectada. Se considera que la
asociación de seguridad se crea manualmente.
Al producirse el establecimiento y la
reinicialización, la pasarela BAN 3 establece un Enlace Común de
Gestión de Conexiones BAN con sus BSN designados. El
establecimiento se realiza de forma similar al del procedimiento de
inicialización AP descrito en relación con la Fig. 11.
La Fig. 13 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una difusión general de información UMTS a través
de la red BAN 12. La Difusión General de Información UMTS se usa
para difundir de forma general información específica del UMTS a
través de la interfaz de radiocomunicaciones I-2
específica del acceso. La información UMTS consta de mensajes de
Búsqueda y de Información del Sistema UMTS.
Esta secuencia de señalización consta de dos
partes, una distribución de información del sistema hacia y dentro
de la red BAN 20 y una difusión general de información del sistema
por vía aérea. La distribución de información del sistema dentro de
la red utiliza el Enlace Común de Gestión de Conexiones BAN (CBCML)
establecido.
El BSN 5 y la pasarela BAN 3 son responsables de
la distribución de la información del sistema hacia los puntos de
acceso 2. El BSN 5 envía la información del sistema UMTS hacia la
pasarela BAN 3 la cual a continuación distribuye la información
hacia todos los puntos de acceso conectados. La pasarela BAN 3 puede
recibir información del sistema desde una pluralidad de nodos BSN
de redes UMTS diferentes u otras redes celulares.
A continuación, el punto de acceso es
responsable de la difusión general periódica de información del
sistema UMTS a través de la interfaz aérea I-2 de
difusión general tal como se especifica en las capas de Convergencia
UMTS específicas del acceso.
La Fig. 14 muestra un diagrama de transición de
estados del terminal móvil 1 según la forma de realización
preferida. El terminal móvil 1 se puede encontrar en tres estados:
NULO, REPOSO, y CONEXIÓN. Estos estados describen el estado de la
conexión entre la estación móvil 1 y la red UMTS 8, y no el estado
de los protocolos UMTS.
En el estado NULO, la estación móvil 1 no oye la
información de difusión general UMTS y por lo tanto no puede
conocer la existencia de la cobertura UMTS y no se puede conectar a
redes UMTS. Se produce una transición de la estación móvil 1 al
modo REPOSO (ver flecha A de la Fig. 14) cuando dicha estación está
en marcha y comienza a escuchar información de difusión general
UMTS proveniente de la red UMTS a la que se ha abonado. La estación
móvil 1 entra en este estado bien después de haber encontrado la
señal de Difusión General UMTS al buscar en las frecuencias
específicas del acceso o bien preguntándole a la información del
canal de difusión general UMTS desde el punto de acceso más
cercano.
Cuando el terminal móvil 1 necesita entrar en
contacto con la red UMTS 8, se produce una transición del mismo al
estado CONEXIÓN (ver flecha B). Se entra en este estado después de
que el terminal móvil 1 disponga de una asociación con el punto de
acceso más cercano, haya comunicado al punto de acceso la ID PLMN a
la que se ha abonado y después de que la red BAN 12 haya
establecido mensajes con la red UMTS 8 utilizando canales de
transporte dedicados asociados a los portadores de transporte
establecidos.
El terminal móvil 1 entra en el estado REPOSO
desde el estado CONEXIÓN (ver flecha C), cuando se libera el último
portador de transporte correspondiente a datos UMTS y el terminal
móvil 1 se ha desasociado con respecto a punto de acceso. Obsérvese
que la conexión UMTS podría seguir existiendo en términos lógicos
entre el terminal móvil 1 y la red UMTS 8, por ejemplo, en el
estado RRC Conexión URA.
El terminal móvil 1 vuelve a entrar en el estado
NULO (ver flecha D) cuando no puede recibir ninguna información de
difusión general UMTS. Esto podría ser debido a un alejamiento con
respecto a la cobertura de la red BAN 12 ó a una desconexión de la
alimentación.
La Fig. 15 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una transición de estados asistida por la red
desde el estado NULO al estado REPOSO. Esta transición de estados se
puede producir sin ninguna señalización en el caso de que el
terminal móvil 1 sea capaz de recibir o encontrar la Información del
Sistema UMTS difundida de forma general por el propio punto de
acceso asociado. Esta opción es posible gracias a que la difusión
general UMTS se debería transmitir en el mismo canal desde todos los
puntos de acceso dentro de una red de acceso, o explorando las
frecuencias de acceso si el terminal 1 encuentra por sí mismo el
flujo continuo de difusión general UMTS.
Si el terminal móvil 1 no es capaz de encontrar
por sí mismo la información de Difusión General UMTS desde el punto
de acceso más cercano que soporta la conectividad con la red UMTS 8,
se debería ejecutar la siguiente señalización para solicitar a la
red BAN 12 que indique la ubicación de la información de difusión
general UMTS de la red UMTS 8 en la que se ha producido la
suscripción.
En general, el terminal móvil 1 establece unos
medios de comunicación o transferencia de datos entre él mismo y
uno seleccionado de entre los puntos de acceso 2. A continuación, el
terminal móvil 1 pide información sobre la disponibilidad o
ubicación de una información de difusión general de la red celular.
En particular, el terminal móvil 1 puede indicar al punto de acceso
seleccionado un indicador (por ejemplo, la ID PLMN) que señale la
red celular desde la cual se desea recibir datos de difusión
general. En respuesta a ello, la red BAN 12 indica al terminal
móvil 1 la dirección o una información de ubicación similar sobre
una señal de difusión general de la red celular. En el caso de que
el terminal móvil 1 haya indicado la red celular deseada, la red
BAN 12 puede indicar un puntero a la información de difusión general
específicamente desde la red celular deseada. Si los medios de
comunicación ya no son necesarios, los mismos se pueden liberar.
A continuación se describirá con mayor detalle
el procedimiento general anterior en referencia a la Fig. 15 para
el caso de la señalización del protocolo BRAN HL2. El terminal móvil
1 inicia la transición de estados mediante una asociación al punto
de acceso más cercano. No es necesario el establecimiento de un
cifrado o una autenticación específicos del acceso. Después de
negociar las capacidades del enlace específicas del acceso, el
terminal móvil 1 solicita la ubicación de la información de difusión
general UMTS enviando el mensaje INCORPORACIÓN_DIF_GENERAL_UMTS RLC
hacia el punto de acceso. Este mensaje indica la
ID-PLMN de la red UMTS 8 cuya información de
difusión general se desea recibir.
El punto de acceso responde con un mensaje
ACK_INCORPORACIÓN_DIF_ GENERAL_UMTS que contiene la ID MAC y la
información de difusión general de planificación de la red en la que
se ha producido la suscripción, por ejemplo, la red UMTS 8.
Después de este procedimiento de señalización,
el terminal móvil 1 puede encontrar la información de Difusión
General UMTS a partir de la ubicación señalada y se puede eliminar
la asociación al punto de acceso, ya que no hay necesidad de
establecer una conexión con la red UMTS 8.
La Fig. 16 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una transición desde el estado REPOSO al estado
CONEXIÓN. Esta transición de estados se produce cuando el terminal
móvil 1 necesita entrar en contacto con la red UMTS 8. Esta opción
se puede producir, por ejemplo, si el terminal móvil 1 recibe un
mensaje de búsqueda o si el terminal móvil 1 necesita entrar en
contacto con la red UMTS 8 por razones que tienen su origen en el
móvil.
En general, el terminal móvil 1 establece unos
medios de comunicación o transferencia de datos entre él mismo y
uno seleccionado de los puntos de acceso 2. A continuación, el
terminal móvil 1 indica a la red BAN 12 una red celular (por
ejemplo, la red UMTS 8) hacia la cual se desea una conexión. En
particular, el terminal móvil 1 puede añadir al mensaje respectivo
alguna información específica de la red celular. En respuesta a
ello, la red BAN 12 indica a la red celular indicada la existencia
de un terminal móvil nuevo que desea comunicarse con la red
celular. Si desde el terminal móvil 1 se recibiera una información
específica de la red, la misma se reenvía hacia la red celular en
esta indicación o mensaje. Después de esto, la red celular deseada
inicia el establecimiento de unos medios de comunicación o
transferencia de datos entre ella misma y el terminal móvil 1
solicitando o indicando un establecimiento de un portador de
transporte entre ella misma y la red BAN 12. La red celular deseada
puede incluir parámetros específicos de la BAN para facilitar la
selección de un canal de acceso adecuado por parte de la red BAN 12
para esta conexión entre el terminal móvil 1 y la red celular
deseada. Adicionalmente, la red celular deseada puede añadir a este
mensaje una información específica de la red celular. A
continuación, la red BAN 12 establece unos medios de comunicación o
transferencia de datos específicos del acceso entre ella misma y el
terminal móvil 1, y prepara unos medios para establecer una
correspondencia del portador de transporte establecido con los
medios de comunicación específicos del acceso establecidos. Si se
recibiera una información específica de la red celular desde la red
celular deseada, la misma se traslada al terminal móvil 1 durante
el establecimiento de los medios de comunicación específicos del
acceso. Finalmente, la red BAN 12 completa el establecimiento de los
medios de comunicación indicando al terminal móvil 1 que se ha
completado el establecimiento del canal de acceso e indicando a la
red celular deseada que se ha completado el establecimiento del
portador de transporte.
A continuación se describirá con mayor detalle
el procedimiento general anterior en referencia a la Fig. 16 para
el caso de la señalización del protocolo BRAN HL2. El terminal móvil
1 inicia la transición de estados mediante una asociación al punto
de acceso más cercano. Después de la asociación, el terminal móvil 1
envía un mensaje INFO_RLC hacia el punto de acceso. Este mensaje
indica la ID PLMN de la red UMTS hacia la cual se establecerá la
conexión.
El punto de acceso envía un mensaje
ESTABLECIMIENTO CONEXIÓN hacia la red indicada. Con este fin se usa
la dirección de transporte preconfigurada correspondiente a la
ID-PLMN indicada. Cuando el BSN 5 recibe el mensaje
ESTABLECIMIENTO CONEXIÓN, inicializa el establecimiento de un primer
portador de transporte para los flujos continuos de datos UMTS.
Este portador de transporte transportará por lo menos los portadores
de señalización UMTS iniciales entre el terminal móvil 1 y el BSN
5.
El BSN 5 inicializa el establecimiento del
portador de transporte enviando un mensaje ESTABLECIMIENTO FLUJO
CONTINUO DATOS UMTS hacia la dirección de transporte indicada como
dirección de origen en el mensaje ESTABLECIMIENTO CONEXIÓN. El
mensaje FLUJO CONTINUO DATOS UDS contiene, por ejemplo, la ID
correspondiente al UDS a establecer, los parámetros QoS específicos
del acceso correspondientes al enlace de la interfaz aérea para este
UDS, la dirección de transporte de destino deseada para los
datagramas UDS a enviar hacia el BSN 5 desde la red BAN 12, la
información de vinculación a trasladar hacia el terminal móvil 1
junto con el establecimiento del canal de la interfaz aérea
específica del acceso.
El punto de acceso establece hacia el terminal
móvil 1 el enlace específico del acceso utilizando los parámetros
QoS indicados. Después de un establecimiento satisfactorio del
enlace, el punto de acceso responde en dirección al BSN 5 con un
mensaje ESTABLECIMIENTO UDS COMPLETO que contiene la dirección de
transporte de destino deseada correspondiente a los datagramas UDS
a enviar hacia el punto de acceso desde la red UMTS 8.
Después de este procedimiento de señalización,
es posible un intercambio de mensajes UMTS a través de los canales
de transporte de los cuales se ha establecido una correspondencia
con los portadores de transporte establecidos. El terminal móvil 1
conoce los canales de transporte permitidos y sus correspondencias
con el portador de transporte establecido, a partir de la
información de Vinculación trasladada al terminal móvil 1 junto con
el establecimiento del portador de transporte.
La Fig. 17 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una transición desde el estado NULO al estado
REPOSO y directamente al estado CONEXIÓN. Esta secuencia de
señalización se utiliza cuando el terminal móvil 1 desea establecer
una conexión con la red UMTS 8, aunque no puede encontrar por sí
mismo la información de difusión general UMTS necesaria. En esta
situación, el terminal móvil 1 necesita en primer lugar pedir a la
red que indique la ubicación de la información de difusión general
UMTS y a continuación, cuando se ha completado la transición al
estado REPOSO, realizar directamente una transición al estado
CONEXIÓN mediante el establecimiento de una conexión con la red
UMTS.
Esta secuencia de transición de estados comienza
de forma similar a la transición normal desde el estado NULO al
estado REPOSO con asistencia por la red. Cuando se encuentra la
información de difusión general UMTS, en este caso el terminal
móvil 1 no libera la asociación con el punto de acceso sino que
solicita al punto de acceso que conecte el terminal móvil 1 a la
red UMTS 8 emitiendo un mensaje RLC INFO. Este mensaje contiene la
ID-PLMN con la que se ha producido la
suscripción.
Después de esta fase, la señalización es similar
a la correspondiente a la transición desde el estado REPOSO al
estado CONEXIÓN mostrada en la Fig. 16. Por esta razón, se omite una
descripción más detallada.
La Fig. 18 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una transición desde el estado CONEXIÓN al estado
REPOSO. Esta transición se produce cuando se libera la conexión
física entre la red UMTS 8 y el terminal móvil 1. Obsérvese que la
conexión lógica realizada por el protocolo UMTS RRC puede seguir
existiendo, por ejemplo, en el estado RRC URA conectado.
En el caso normal, esta transición de estados la
inicia el BSN 5 cuando no existe la necesidad de mantener más la
conexión física con el terminal móvil 1. Esto se puede producir, por
ejemplo, cuando se libera la conexión RRC, después de un traspaso a
otro punto de acceso o a otro sistema de radiocomunicaciones o, por
ejemplo, cuando el estado RRC cambia a URA conectado. La liberación
de la conexión también se puede activar debido a una congestión de
la interfaz de radiocomunicaciones de la red BAN 12 ó debido a una
pérdida de la conexión de radiocomunicaciones con la red BAN 12. En
este caso, un nodo BAN (bien el punto de acceso o bien la pasarela
BAN 3) da inicio a la secuencia de señalización enviando un mensaje
SOLICITUD LIBERACIÓN CONEXIÓN hacia el BSN 5, después de lo cual el
BSN 5 inicia la liberación de la conexión tal como se describe a
continuación.
El BSN 5 inicia la transición de los estados
emitiendo un mensaje LIBERACIÓN CONEXIÓN. Cuando el punto de acceso
recibe este mensaje, se disocia del terminal móvil 1 y libera toda
la información relacionada con la conexión liberada. El terminal
móvil 1 también libera toda la información relacionada con los
portadores de transporte asignados anteriormente. El punto de
acceso responde en dirección al BSN 5 con un mensaje LIBERACIÓN
CONEXIÓN COMPLETA.
La Fig. 19 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una operación de establecimiento de un flujo
continuo de datos UMTS. Esta secuencia de señalización la inicia el
BSN 5 en el caso de que un portador de transporte correspondiente a
un flujo continuo de datos UMTS requiera ser establecido para
transportar portadores de radiocomunicaciones UMTS. Obsérvese que
mediante el protocolo UMTS MAC se pueden multiplexar varios
portadores de radiocomunicaciones UMTS dentro de un portador de
transporte y por lo tanto habitualmente no se requiere un portador
de transporte nuevo por cada portador de radiocomunicaciones UMTS
nuevo.
En general, la red celular en cuestión (por
ejemplo, la red UMTS 8) y el terminal móvil 1 pueden intercambiar
una señalización específica de la red celular, requerida para
establecer flujos continuos de datos nuevos entre ellos. La red
celular inicia el establecimiento de unos medios de comunicación o
de transferencia de datos entre ella misma y el terminal móvil 1
solicitando/indicando un establecimiento de un portador de
transporte entre ella misma y la red BAN 12. La red celular puede
añadir parámetros específicos de la BAN para facilitar la selección
de un canal de acceso adecuado por la red BAN 12 para esta conexión
entre el terminal móvil 1 y la red celular. La red celular también
puede añadir a este mensaje una información específica de la red
celular. A continuación, la red BAN 12 establece unos medios de
comunicación específicos del acceso entre ella misma y el terminal
móvil 1 y prepara medios para realizar una correspondencia del
portador de transporte establecido con los medios de comunicación
específicos del acceso establecidos. Si se recibiera una información
específica de la red celular desde esta última, la misma se
traslada al terminal móvil 1 durante el establecimiento de los
medios de comunicación específicos del acceso. Después de esto, la
red BAN 12 completa el establecimiento de los medios de
comunicación indicando que se ha completado el establecimiento del
canal de acceso al terminal móvil 1 y que se ha completado el
establecimiento del portador de transporte a la red celular. A
continuación, la red celular y el terminal móvil 1 pueden
intercambiar una señalización específica de la red celular para
establecer entre ellos flujos continuos de datos nuevos.
A continuación se describirá con mayor detalle
el procedimiento general anterior en referencia a la Fig. 19 para
el caso de la señalización del protocolo BRAN HL2. Inicialmente, se
envía un mensaje ESTABLECIMIENTO PORTADOR RADIOCOMUNICACIONES RRC
(u otro mensaje RRC que tenga una función similar de establecimiento
de portadores de radiocomunicaciones) al terminal móvil 1, y se
envía un mensaje ESTABLECIMIENTO UDS ANCP a la pasarela BAN 3. A
continuación, la pasarela BAN 3 inicia un establecimiento UDS
correspondiente hacia el punto de acceso. El mensaje
ESTABLECIMIENTO UDS contiene, por ejemplo, la ID correspondiente al
UDS a establecer, los parámetros QoS específicos del acceso
correspondientes al enlace de la interfaz aérea para este UDS, la
dirección de transporte de destino deseada para los datagramas UDS
a enviar hacia el BSN 5 desde la red BAN 12, la información de
vinculación a trasladar hacia el terminal móvil 1 junto con el
establecimiento del canal de la interfaz aérea específica del
acceso.
El punto de acceso establece el enlace
específico del acceso hacia el terminal móvil 1 utilizando los
parámetros QoS indicados. Después de un establecimiento
satisfactorio del enlace, el punto de acceso responde en dirección
al BSN 5 con un mensaje ESTABLECIMIENTO UDS COMPLETO que contiene la
dirección de transporte de destino deseada correspondiente a los
datagramas UDS a enviar hacia el punto de acceso desde la red UMTS
8.
Después de este procedimiento de señalización,
es posible el intercambio de mensajes UMTS a través de los canales
de transporte de los cuales se ha establecido una correspondencia
con los portadores de transporte establecidos. El terminal móvil 1
conoce los canales de transporte permitidos y sus correspondencias
con el portador de transporte establecido, a partir de la
información de Vinculación trasladada al terminal móvil 1 junto con
el portador de transporte de establecimiento.
La Fig. 20 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a la operación de liberación de un flujo continuo
de datos UMTS. Esta secuencia de señalización se usa para liberar
uno o varios portadores de transporte del plano de usuario. La
liberación de un UDS específico la inicia normalmente el BSN 5 y se
usa para liberar uno o varios portadores de transporte del plano de
usuario. También es posible que la red BAN 12 active la liberación
de UDS individuales, por ejemplo, debido a la congestión en la
interfaz aérea o en la red o debido a la pérdida de una conexión de
radiocomunicaciones relacionada con el UDS específico. En tal caso,
un nodo BAN (punto de acceso o pasarela BAN) envía hacia el BSN 5
un mensaje SOLICITUD LIBERACIÓN UDS.
La liberación la inicia el BSN 5 enviando un
mensaje LIBERACIÓN UDS. Este mensaje contiene la lista de flujos
UDS a liberar. Cuando el punto de acceso recibe el mensaje, libera
los enlaces de la interfaz aérea en cuestión con el terminal móvil
1. Cuando se liberan los enlaces de la interfaz aérea, el punto de
acceso confirma que se ha completado la operación hacia el BSN 5
enviando un mensaje LIBERACIÓN UDS COMPLETA.
La Fig. 21 muestra un diagrama de señalización
correspondiente a una operación de traspaso entre puntos de acceso
diferentes.
En general, el terminal móvil 1 se comunica con
la red BAN 12 a través de un primero de entre los puntos de acceso
2. El terminal móvil 1 inicializa el establecimiento de una conexión
con la red celular (por ejemplo, la red UMTS 8) a través de un
segundo de entre los puntos de acceso 2. A continuación, se
establece la conexión entre la red celular y el terminal móvil 1 a
través del segundo punto de acceso. El terminal móvil 1 indica su
identidad y su punto nuevo de conexión a la red celular
transmitiendo un mensaje específico de la red celular desde el
terminal móvil 1 a esta última a través del segundo punto de acceso.
En respuesta a ello, la red celular realiza los pasos necesarios
para reencaminar ahora la conexión a través del segundo punto de
acceso, la cual anteriormente se encaminó a través del primer punto
de acceso.
De este modo, el traspaso se realiza simplemente
abandonando el punto de acceso antiguo, asociándose a un punto de
acceso nuevo e indicando el punto nuevo de conexión a la red celular
(por ejemplo, el BSN 5 de la red UMTS 8) a través del punto de
acceso nuevo. A continuación, el BSN 5 redirecciona todos los
portadores de transporte existentes hacia el punto de acceso nuevo.
Desde el punto de vista de la red BAN 12, este procedimiento se ve
como un establecimiento de una conexión nueva, y desde el punto de
vista de la red UMTS 8, esta opción se ve como un restablecimiento
de la conexión UMTS RRC antigua.
De este modo, la red BAN 12 no gestiona ningún
traspaso. Desde el punto de vista de la red BAN no se produce
ningún traspaso en el sistema. El traspaso lo realiza el terminal
móvil 1 de tal manera que durante la comunicación, el mismo
preferentemente explora la intensidad de la señal de otros puntos de
acceso o dispositivos de acceso y preferentemente lee la
información de difusión general de la red celular a partir de
dispositivos de acceso candidatos con una intensidad elevada. A
continuación, simplemente abandona el dispositivo de acceso antiguo
e inicia un procedimiento normal de establecimiento de conexión
hacia un dispositivo de acceso nuevo seleccionado. La conexión
nueva a través del dispositivo de acceso nuevo se establece de una
manera normal y cuando la conexión entre el terminal móvil 1 y la
red celular existe, el terminal móvil 1 señaliza un mensaje que
indica que ha cambiado su punto de conexión con la red celular de
manera que se produzca a través del dispositivo de acceso
nuevo.
A continuación se describirá con mayor detalle
el procedimiento general anterior haciendo referencia a la Fig. 21
para el caso de la señalización del protocolo BRAN HL2. Cuando el
terminal móvil 1 detecta que estaría disponible un punto de acceso
con una intensidad mayor que la actual, inicia un procedimiento de
traspaso. Para lograr esta situación, el terminal móvil 1 en primer
lugar abandona la conexión hacia el punto de acceso antiguo. En
esta fase, se interrumpe también la conexión en el plano de usuario
entre el terminal móvil 1 y la red UMTS 8.
El terminal móvil 1 establece una asociación con
el punto de acceso nuevo. El establecimiento de la asociación se
ejecuta exactamente tal como el correspondiente a una conexión de
señalización UMTS nueva. Cuando se establece la conexión UMTS entre
el terminal móvil 1 y el BSN 5, el BSN 5 inicializa automáticamente
el establecimiento del primer portador de transporte para el
terminal móvil asociado 1 también de forma similar al procedimiento
de Establecimiento de Conexión de Señalización UMTS.
Cuando se establece el primer portador de
transporte, el terminal móvil 1 transmite, de forma transparente
para la red BAN 12, un mensaje de Solicitud de Restablecimiento de
Conexión UMTS UTRAN RRC en dirección al BSN 5. El BSN 5 reconoce o
identifica al terminal móvil 1 a partir del mensaje RRC recibido. El
mensaje RRC también lo puede autenticar el BSN 5 gracias a la
existencia de la protección de integridad en el mensaje. Después de
detectar satisfactoriamente la identidad del terminal móvil 1, el
BSN 5 realiza una conmutación del flujo de datos interrumpido desde
el punto de acceso antiguo hacia el punto de acceso nuevo. Si a
través del punto de acceso antiguo existiera más de un portador de
transporte para el terminal móvil 1, en ese caso se establecen
portadores de transporte similares también hacia el punto de acceso
nuevo. Además, si el punto de acceso nuevo está conectado a un BSN
diferente al del punto de acceso antiguo (o si el traspaso se está
realizando desde otro sistema de radiocomunicaciones), en ese caso
entre el BSN antiguo y el nuevo se ejecuta una reubicación del SRNS
según se define en el UMTD.
Después de esto, se devuelve un mensaje RRC
Restablecimiento de Conexión RRC hacia el terminal móvil 1, cuyo
acuse de recibo se realiza mediante un mensaje restablecimiento de
Conexión RRC Completo. Estos mensajes son transparentes para la red
BAN 12.
Debe indicarse a continuación que la ejecución
de la Reubicación del SRNS (a través de interfaces Iu e Iur
convencionales) habilita traspasos entre nodos BSN, de UTRAN a BAN y
de GERAN a BAN. Los traspasos normales entre sistemas UTRAN y GERAN
se usan para los traspasos de BAN a UTRAN y de BAN a GERAN.
En resumen, la presente invención se refiere a
un método y a un sistema para proporcionar acceso a una red
celular, en los que un dispositivo terminal está conectado a un
dispositivo de acceso según las especificaciones de acceso de una
red de acceso de banda ancha la cual no está diseñada
específicamente para ser usada como parte de la red celular. El
dispositivo terminal indica al dispositivo de acceso que desea
conectarse a la red celular, y se establece una sesión o llamada y
un portador de radiocomunicaciones entre el dispositivo terminal y
la red celular. Para lograr esta situación, un nodo de servicio
proporcionado en la red celular solicita un portador de acceso
adecuado de la red de acceso y el dispositivo de acceso establece un
canal de acceso correspondiente hacia el dispositivo terminal. A
continuación, el dispositivo terminal asocia el canal de acceso al
portador de radiocomunicaciones correcto usando una identificación
correspondiente. De este modo, se pueden distribuir funciones de
servicio de la red celular, por ejemplo, servicios UMTS, a través
de cualquier red de acceso, y se pueden implementar redes de acceso
de banda ancha o de alta velocidad existentes en estructuras de
redes celulares nuevas. De este modo, se puede ofrecer una mejora
enorme de la capacidad a los operadores de redes correspondientes a
la red celular sin ningún esfuerzo de normalización o cánones de
licencia y con unos costes de inversión y mantenimiento muy
reducidos.
La presente invención se puede aplicar a
cualquier sistema de acceso en el que un dispositivo terminal se
vaya a conectar a una red celular a través de una red de acceso. La
descripción de la forma de realización preferida está destinada
únicamente a ilustrar la presente invención. De este modo, la forma
de realización preferida se puede modificar dentro del alcance de
las reivindicaciones adjuntas.
Claims (52)
1. Sistema para proporcionar acceso a una red
celular (8), comprendiendo dicho sistema:
- a)
- por lo menos un dispositivo de acceso (2) para establecer una conexión con dicha red celular (8) a través de una red de acceso (12) que no está diseñada específicamente para ser usada como parte de dicha red celular (8); y
- b)
- un nodo de servicio (5) diseñado específicamente para ser usado como parte de dicha red celular (8) y dispuesto para solicitar un portador de acceso de dicha red de acceso (12) en respuesta a una solicitud de establecimiento recibida desde dicho por lo menos un dispositivo de acceso (2).
2. Sistema según la reivindicación 1, en el que
dicha conexión se establece con un dispositivo terminal (1)
dispuesto para conectar dicho por lo menos un dispositivo de acceso
(2) según las especificaciones de acceso de dicha red de acceso
(12).
3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, en el
que dicha red de acceso es una red de acceso de radiocomunicaciones
o una red de acceso de radiocomunicaciones de banda ancha (12), que
funciona en una banda de frecuencias sin licencia.
4. Sistema según la reivindicación 2 ó 3, en el
que dicho dispositivo terminal (1) está dispuesto para indicar una
solicitud de conexión a dicho por lo menos un dispositivo de acceso
(2) usando una señalización de la capa de adaptación de dicha red
celular (8), estando adaptada dicha señalización de la capa de
adaptación para proporcionar una funcionalidad de establecimiento
de correspondencias entre los protocolos de capas inferiores de
dicha red de acceso (12) y los protocolos de capas superiores de
dicha red celular (8).
5. Sistema según la reivindicación 4, en el que
dicha señalización de la capa de adaptación es una señalización de
la capa de conversión UMTS.
6. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 5, en el que dicho dispositivo terminal (1) y
dicha red celular (8) están dispuestos para establecer una sesión o
llamada y un portador de radiocomunicaciones.
7. Sistema según la reivindicación 6, en el que
dicha sesión o llamada se establece mediante una señalización SM o
SIP, y dicho portador de radiocomunicaciones se establece mediante
una señalización RRC.
8. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho nodo de servicio es un
nodo de servicio de banda ancha (5) dispuesto para solicitar dicho
portador de acceso mediante el inicio de un procedimiento de
establecimiento de portador según un protocolo de señalización
especificado entre dicha red de acceso (12) y la red celular
(8).
9. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 2 a 8, en el que dicho dispositivo terminal (1)
está dispuesto para asociar un canal de acceso establecido por
dicho dispositivo de acceso (2) a un canal de transporte correcto u
otro recurso de red celular similar correspondiente a dicha red
celular (8) mediante el uso de una identificación de un canal de
transporte o de un recurso celular similar.
10. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho portador de acceso se
selecciona de entre un conjunto acordado.
11. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que se establecen unos medios de
transporte UDP entre dicho dispositivo de acceso (2) y dicho nodo
de servicio (5).
12. Sistema según la reivindicación 11, en el
que dicho por lo menos un dispositivo de acceso (2) u otro
dispositivo de red correspondiente a dicha red de acceso (12) está
dispuesto para monitorizar el uso de recursos por una conexión
activa entre un dispositivo terminal y una red celular y para
informar del resultado de la monitorización a un dispositivo de red
centralizado (3) el cual está dispuesto para clasificar el uso de
los recursos según la red celular de origen y para incrementar una
factura de tarificación de los recursos de acceso correspondiente
al operador de dicha red celular de origen según unas normas
predeterminadas, acordadas para el tipo de portador de acceso
establecido, y para asignar una capacidad correspondiente para la
transmisión de datos.
13. Sistema según la reivindicación 11 ó 12, en
el que dicho nodo de servicio (5) está dispuesto para distribuir
una información de difusión general de dicha red celular (8) hacia
dicho dispositivo de red centralizado (3), y dicho dispositivo de
red centralizado (3) está dispuesto para distribuir dicha
información de difusión general hacia dispositivos de acceso
conectados.
14. Sistema según cualquiera de dichas
reivindicaciones anteriores, en el que dicho nodo de servicio (5)
proporciona funciones predeterminadas de la red celular (8), que
comprenden la gestión de portadores de radiocomunicaciones, el
cifrado, la compresión de encabezamientos IP, la segmentación y/o
retransmisión al nivel RLC, y el multiplexado MAC.
15. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho nodo de servicio (5)
está dividido en servidores independientes de pasarela del plano de
usuario y del plano de control.
16. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho nodo de servicio (5)
está conectado a un SGSN (6) mediante una interfaz Iu convencional
y/o a otros nodos de servicio o conmutación mediante una interfaz
de señalización Iur para soportar traspasos sin interrupciones entre
nodos de servicio y entre sistemas de acceso.
17. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha red de acceso (12) es
una red dispuesta de forma independiente con respecto al sistema de
comunicaciones en el cual se basa dicha red celular (8).
18. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha red de acceso (12) está
dispuesta para ser usada con vistas a acceder a varios elementos de
dicha red celular (8).
19. Sistema según la reivindicación 18, en el
que dicha red celular (8) es una red de infraestructura UMTS.
20. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha red de acceso (12) está
dispuesta para usar tecnología de radiocomunicaciones basada en
bluetooth, en IEEE 802.11a/b, en IEEE 802.15, ó en BRAN
HL2.
21. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha red de acceso (12) está
dispuesta para ser usada con vistas a establecer una conexión con
otros tipos de redes las cuales difieren con respecto a dicha red
celular (8).
22. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha red de acceso está
dispuesta para proporcionar métodos alternativos específicos de
dicha red de acceso (12) con vistas a realizar funciones de
protocolos de capas inferiores de redes de acceso integradas
diseñadas específicamente para ser usadas como parte de dicha red
celular (8).
23. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha red de acceso (12) es
una red de acceso multifuncional adaptada para ofrecer servicios de
transporte para dicha red celular (8), y dicha red celular (8) es
una red independiente de acceso adaptada para poder utilizar
servicios de transporte proporcionados por varios tipos de redes de
acceso.
24. Sistema según la reivindicación 2, en el que
dicho dispositivo terminal (1) está dispuesto para explorar la
intensidad de la señal de otros dispositivos de acceso y para
realizar un traspaso mediante el inicio de un procedimiento normal
de establecimiento de conexión hacia un dispositivo de acceso
nuevo.
25. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que se transportan flujos
continuos de datos de canales de transporte de dicha red celular
(8) sobre portadores de transporte entre dicha red de acceso (12) y
dicha red celular (8) y sobre los canales de comunicación
proporcionados por la tecnología de acceso de dicha red de acceso
(12) entre un dispositivo terminal (1) y la red de acceso (12).
26. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que, cuando se establece una
conexión a través de dicha red de acceso (12), en partes del
sistema integradas diseñadas específicamente para ser usadas como
parte de dicha red celular (8) se usan únicamente canales de
transporte dedicados de dicha red celular (8).
27. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha red de acceso (12) está
dispuesta para establecer correspondencias de flujos continuos de
datos de canales de transporte dedicados de dicha red celular (8)
con los canales de comunicación proporcionados por la red de acceso
(12).
28. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicha red celular (8) está
dispuesta para establecer correspondencias de una calidad de
servicio deseada con las características del canal de comunicación
de la red de acceso (12), y para usar las características del canal
de comunicación de las cuales se han establecido correspondencias
con vistas a solicitar un servicio de transporte de la red de acceso
(12) para un flujo continuo de datos a establecer.
29. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que dicho dispositivo de acceso
(2) usa una información de planificación indicada y normas
definidas de establecimiento de correspondencias entre referencias
de tiempo y su reloj interno para planificar mensajes de difusión
general de dicha red celular (8).
30. Método para proporcionar acceso a una red
celular (8), comprendiendo dicho método las etapas siguientes:
- a)
- establecer medios de comunicación entre un dispositivo terminal (1) y una red de acceso no integrada (12) que no está diseñada específicamente para ser usada como parte de dicha red celular (8);
- b)
- indicar, por parte de dicho dispositivo terminal (1) a dicha red de acceso (12), que se requiere una conexión con dicha red celular (8);
- c)
- enviar una solicitud de establecimiento de conexión desde dicha red de acceso no integrada a dicha red celular (8);
- d)
- establecer unos medios de transferencia de datos entre dicha red de acceso (12) y dicha red celular (8);
- e)
- indicar a dicho dispositivo terminal (1) que se habilita una comunicación con dicha red celular (8) y opcionalmente se modifican los medios de comunicación entre dicho dispositivo terminal (1) y dicha red de acceso no integrada (12) basándose en una información recibida desde dicha red celular (8); y
- f)
- usar dichos medios de transferencia de datos establecidos para intercambiar una señalización entre dicho dispositivo terminal (1) y dicha red celular (8).
31. Método según la reivindicación 30, en el que
se logra una asociación entre un flujo continuo de datos
específico, de dicha red celular (8), entre dicho dispositivo
terminal (1) y dicha red celular (8), y un canal de comunicación
específico entre dicho dispositivo terminal (1) y dicha red de
acceso (12) mediante la transferencia de una información de
vinculación tanto directamente desde dicha red celular (8) hacia
dicho dispositivo terminal (1) como desde dicha red celular (8) a
través de dicha red de acceso (12) hacia dicho dispositivo terminal
(1) al producirse el establecimiento, respectivamente, de dicho
flujo continuo de datos y dicho canal de comunicación.
32. Método según la reivindicación 30 ó 31, en
el que se lleva a cabo una señalización específica de dicha red
celular (8) por medio de dicho portador establecido de forma
transparente a través de dicha red de acceso (12) la cual está
dispuesta para asignar únicamente la capacidad respectiva.
33. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 30 a 32, en el que se multiplexan canales de
difusión general y de búsqueda en un canal específico del
acceso.
34. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 30 a 33, en el que, para un grupo de dispositivos
de acceso de dicha red de acceso (12), se usa un canal de difusión
general con la misma dirección o ubicación lógica, y en el que
dicho dispositivo terminal (1) está dispuesto para escuchar
únicamente un canal mientras se cambia entre dispositivos de acceso
del mismo grupo.
35. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 30 a 34, en el que se deshabilita un conjunto de
funciones de capas inferiores de dicha red celular (8) y en su
lugar se usan las funciones correspondientes de la red de acceso
(12), cuando se establece dicha conexión.
36. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 30 a 35, en el que la identidad utilizada por la
red celular (8) para el usuario de dicho dispositivo terminal y/o
para el propio dispositivo terminal mencionado (1) no se notifica a
dicha red de acceso (12).
37. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 30 a 36, en el que se establece una correspondencia
de una referencia de temporización de la infraestructura de dicha
red celular (8) con referencias de temporización específicas, de
dicha red de acceso (12).
38. Método según la reivindicación 37, en el que
dicha referencia de temporización de dicha red celular (8) es un
SFN.
39. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 30 a 38, en el que un canal de difusión general de
dicha red de acceso (12) se adapta para difundir de forma general
información de difusión general originada en dicha red celular
(8).
40. Método según la reivindicación 39, en el que
la planificación de dicha información de difusión general de dicha
red celular (8) por dicha red de acceso (12) es compatible con la
planificación de dicha información de difusión general de dicha red
celular (8) por una red de acceso integrada.
41. Método según la reivindicación 39 ó 40, en
el que dicha red de acceso (12) recibe, desde dicha red celular
(8), mensajes a difundir de forma general junto con una información
de planificación usada para la difusión general.
42. Método según la reivindicación 41, en el que
dicha información de planificación indica referencias de tiempo de
dicha red celular (8) en las cuales la red de acceso (12) enviará el
mensaje de difusión general.
43. Dispositivo terminal para proporcionar un
acceso a una red celular (8), comprendiendo dicho dispositivo
terminal (1):
- a)
- unos medios de protocolos de capas superiores para proporcionar una función de señalización con dicha red celular (8);
- b)
- unos medios de protocolos de capas inferiores para proporcionar una función de señalización con una red de acceso (12) que no está diseñada específicamente para ser usada como parte de dicha red celular (8); y
- c)
- unos medios de adaptación para proporcionar una adaptación entre dichos medios de protocolos de capas inferiores y dichos medios de protocolos de capas superiores con vistas a establecer una conexión transparente con dicha red celular (8) a través de dicha red de acceso (12).
44. Dispositivo terminal según la reivindicación
43, en el que dichos medios de protocolos de capas superiores
proporcionan funciones de protocolos de capas superiores de dicha
red celular (8), y dichos medios de protocolos de capas inferiores
proporcionan funciones de protocolos de capas inferiores específicas
de dicha red de acceso (12).
45. Dispositivo terminal según la reivindicación
43 ó 44, en el que dichas funciones de protocolos de capas
superiores se basan en funciones de protocolos UMTS que funcionan
sobre los canales de transporte UMTS en la arquitectura de los
protocolos UMTS.
46. Dispositivo terminal según cualquiera de las
reivindicaciones 43 a 45, en el que dicho dispositivo terminal (1)
está dispuesto para establecer una conexión nueva con dicha red de
acceso (12), la cual no está asociada a una conexión anterior por
dicha red de acceso (12), cuando dicho dispositivo terminal (1) se
desplaza desde la cobertura de un dispositivo de acceso a la
cobertura de otro dispositivo de acceso de dicha red de acceso
(12).
47. Dispositivo terminal según cualquiera de las
reivindicaciones 43 a 46, en el que dicho dispositivo terminal (1)
está dispuesto para informar sobre únicamente un identificador de
dicha red celular (8) a dicha red de acceso (12), cuando dicho
dispositivo terminal (1) contacta con dicha red de acceso (12) para
acceder a dicha red celular (8).
48. Dispositivo terminal según cualquiera de las
reivindicaciones 43 a 47, en el que dicho dispositivo terminal (1)
está dispuesto para usar sus características de ahorro de energía
específicas de dicha red celular (8) cuando se monitoriza una
información de difusión general de dicha red celular (8) a través de
dicha red de acceso (12), mediante la determinación de tiempos de
transmisión compatibles, para segmentos de información del sistema
de difusión general de dicha red celular (8) y mediante la
activación de sus funciones de recepción únicamente en instantes de
tiempo requeridos.
49. Nodo de red para proporcionar acceso a una
red celular (8), comprendiendo dicho nodo de red (5):
- a)
- unos medios de protocolos de capas superiores para comunicarse con un dispositivo terminal a través de una red de acceso (12) que no está diseñada específicamente para ser usada como parte de dicha red celular (8); y
- b)
- unos medios de protocolos de capas inferiores para realizar una señalización con dicha red de acceso (12) con vistas a solicitar, de dicha red de acceso (12), un portador de acceso adecuado;
- c)
- en el que dicho portador de acceso adecuado se usa para establecer una conexión transparente entre dicho dispositivo terminal (1) y dicho nodo de red (5) a través de dicha red de acceso (12).
50. Nodo de red según la reivindicación 49, en
el que dicho nodo de red es un nodo de servicio de banda ancha (5),
y dicha red de acceso es una red de acceso de radiocomunicaciones de
banda ancha (12).
51. Dispositivo de acceso para proporcionar
acceso a una red celular (8), comprendiendo dicho dispositivo de
acceso (2):
- a)
- unos medios de protocolos de capas superiores específicos de dicha red celular (8), para recibir desde un dispositivo terminal (1) una señalización que indica una solicitud de una conexión con dicha red celular (8); y
- b)
- unos medios de protocolos de capas inferiores específicos de una red de acceso (12) que no está diseñada específicamente para ser usada como parte de dicha red celular (8), estando dispuestos dichos medios de protocolos de capas inferiores para gestionar el establecimiento de una conexión con un nodo de servicio (5) de dicha red celular (8) a través de dicha red de acceso (12) en respuesta a la recepción de la señalización y para establecer un tipo solicitado de canal de acceso hacia dicho dispositivo terminal (1), el cual ha sido solicitado por dicho nodo de servicio (5).
52. Dispositivo de acceso según la
reivindicación 51, en el que dicho dispositivo de acceso es un punto
de acceso (2), y dicha red de acceso es una red de acceso de
radiocomunicaciones de banda ancha (12).
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