BR0011372B1 - Método de indicação de uma entidade de macro mobilidade em um sistema de acesso, sistema de acesso de pacote, e, nó de acesso para um sistema de acesso em pacote - Google Patents

Description

“MÉTODO DE INDICAÇÃO DE UMA ENTIDADE DE MACRO

MOBILIDADE EM UM SISTEMA DE ACESSO, SISTEMA DE ACESSO

DE PACOTE, E, NÓ DE ACESSO PARA UM SISTEMA DE ACESSO EM PACOTE”.

Campo da Invenção A invenção refere-se a um mecanismo para a seleção de um agente de mobilidade para direcionar o tráfego de camada de protocolo superior, tal como um tráfego de protocolo tipo Internet, em uma rede de acesso.

Fundamentos da Invenção O sistema de comunicações móvel se refere geralmente a qualquer sistema de telecomunicações que permita uma comunicação sem fio quando os usuários estão se movendo entre a área de serviço do sistema. Um sistema de comunicações móvel típico é uma Rede Móvel Terrestre Pública (PLMN). Freqüentemente, a rede de comunicações móvel é uma rede de acesso que fornece a um usuário um acesso sem fio para redes externas, hospedeiros e serviços oferecidos por provedores de serviço específicos. O serviço de rádio em pacote geral GPRS é um novo serviço no sistema GSM (Sistema Global para a Comunicação Móvel). Uma sub-rede compreende um número de nós de serviço de dados em pacote SN, que nesse pedido será referido como nós de suporte GPRS servidor SGSN. Cada SGSN é conectado à rede de comunicação móvel GSM (tipicamente a um controlador de estação base BSC ou uma estação base BTS em um sistema de estação base) de forma que o SGSN possa fornecer um serviço de pacote para os terminais de dados móveis através de várias estações base, isso é, células. A rede de comunicação móvel intermediária fornece acesso de rádio e transmissão de dados permutados em pacote entre o SGSN e os terminais de dados móveis. Diferentes sub-redes são por sua vez conectadas a uma rede de dados externa, por exemplo, a uma rede de dados permutada pública PSPDN, através dos nós de suporte de porta GPRS GGSN. O serviço GPRS dessa forma permite o fornecimento da transmissão de dados em pacote entre os terminais de dados móveis e as redes de dados externa quando a rede GSM funciona como uma rede de acesso de rádio RAN.

Os sistemas móveis de terceira geração, tais como o sistema de Comunicações Móveis Universal (UMTS), e o sistema de Telecomunicações Móveis Terrestres Públicas Futuras (FPLMTS), posteriormente renomeado de IMT-2000 (Telecomunicação Móvel Internacional 2000), estão sendo desenvolvidos. Na arquitetura UMTS, uma rede de acesso de rádio terrestre UMTS, UTRAN, consiste de um conjunto de redes de acesso de rádio RAN (também chamadas de subsistema de rede de rádio RNS)a conectadas à rede núcleo (CN). Cada RAN é responsável pelos recursos de seu conjunto de células. Para cada conexão entre uma estação móvel MS e a UTRAN, uma RAN é uma RAN servidora. Uma RAN consiste de um controlador de rede de rádio RNC e uma multiplicidade de estações base BTS. Uma rede núcleo que estará utilizando a rede de acesso de rádio UMTS é GPRS.

Um dos principais alvos no desenvolvimento das redes de comunicação móvel é fornecer um serviço IP (Protocolo de Internet) com uma estrutura IP padrão que utilizaria uma combinação de um IP Móvel e o gerenciamento de mobilidade de rede móvel nas redes móveis. Os endereços IP são designados para as interfaces de rede dependendo de sua localização física. De fato, o primeiro campo de um endereço IP (o NETID) é comum para todas as interfaces que são conectadas à mesma sub-rede de Internet.

Esse esquema impede que o usuário (o hospedeiro móvel) mantenha seu endereço enquanto está se movendo através de sub-redes de Internet diferentes, isso é, enquanto está mudando de interface física.

A fim de melhorar a mobilidade na Internet, um protocolo IP Móvel para a versão IP 4 foi introduzido pela Força Tarefa de Engenharia de Internet (IETF) no padrão RFC2002. Um IP Móvel permite o direcionamento dos datagramas IP para hospedeiros móveis, independentemente do ponto de fixação na sub-rede. O protocolo IP Móvel introduz as seguintes novas entidades funcionais ou arquitetônicas. “Nó Móvel MN” (também chamado de Hospedeiro Móvel MH) se refere a um hospedeiro que muda seu ponto de fixação de uma rede ou sub-rede para outra. Um nó móvel pode mudar sua localização sem mudar seu endereço IP; pode continuar a se comunicar com outros nós Internet em qualquer localização utilizando sem endereço IP (constante). “Estação Móvel (MS)” é um nó móvel possuindo uma interface e rádio para a rede. “Túnel” é o caminho seguindo por um datagrama quando o mesmo é encapsulado. O datagrama encapsulado é direcionado para um agente de eliminação de encapsulamento, que retira o datagrama do encapsulamento e então distribui corretamente o mesmo para seu destino final. Cada nó móvel é conectado a um agente de origem através de um túnel singular, identificado por um identificador de túnel que é singular para um par de Agente Estrangeiro/Agente de Origem. “Rede de Origem” é a rede IP à qual um usuário logicamente pertence. Fisicamente, pode ser, por exemplo, uma rede de área local (LAN) conectada através de um direcionador para a Internet. “Endereço de Origem” é um endereço que é designado para um nó móvel por um período de tempo prolongado. Pode permanecer inalterado independentemente de onde O MN está fixado na Internet. Altemativamente, pode ser designada a partir de um grupo de endereços. “Agente de Mobilidade” é um agente de origem ou um agente estrangeiro. “Agente de Origem HA” é uma entidade de direcionamento em uma rede de origem do nó móvel que canaliza os pacotes para distribuição para o nó móvel quando está longe de sua origem, e mantém a informação de localização atual do nó móvel. Canaliza datagramas para distribuição para um nó móvel, e, opcionalmente, descanaliza os datagramas do mesmo quando o nó móvel está longe de sua origem. “Agente Estrangeiro FA” se refere a uma entidade de direcionamento em uma rede visitada do nó móvel que fornece serviços de direcionamento para o nó móvel enquanto registrado, permitindo dessa forma que um nó móvel utilize seu endereço de rede de origem. O agente estrangeiro descanaliza e distribui os pacotes para o nó móvel que foram canalizados pelo agente de origem do nó móvel. Para datagramas enviados por um nó móvel, o agente estrangeiro pode servir como um direcionador padrão para os nós móveis registrados. RFC2002 define “Endereço de envio” (COA) como o ponto de encerramento de um túnel na direção de um nó móvel, para datagramas enviados para o nó móvel enquanto o mesmo estava longe de sua origem. O protocolo pode utilizar dois tipos diferentes de endereço de envio um “cuidado com endereços estrangeiro” é um endereço anunciado por um agente estrangeiro com o qual o nó móvel está registrado e um “cuidado com endereço co-localizado” é um endereço local obtido extemamente que o nó móvel adquiriu na rede. Um MN pode ter vários COAs ao mesmo tempo. Um COA do MN é registrado com seu HA. A lista de COAs é atualizada quando o nó móvel recebe anúncios dos agentes estrangeiros. Se um anúncio expirar, seu registro ou registro devem ser eliminados da lista. Um agente estrangeiro pode fornecer mais de um COA em seus anúncios. “União de Mobilidade” é a associação de um endereço de origem com um cuidado com endereço, juntamente com a vida útil restante dessa associação. Um MN registra seu COA com seu HA enviando uma Solicitação de Registro. O HA responde com uma Resposta de Registro e retém uma união para o MN.

Um único mecanismo de manipulação e mobilidade genérica que permite o deslocamento entre todos os tipos de redes de acesso permitiría que o usuário movesse de forma conveniente entre as redes fixa e móvel, entre as redes pública e privada além de entre as PLMN com diferentes tecnologias de acesso. Portanto, os mecanismos que suportam a funcionalidade IP Móvel estão sendo desenvolvidos também nos sistemas de comunicação móvel, tal como UMTS e GPRS. r E desejável que a IP Móvel seja implementada como uma adição à rede UMTS/GPRS enquanto mantém a compatibilidade retroativa com os sistemas atuais, assumindo modificações mínimas nos padrões GPRS e nas redes cujos operadores não desejam suportar o MIP. A figura 1 ilustra a configuração mínima de um operador GPRS que deseja oferecer o serviço IP móvel. A estrutura GPRS atual é mantida e manipula a mobilidade dentro da PLMN, e a UMTS sem perder a sessão em andamento. Na figura 1, os agentes estrangeiros FA são localizados nas GGSN. Todas as GGSN podem não ter FA. A SGSN e a GGSN podem ser co-localizadas. Um FA é uma PLMN é suficiente para oferecer o serviço MIP, mas por motivos de capacidade e eficiência, mais de um FA pode ser desejado. Isso significa que a MS deve solicitar um contexto PDP a ser configurado com uma GGSN que ofereça a funcionalidade FA. Enquanto se configura o contexto PDP, a MS é informada sobre os parâmetros de rede do FA, por exemplo, cuidado com endereço.

O problema é se saber se a SGSN possui uma GGSN associada com capacidades de Agente Estrangeiro (FA) e abrir um endereço PDP para o FA corrente dentre vários Faz, tal como o mais próximo.

Problemas similares podem ser encontrados em qualquer gerenciamento de mobilidade e direcionamento em um nível de sistema que se sobrepõe ao gerenciamento de mobilidade de uma rede de acesso. Esses vários gerenciamentos de mobilidade são comumente referidos como um gerenciamento macro de mobilidade.

Sumário da Invenção Um objetivo da presente invenção é superar ou aliviar os problemas descritos acima. O objetivo é alcançado com um método, um sistema e um nó de acesso caracterizados pelo que é descrito nas reivindicações independentes em anexo. As modalidades preferidas da invenção são descritas nas reivindicações dependentes em anexo.

Na presente invenção um nó de suporte, ou mais geralmente qualquer nó de acesso, verifica preferivelmente durante um procedimento de fixação de uma estação móvel se a estação móvel em questão possui a capacidade macro de mobilidade, isso é, se uma necessidade em potencial por uma entidade de mobilidade ou uma capacidade macro de mobilidade pode ser assumida. A entidade de mobilidade pode ser qualquer entidade que forneça um ponto de fixação no nível de macro mobilidade, tal como um agente de mobilidade no gerenciamento de mobilidade tipo IP móvel. Se não houver capacidade de mobilidade, um procedimento de fixação normal é realizado. Entretanto, se houver uma capacidade macro de mobilidade, o nó de acesso seleciona uma entidade de mobilidade adequada para a estação móvel e envia a identidade da entidade de mobilidade selecionada para a estação móvel em associação com um estabelecimento de contexto de acesso. O estabelecimento de contexto de acesso pode ser, por exemplo, a criação de um contexto de protocolo de pacote (PDP), e o nó de acesso pode solicitar à estação móvel que inicie uma ativação de um contexto de protocolo de pacote (PDP) no sistema. A identidade da entidade de mobilidade é preferivelmente enviada na solicitação de ativação de contexto PDP de forma que nenhuma mensagem adicional seja necessária. Além disso, outros atributos de entidade de mobilidade podem ser enviados para a estação móvel. Se a estação móvel estiver verdadeiramente interessada na utilização da macro mobilidade, a mesma realiza uma ativação do contexto PDP imediatamente de forma que uma conexão seja configurada para a entidade de mobilidade selecionada.

Na modalidade preferida da invenção o gerenciamento de mobilidade macro é o gerenciamento de mobilidade tipo IP Móvel. Uma característica típica do agente de mobilidade no IP Móvel é que o mesmo transmite periodicamente mensagens de anúncios de agente para os nós móveis a fim de anunciar seus serviços. Os nós móveis utilizam esses anúncios para determinar o ponto atual de fixação à Internet. A conexão estabelecida com o agente de mobilidade selecionado permite que as mensagens de anúncio de agente enviadas pelo agente de mobilidade selecionado sejam recebidas pelo nó móvel, e dessa forma o nó móvel é capaz de iniciar um registro IP móvel padrão.

Em uma modalidade da invenção, quando a estação móvel não está interessada na utilização da macro mobilidade, por exemplo, porque não possui qualquer nó móvel associado (por exemplo, aplicativo ou dispositivo utilizando IP móvel) no momento, a mesma pode ignorar a solicitação de ativação PDP. A estação móvel pode adicionalmente armazenar a informação da entidade de mobilidade recebida a fim de utilizar a mesma posteriormente.

Quando a estação móvel em um estágio posterior desejar realizar o registro de acordo com o gerenciamento específico de macro mobilidade, a mesma pode utilizar a informação armazenada. A seleção da entidade de mobilidade pode ser baseada em qualquer critério adequado. Por exemplo, uma entidade de mobilidade associada com o nó de porta mais próximo pode ser selecionada a fim de otimizar o direcionamento do tráfego de camada macro. Outros critérios podem ser uma carga atual das entidades de mobilidade de forma que a entidade de mobilidade com uma carga de tráfego leve seja preferida com relação aos agentes de mobilidade altamente carregados a fim de distribuir o tráfego na rede. A seleção pode ser baseada nos dados de entidade de mobilidade armazenados no nó de acesso, ou na informação ou um comando de “sobreposição” recebido de outro elemento de rede, ou uma combinação dos mesmos. A verificação da capacidade de macro mobilidade pode ser baseada nos dados de assinante armazenados em uma base de dados de assinante ou na informação fornecida pela dita estação móvel no dito procedimento de fixação. Por exemplo, a estação móvel pode indicar a capacidade IP Móvel na solicitação de fixação, por exemplo, por meio de uma Marca de Classe de Estação Móvel. Como um exemplo adicional, a capacidade IP Móvel pode ser verificada pela interrogação de uma base de dados de assinante de origem. Geralmente, a verificação inclui todas as medições que indicam a capacidade IP Móvel da estação móvel para o nó de acesso.

Um dos benefícios da invenção é que a estação móvel não precisa conhecer os agentes de mobilidade de antemão mas é informada sobre um agente adequado quando acessa a rede. Uma vantagem adicional da invenção é que a nova funcionalidade inventiva no nó de acesso permite a detecção da necessidade de se ter uma entidade de mobilidade, para selecionar a entidade de mobilidade mais ideal em cada parte da rede e para mudar a mesma, sem qualquer sinalização ou procedimento fora do padrão sendo necessário em outros elementos da rede de rádio em pacote ou no nível IP Móvel. A seleção ideal da entidade de mobilidade pode adicionalmente resultar em um direcionamento mais ideal que permite que os recursos da entidade de mobilidade de transmissão sejam salvos ou utilizados de forma mais eficiente no sistema de rádio em pacote, e possivelmente também para tomar a conexão mais rápida visto que a perna entre o nó de acesso e a entidade de mobilidade é mais curta.

Breve Descrição dos Desenhos A seguir, a invenção será descrita em maiores detalhes por meio das modalidades preferidas com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A figura 1 ilustra a arquitetura de rede GPRS; A figura 2 é um diagrama de sinalização ilustrando o método de acordo com a invenção; e A figura 3 é um fluxograma ilustrando a função de um nó de suporte.

Modalidades Preferidas da Invenção A presente invenção pode ser aplicada a qualquer comunicação de modo em pacote que necessite de um gerenciamento de mobilidade macro que se sobrepõe ao gerenciamento de mobilidade de uma rede de acesso. A invenção é especialmente bem adequada para suportar um gerenciamento de mobilidade tipo IP Móvel em uma rede de acesso. A rede de acesso pode ser qualquer rede de acesso, tal como uma rede de acesso por rádio. A invenção pode ser particularmente e preferivelmente utilizada para o fornecimento de um serviço de rádio em pacote geral GPRS no sistema de comunicação móvel digital pan-Europeu GSM (Sistema Global para Comunicação Móvel) ou em sistemas de comunicação móvel correspondentes, tal como DCS1800 e PCS (Sistema de Computador Pessoal), ou em sistemas móveis de terceira geração (3G), tal como UMTS, implementando um rádio em pacote tipo GPRS. A seguir, as modalidades preferidas da invenção serão descritas com referência a uma rede de rádio em pacote GPRS formada pelo serviço GPRS e o sistema 3G ou GSM, sem limitar a invenção a esse sistema de acesso em pacote em particular.

Uma arquitetura GPRS utilizando acesso por rádio de 3G (tal como UMTS) ou um acesso por rádio de 2G (tal como GSM) é ilustrada na figura 1. A infra-estrutura GPRS compreende nós de suporte tais como um nó de suporte de porta GPRS (GGSN) e um nó de suporte servidor GPRS (SGSN). As funções principais dos nós GGSN envolvem a interação com uma rede de dados externa. A GGSN atualiza um diretório de localização utilizando a informação de direcionamento suprida pela SGSN sobre um caminho de MS e direciona o pacote de protocolo de rede de dados externa encapsulado através da estrutura GPRS para a SGSN atualmente servindo a MS. Elimina o encapsulamento também e envia pacotes de rede de dados externa para as redes de dados adequadas e manuseia a cobrança do tráfego de dados.

As funções principais da SGSN são a detecção de novas estações móveis GPRS em sua área de serviço, para manusear o processo de registro de novas MS juntamente com os registros GPRS, para enviar/receber pacotes de dados para/da MS GPRS, e para manter um registro da localização das MS dentro de sua área de serviço. A informação de assinatura é armazenada em um registro GPRS (HLR) onde o mapeamento entre uma identidade móvel (tal como MS-ISDN ou IMSI) e o endereço PSPDN é armazenada. O registro GPRS serve como uma base de dados a partir da qual as SGSN podem perguntar se uma nova MS em sua área tem permissão para se unir à rede GPRS.

Os nós de suporte de porte GPRS GGSN conectam uma rede GPRS do operador com sistemas externos, tal como outros sistemas GPRS do operador, a redes de dados 11, tal como uma rede IP (Internet) ou uma rede X.25, e a centros de serviço. Hospedeiros fixos 14 podem ser conectados à rede de dados 11 por exemplo, através de uma rede de área local LAN e um direcionador 15. Uma porta limítrofe BF fornece acesso a uma rede de estrutura GPRS entre operadores 12. A GGSN também pode ser conectada diretamente a uma rede corporativa privada ou um hospedeiro. A GGSN inclui endereços PDP de assinantes GPRS e informação de direcionamento, por exemplo, endereços SGSN. A informação de direcionamento é utilizada para canalizar unidades de dados de protocolo PDU da rede de dados 11 ao ponto de permuta atual da MS, isso é, à SGSN servidora. As funcionalidades da SGSN e GGSN podem ser conectadas ao mesmo nó físico (SGSN + GGSN).

O mesmo registro de localização de origem HLR da rede GSM contém dados de assinante GPRS e informação de direcionamento, e mapeia a IMSI do assinante em um ou mais pares de tipo PDP e endereço PDP. O HLR também mapeia cada par de tipo PDP e endereço PDP em um nó GGSN. A SGSN possui uma interface Gr com o HLR (uma conexão de sinalização direta ou através de uma rede de estrutura interna 13). O HLR de uma MS em deslocamento e sua SGSN servidora podem estar em diferentes redes de comunicação móvel. A rede de estrutura entre operadores 13, que interconecta uma SGSN de operador e um equipamento GGSN pode ser implementada, por exemplo, por meio de uma rede local, tal como uma rede IP. Deve-se notar que uma rede GPRS de operador também pode ser implementada sem a rede de estrutura entre operadores, por exemplo, fornecendo todas as características em um computador. O acesso de rede fornece o meio de conexão de um usuário a uma rede de telecomunicação a fim de utilizar os serviços e/ou instalações dessa rede. Um protocolo de acesso é um conjunto definido de procedimentos que permite que o usuário empregue os serviços e/ou instalações da rede. A SGSN, que está no mesmo nível hierárquico que o centro de permuta móvel MSC, mantém o rastro de localizações de MS individuais e realiza funções de segurança e controle de acesso. A funcionalidade de segurança GPRS é equivalente à segurança GSM existente. O GPRS utiliza um algoritmo cifrado otimizado para transmissão de dados em pacote. A fim de acessar os serviços GPRS, uma MS deve primeiramente se fazer notar pela rede realizando uma fixação GPRS. Essa operação estabelece uma conexão lógica entre a MS e SGSN, e toma a MS disponível para a SMS através do GPRS, para radio localização através da SGSN, e para notificação de dados GPRS de entrada. Mais particularmente, quando a MS fixa na rede GPRS, isso é, em um procedimento de fixação GPRS, a SGSN cria um contexto de gerenciamento de mobilidade (contexto MM), e uma conexão lógica LLC (Controle de Conexão Lógica) é estabelecida entre a MS e a SGSN em uma camada de protocolo. Os contextos MM são armazenados na SGSN e MS. O contexto MM da SGSN pode conter dados de assinante, tais como IMSI de assinante, TLLI e localização e informação de direcionamento, etc. A fim de enviar e receber dados GPRS, a MS deve ativar o endereço de dados em pacote que deseja utilizar solicitando um procedimento de ativação de PDP. Essa operação toma a MS conhecida na GGSN correspondente, e o trabalho intermediário com as redes de dados externas pode começar. Mais particularmente, um ou mais contextos PDP são criados na MS, na GGSN e na SGSN, e armazenados na SGSN servidora com relação ao contexto MM. O contexto PDP define diferentes parâmetros de transmissão de dados, tais como o tipo PDP (por exemplo, X.25 ou IP), endereço PDP (por exemplo, endereço IP), qualidade de serviço QoS e NSAPI (Identificador de Ponto de Acesso de Serviço de Rede). A MS ativa o contexto PDU com uma mensagem específica, Ativar Solicitação de Contexto PDP, na qual fornece informação sobre TLLI, tipo PDP, endereço PDP, a QoS necessária e NSAPI, e opcionalmente o nome do ponto de acesso APN. A SGSN envia uma mensagem de Criar Contexto PDP para a GGSN que cria o contexto PDP e envia o mesmo para a SGSN. A SGSN envia o contexto PDP para a MS em uma mensagem de Ativar Resposta de Contexto PDP, e uma conexão virtual entre a MS e a GGSN é estabelecida. Como resultado disso, a SGSN envia todos os pacotes de dados da MS para a GGSN, e a GGSN envia para a SGSN todos os pacotes de dados recebidos da rede externa e endereçados à MS. O contexto PDP é armazenado na MS, na SGSN e na GGSN. Quando a MS está em deslocamento na área de uma nova SGSN, a nova SGSN solicita MM e os contextos PDP da antiga SGSN. A figura 1 ilustra a implementação de um IP Móvel no ambiente GPRS/3G. A MS pode ser um computador tipo laptop PC conectado a um telefone celular o que permite a transmissão por rádio do pacote.

Altemativamente, a MS pode ser uma combinação integrada de um computador pequeno e um telefone de rádio de pacote, similar em aparência ao Comunicador Nokia série 9000. Modalidades adicionais da MS incluem vários radio localizadores, controle remoto, dispositivos de segurança e/ou aquisição de dados, etc. O usuário de uma estação móvel MS assina um serviço de IP Móvel especial. A informação de assinatura é armazenada no Registro de Localização de Origem HLR juntamente com o endereço IP de origem do usuário.

Na figura 1 os agentes estrangeiros FA são localizados (integrados a) nas GGSN. Uma alternativa é que a SGSN e GGSN são co- localizadas, e os FA estão localizados na SGSN + GGSN. Deve-se notar que pode haver mais de uma SGSN e GGSN em uma rede. Todas as GGSN podem não conter FA. Cada FA possui um endereço IP na Internet e na rede de estrutura GPRS/3G privada própria do operador. De forma mais precisa, o endereço IP do FA é tal que os pacotes IP destinados a esse endereço são direcionados na Internet para a GGSN associada com o FA. Quando MN deixa sua sub-rede de origem e registra com um novo FA, a mesma não pode mais ser alcançada com base em seu endereço IP de origem apenas, mas deve receber um endereço que pertence à rede visitada, chamado de endereço de envio (COA). O endereço de envio positivamente identifica a localização instantânea do terminal móvel e pode ser: 1) o endereço IP do FA pertencente à rede visitada, ou 2) um endereço IP adquirido diretamente pelo terminal móvel através de um mecanismo de auto configuração a partir do espaço de endereço IP local, caso no qual o termo endereço de envio co-localizado é utilizado. Depois do registro em um novo FA e da obtenção de um COA, o MN então registra com um agente de origem HA em sua rede de origem e informa ao último seu COA. Na figura 1 um agente de origem HA está localizado na rede de dados 11 que é a rede de ôrigefn do nó móvel MN associado com a estação móvel MS. Um segundo hospedeiro 14 desejando se comunicar com o MN não precisa saber que o MN moveu: o mesmo simplesmente envia os pacotes IP endereçados para o endereço IP de origem do MN. Esses pacotes são direcionados através do direcionamento IP normal para a rede de origem do MN, onde são interceptados pelo HA. O HA encapsula cada pacote em outro pacote IP que contém o COA do MN visto que esses pacotes são dessa forma distribuídos para o FA (um processo chamado de canalização). O FA envia o pacote IP para a GGSN. A GGSN envia o pacote IP (que pode ser encapsulado para transmissão através da estrutura GPRS) para a SGSN servidora que adicionalmente envia o pacote IP para o MS/MN. Os pacotes do MN para o segundo hospedeiro 14 não precisam necessariamente ser canalizados: o MN pode simplesmente enviar os mesmos para a GGSN que envia diretamente os pacotes para o segundo hospedeiro 14, sem interceptação por parte do FA ou do HA.

Como notado acima, de acordo com a presente invenção a SGSN seleciona o agente de mobilidade e indica o mesmo para a estação móvel durante a fixação GPRS. Uma modalidade preferida da invenção será agora descrita com referência às figuras 1, 2, 3 e 4.

Uma referência será feita agora à figura 1. A rede de origem da estação móvel MS é a rede GPRS/3G 1. O usuário da estação móvel MS assina um serviço IP Móvel especial, e um aplicativo IP na MS ou em um terminal de dados em separado é um nó móvel MN na comunicação IP Móvel.

Assumindo que o MS/MS esteja localizado na área de serviço de outra rede GPRS/3G 2 que é servida por um nó de suporte SGSN2. A MS ouve às mensagens de radio difusão, que contêm informação sobre os parâmetros de rádio, identidade de rede e célula, etc. além de, por exemplo, informação sobre a rede núcleo disponível, provedores de serviço, capacidades de serviço, etc. Então a MS envia uma solicitação de fixação GPRS para a SGSN2, como ilustrado na etapa 1 na figura 2. A SGSN2 cria um contexto de gerenciamento de mobilidade (contexto MM) e uma conexão lógica LLC (Controle de conexão lógica) é estabelecida entre a MS e a SGSN em uma camada de protocolo. Os contextos MM são armazenados na SGSN e na MS. O contexto MM da SGSN pode conter dados de assinante, tais como IMSI do assinante, TLLI e informação de localização e direcionamento, etc.

Os procedimentos de atualização de autenticação, cifragem e localização, além de uma interrogação para o HLR do MS/MN a fim de se obter os dados de assinante, podem ser tipicamente envolvidos com a criação do contexto MM, como ilustrado nas etapas 2. Nas modalidades preferidas os procedimentos envolvidos nas etapas 1 e 2 são de acordo com a fixação GPRS básica definida nas especificações GPRS/UMTS atuais.

Durante o procedimento de fixação GPRS, preferivelmente após o contexto MM ser criado, a SGSN2 executa a verificação de capacidade de IP Móvel e o procedimento de seleção FA de acordo com a presente invenção, etapa 3. O procedimento de verificação e seleção de acordo com a modalidade preferida da presente invenção é ilustrado na figura 3.

Na etapa 31 a SGSN2 verifica se o MS/MM possui uma capacidade IP Móvel. Por exemplo, a SGSN2 pode verificar se os dados de assinante obtidos a partir do HLR indicam que a estação móvel MS assina um serviço IP Móvel especial. Altemativamente ou em adição a isso, a SGSN2 pode verificar se o elemento de Informação de Marca de Classe de Estação Móvel recebido na mensagem de solicitação de fixação da MS indica que a MS possui a capacidade IP Móvel. O elemento de informação de Classe de Marca de Estação Móvel é utilizado para indicar as características gerais do equipamento da estação móvel para a rede a fim de afetar a forma na qual a rede manuseia a operação da estação móvel. Se a capacidade IP Móvel for indicada na marca de classe, a mesma pode ser utilizada na presente invenção. Entretanto, deve-se notar que o reconhecimento da capacidade IP Móvel pode ser baseado em qualquer informação recebida da MS, outro elemento de rede (tal como HLR) ou armazenada localmente na SGSN2.

Se a capacidade IP Móvel da MS for encontrada na etapa 31, a SGSN2 seleciona um agente estrangeiro adequado (FA) para a MS, etapa 32. A seleção do agente móvel pode ser baseada em qualquer critério adequado.

Por exemplo, o endereço do FA associado com a GGSN mais próxima, isso é, um FA2 na GGSN2, pode ser armazenado na SGSN2 por motivos de seleção.

Nesse caso, a SGSN2 pode sempre selecionar a FA2. Normalmente, essa abordagem também fornece o direcionamento mais ideal, isso é, minimiza o comprimento do caminho de direcionamento através da rede. Em outra modalidade da invenção, a seleção é baseada na carga de tráfego em agentes estrangeiros FA1 e FA2. A carga de tráfego pode ser monitorada pelo centro de operação e manutenção AMC da rede (não ilustrado) e informado para a SGSN2. A SGSN2 pode selecionar o FA2, se a carga de tráfego no FA2 estiver abaixo de um limite predeterminado, e selecionar outro FA possuindo uma carga de tráfego menor, se a carga de tráfego no FA2 exceder o limite.

Além disso, outros critérios são aparentes aos versados na técnica, dependendo dos parâmetros de sistema que devem ser considerados na r seleção. E possível também que outro elemento de rede, tal como OMC, comande a SGSN a fim de que a mesma selecione um FA específico, por exemplo, com base nos critérios mencionados acima.

Após a seleção do FA, a SGSN2 envia para a MS uma mensagem de Solicitação de Ativação de Contexto PDP que solicita à MS que inicie a ativação de um contexto PDP. Na modalidade preferida da invenção, a mensagem de solicitação inclui o endereço IP do FA e a informação que o endereço é um endereço FA. A informação FA pode ser incluída na mensagem de Solicitação de Ativação de Contexto PDP pela utilização do campo de informação de endereço PDP No campo de informação de endereço de contexto PDP oferecido, como definido atualmente, existem bits sobressalentes que podem transportar a informação de que o endereço PDP no campo é um endereço FA. Entretanto, deve-se notar que qualquer outro campo de informação, um campo de informação adicional, outra mensagem, ou uma mensagem dedicada podem ser empregados para transportar a informação FA de acordo com a presente invenção. Outro exemplo de mensagens existentes que poderíam ser utilizadas para essa finalidade é o aviso de recebimento de fixação GPRS.

Deve-se notar que o ponto exato durante o procedimento de fixação GPRS quando a verificação da capacidade IP e a seleção FA é realizada pode diferir do ponto ilustrado na figura 2,a sem se distanciar dos princípios básicos da invenção.

Se nenhuma capacidade IP móvel for encontrada na etapa 31, a SGSN2 completa o procedimento de fixação GPRS como definido nas especificações GPRS/UMTS (etapa 34).

Com referência novamente à figura 2, a SGSN envia a mensagem de Solicitação de Ativação de Contexto PDP como descrito acima (etapa 4). Se a MS estiver realmente pronta para utilizar o IP Móvel (por exemplo, a MS possui um computador tipo laptop com o software de aplicativo IP Móvel conectado), a MS envia imediatamente para a SGSN2 a mensagem de Solicitação de Ativação de Contexto PDP contendo o endereço FA no campo de endereço PDP solicitado. A SGSN2 cria um contexto PDP na GGSN/FA2 enviando uma solicitação de Criação de Contexto PDP para a GGSN/FA2 (etapa 6 na figura 2). A GGSN/FA2 cria o contexto PDP para MS/MN e retoma uma resposta de Criação de Contexto PDP para a SGSN2 (etapa 7 na figura 2). A SGSN2 estabelece o Contexto PDP para a MS/MN, e responde à MS/MN com a mensagem de Aceitação de Ativação de Contexto PDP (etapa 8 na figura 2). Dessa forma, uma conexão virtual é estabelecida entre a MS/MN e a GGSN/FA2.

Todos os procedimentos anteriores foram executados na camada GPRS/3G apenas. A camada IP Móvel sobreposta, e dessa forma a parte MS da MS/MN, não precisam estar cientes da seleção do FA de acordo com a presente invenção. Entretanto, devido à conexão estabelecida com a GGSN/FA2, o MN é capaz agora de receber as mensagens de anúncio de agente difundidas pelo FA2 de acordo com o protocolo IP Móvel. A mensagem de anúncio de agente também pode incluir o COA, ou o MN pode obter o COA de acordo com o padrão MIP. O nó móvel MN então registra seu COA com seu agente de origem HA de acordo com o padrão MIP (etapa 10 na figura 2). Dependendo de seu método de fixação, a MS registrará diretamente com seu HA, ou através do FA2 que envia o registro para o HA.

Depois disso, a canalização IP Móvel entre o HA e a GGSN/FA2 é estabelecida, de acordo com o padrão IP Móvel.

Como resultado disso, a seleção do FA correto e do anúncio de agente estrangeiro podem ser estabelecidos utilizando-se os procedimentos GPRS/3G padrão e as mensagens como procedimentos e mensagens IP Móvel padrão em qualquer outro lugar menos na SGSN2, e possivelmente na MS. Além disso, na SGSN2 apenas modificações menores são necessárias. A descrição ilustra apenas as modalidades preferidas da invenção. A invenção não é, entretanto, limitada a esses exemplos, mas pode variar dentro do escopo e espírito das reivindicações em anexo.

Claims (19)

1. Método de indicação de uma entidade de macro mobilidade em um sistema de acesso compreendendo uma pluralidade de estações móveis (MS), nós de acesso (SGN1, SGN2), e pelo menos uma entidade de mobilidade (FA1) disposta para fornecer serviços de gerenciamento de mobilidade macro para as estações móveis (MS/MN) enquanto registrado no sistema de acesso, o dito método compreendendo a etapa de: iniciar um procedimento de fixação a um dos ditos nós de acesso por uma estação móvel, caracterizado pelo fato de incluir a etapa adicional de: reagir a dita estação móvel possuindo a capacidade IP, iniciando no dito nó de acesso uma seleção de uma entidade macro de mobilidade para a dita estação móvel; e enviando a identidade da dita entidade de mobilidade macro selecionada para a dita estação móvel em associação com um estabelecimento de contexto de acesso.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela etapa de envio para a dita estação móvel de uma solicitação para iniciar a ativação de um contexto de protocolo em pacote para a dita estação móvel no dito sistema de acesso.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pela etapa de verificação no dito nó de acesso, em resposta à dita iniciação do procedimento de fixação, de se a dita estação móvel possui a capacidade de mobilidade macro.

4. Método de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizado pela etapa de envio da identidade da dita entidade de mobilidade selecionada para a dita estação móvel na dita solicitação.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, 2, 3 ou 4, caracterizado pela etapa de iniciar uma ativação do contexto de protocolo de pacote pela dita estação móvel possuindo um nó móvel associado a fim de configurar uma conexão com a dita entidade de mobilidade selecionada, se um registro de acordo com o gerenciamento de mobilidade macro for desejado.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo dito gerenciamento de mobilidade macro ser o gerenciamento de mobilidade tipo IP Móvel, e pela etapa de envio de uma mensagem de anúncio de agente a partir do dito agente de mobilidade selecionado para o dito nó móvel através da dita conexão, a dita mensagem de anúncio de agente permitindo que o dito nó móvel inicie o registro IP Móvel.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pela etapa de verificar a dita capacidade de mobilidade macro da dita estação móvel com base nos dados de assinante armazenados em uma base de dados de assinante ou informação fornecida pela dita estação móvel no dito procedimento de fixação.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela dita capacidade de mobilidade macro ser indicada por uma informação de marca de classe da dita estação móvel.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato da dita entidade de mobilidade selecionada ser um agente estrangeiro associado com um dos ditos nós de porta na dita rede de acesso em pacote.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato da dita identidade incluir um endereço de entidade móvel (FA1, FA2).

11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 10, caracterizado pelo fato do sistema de acesso ser um sistema de rádio, tal como GPRS ou UMTS.

12. Sistema de acesso de pacote, compreendendo: uma pluralidade de estações móveis (MS), pelo menos algumas das ditas estações móveis suportando a mobilidade de camada macro, tal como um IP Móvel, nós de acesso, pelo menos uma entidade de mobilidade (FA1) disposta a fim de fornecer serviços de gerenciamento de mobilidade macro, caracterizado pelo fato de os ditos nós de acesso sendo responsivos à dita estação móvel (MS/MN) possuindo a capacidade de mobilidade macro para iniciar uma seleção de uma entidade de mobilidade (FA1, FA2) para a dita estação móvel (MS/MN), e para enviar uma identidade da dita entidade de mobilidade macro selecionada (FA1, FA2) para a dita estação móvel (MS/MN).

13. Sistema de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato dos ditos nós de acesso serem responsivos à dita estação móvel (MS/MN) possuindo a capacidade de mobilidade macro para iniciar a ativação de um contexto de protocolo em pacote para a dita estação móvel no dito sistema de acesso.

14. Sistema de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato dos ditos nós de acesso serem responsivos a uma solicitação de fixação recebida a partir de uma estação móvel para verificar se a estação móvel possui a capacidade de mobilidade macro.

15. Sistema de acordo com a reivindicação 12, 13 ou 14, caracterizado pelo fato do dito nó de acesso enviar a identidade da dita entidade de mobilidade selecionada (FA1, FA2) para a dita estação móvel na dita solicitação.

16. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações de 12 a 15, caracterizado pelo fato da dita estação móvel, quando possuindo um nó móvel associado e desejando um registro de mobilidade macro, ser disposta para iniciar a ativação do contexto de protocolo de pacote a fim de configurar uma conexão com a dita entidade de mobilidade selecionada (FA1, FA2) de acordo com a dita identidade.

17. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações de 12 a 16, caracterizado pelo fato dos ditos nós de acesso serem dispostos para verificar a dita capacidade de mobilidade macro da dita estação móvel (MS/MN) com base nos dados de assinante armazenados em uma base de dados de assinante ou informação fornecida pela dita estação móvel no dito procedimento de fixação.

18. Nó de acesso para um sistema de acesso em pacote compreendendo uma pluralidade de estações móveis (MS), pelo menos algumas das ditas estações móveis (MS/MN) suportando a mobilidade macro, nós de acesso (SGSN1, SGSN2) servindo as ditas estações móveis dentro das partes respectivas (RAN1, RAN2) do sistema de acesso de pacote, e pelo menos duas entidades de mobilidade macro (FA1, FA2) sendo dispostas para fornecer serviços de gerenciamento de mobilidade macro para as estações móveis (MS/MN) enquanto registrados no sistema de acesso, caracterizado pelo fato do dito nó de acesso compreender um meio, que responde à dita estação móvel (MS/MN) possuindo a capacidade de mobilidade macro, para selecionar no dito nó de acesso uma entidade de mobilidade macro (FA1, FA2) para a dita estação móvel (MS/MN), e para enviar uma identidade da dita entidade de mobilidade macro selecionada (FA1, FA2) para a dita estação móvel (MS/MN) em associação com um estabelecimento de contexto de acesso.

19. Nó de acesso de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por um meio de verificação se uma estação móvel (MS/MN) que está acessando o sistema através do dito nó de acesso (SGSN2) possui a capacidade de mobilidade macro.