EP1258162A1 - Point d'acces sans fil d'un reseau ip, et procede de gestion de mobilite correspondante - Google Patents

Point d'acces sans fil d'un reseau ip, et procede de gestion de mobilite correspondante

Info

Publication number
EP1258162A1
EP1258162A1 EP01907850A EP01907850A EP1258162A1 EP 1258162 A1 EP1258162 A1 EP 1258162A1 EP 01907850 A EP01907850 A EP 01907850A EP 01907850 A EP01907850 A EP 01907850A EP 1258162 A1 EP1258162 A1 EP 1258162A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
access point
network
protocol
mobility
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01907850A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Hong-Loc Nguyen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aastra Matra Telecom SAS
Original Assignee
Matra Nortel Communications SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matra Nortel Communications SAS filed Critical Matra Nortel Communications SAS
Publication of EP1258162A1 publication Critical patent/EP1258162A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H04W48/12—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using downlink control channel
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00—Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/04—Protocols for data compression, e.g. ROHC

Definitions

  • the present invention relates to user mobility services, and finds particular application in telecommunications networks comprising several interconnected subnetworks.
  • the user mobility in question here consists of the capacity offered to the user to communicate via the network by connecting to it at different access points.
  • the user can take his terminal with him when he travels. This is the typical case of a radiocommunication network with mobiles, the access points being constituted by fixed relays. Without moving equipment, the user can also connect at different points by a registration procedure comprising the transmission, to a mobility management body, of identification data supplied by the user. Another possibility is that the user has a removable data medium which he presents at the visited access point equipped with an appropriate reader to automate the registration procedure.
  • micromobiiity consisting in allowing the user to change access point inside a sub-network
  • macromobility by which the user can connect via access points belonging to separate subnets.
  • each mobile user generally has a nominal sub-network to which is connected a body called here nominal location register, to which requests for the user are initially addressed and coming from sources which do not know their location.
  • a body called here nominal location register
  • visitor manager another member connected to this visited subnetwork, called here visitor manager, can cooperate with the nominal location register for the implementation of mobility services.
  • IP Internet Protocol
  • RRC Request For Comments
  • LAN Local Area Network
  • the Internet Engineering Task Force has standardized a network layer protocol supporting mobility in an IP network (C. Perkins, "IP Mobility Support", RFC 2002, IETF, October 1996).
  • a foreign agent connected to the visited subnetwork
  • home agent connects to the home subnet.
  • the identity of the visited subnet is also provided to the home agent.
  • One of the main functions of the nominal agent is then to intercept the data intended for the mobile user in order to retransmit it, by an encapsulation mechanism, to a temporary address of the mobile user (called address c / o or "care-of address”) provided by the foreign agent. Once arrived at this temporary address, the data can be delivered to their recipient.
  • This mobility scheme thus imposes a triangular path on the IP packets bound for the mobile user.
  • the data originating from the mobile user is delivered to their destination via the usual IP routing mechanisms.
  • address management is dynamic, which is the case for example when a DHCP server is used in the nominal subnet (see for example EP-A-0 938 217).
  • the DHCP protocol is specified in RFC 2131 published by the IETF (R. Droms, "Dynamic Host Configuration Protocol", March 1997)
  • a path optimization process designed as an extension of the RFC 2002 protocol, has been proposed (C. Perkins, D Johnson, "Route Optimization in Mobile IP", Internet Draft, IETF, February 25, 1999) in order to overcome the disadvantages of the triangular routing mode.
  • This method notably provides for the sending of update messages allowing the possible correspondents of a mobile user to keep the addresses in memory. temporary c / o of the latter. These can then send directly to the temporary address of the mobile user, thus avoiding the operations carried out on the data by the nominal agent.
  • SIP Session Initiation Protocol: Providing Advanced Telephony Services Across the Internet", Bell Labs Technical Journal, October-December 1998, pages 144-159).
  • SIP servers There are two types of SIP servers: proxy servers and redirect servers. On receipt of a request, a proxy server determines the next node on the path to the recipient and then transfers the request to this node, while a redirect server simply tells the client the next node to which it should address its request. .
  • SIP addresses are similar to e-mail addresses, that is, in the form user @ host, where the "user” field designates, for example, a user name or telephone number, and the " host ”a domain name or address in numeric form.
  • the SIP protocol notably provides methods called INVITE, BYE, REGISTER, OPTIONS, ACK and CANCEL.
  • the responses to messages sent within the framework of these methods are defined by code classes.
  • the INVITE method is used to initiate a call session between two SIP users.
  • the SIP protocol provides personal mobility capabilities, and allows a user to obtain the same services regardless of their location or the terminal used, in particular thanks to the REGISTER methods. It has been proposed (E. Wedlund, H. Schulzrinne, "Mobility Support using
  • SIP Proc. of the 2 ⁇ d ACM International Workshop on Wireless Mobile Multimedia, Seattle, August 20, 1999, pages 76-82) of mobility methods using the SIP protocol in which wireless equipment connected to the network via an air interface can , after appropriate signaling exchanges, execute a handover, that is to say change the network address (IP) by a DHCP mechanism while a communication is in progress.
  • IP network address
  • a SIP server connected to the user's nominal subnet manages the nominal location register for the latter.
  • the SIP servers used in mobility management can be proxy servers or redirect servers. Any mobility gives rise to a registration with the nominal SIP server, which can then process requests from other SIP clients to the mobile user.
  • the wireless equipment When the wireless equipment determines the need to execute a handover (by detecting beacons emitted by the wireless access points), it obtains a dynamic address by a DHCP transaction, then it sends an INVITE message to its correspondent by indicating the reference of the call in progress and its new network address so that the correspondent updates the destination IP address of the packets which he sends. At the same time, the wireless equipment communicates its new address to its nominal SIP server, using the REGISTER method.
  • a proxy SIP server connected to the visited subnet manages micromobility, so that the REGISTER methods to the nominal SIP server, for redirection, can only concern macromobiity (change of micromobility server).
  • the main drawback of the process is the delay it can introduce in the execution of the handover.
  • the INVITE method to the mobile user's correspondent requires significant routing time if this correspondent is far from the visited subnetwork. This delay can lead to a perceptible break in the communication in progress.
  • An object of the present invention is to provide quickly and efficiently to a wireless terminal communicating via an IP network information relating to the mobility of the user.
  • a wireless access point of a telecommunications network operating according to the IP protocol for transmitting packets in unconnected mode comprising means for transmitting a signal on an air interface.
  • Access point environment data is carried by the beacon signal and / or at least one message transmitted on the air interface to the equipment of the mobile user as part of said registration procedure.
  • the environmental data may in particular include geographic location information of the access point.
  • the environmental data advantageously include an IP address of a mobility server of a connecting subnetwork to which the access point is connected.
  • the mobility server of the visited subnetwork will be able to play the role of proxy agent for both the signaling flows, notably concerning the mobility of the user, and for traffic flows (voice, images, data, etc.)
  • traffic flows voice, images, data, etc.
  • the mobile user "sees" the proxy server as being his correspondent, so that he is the one to contact to report his change of access point.
  • nothing is changed for exchanges between the server and the remote correspondent.
  • Signaling information does not have to be sent remotely during the handover, to the nominal sub-network or to the correspondent. As it will interfere with the routing of messages within a sub-network is very rapid, this results in an optimization of the execution time of the handover.
  • the method can be applied with various application layer signaling protocols.
  • SIP is a preferred protocol because it constitutes a good compromise between functional richness and complexity of implementation, while having a good capacity for extension.
  • Other examples well known to those skilled in the art, are the H.225.0 (“Call signaling protocols and media stream packetization for packet-based multimedia communication Systems") and H.245 (“Control protocol for multimedia communication") protocols. ) specified by the International Telecommunication Union (ITU-T) within the framework of Recommendation H.323 (“Packet-based multimedia communications Systems”, February 1998), and the MGCP protocol (M.
  • Another aspect of the present invention relates to a wireless access point of a telecommunications network operating according to a packet transmission protocol in unconnected mode, the access point comprising means for transmitting on a air interface of a beacon signal and means for executing, with the equipment of a mobile user having detected the beacon signal, a procedure for registering a protocol specific to the air interface, allowing said equipment to communicate on said network through the access point, and in which access point environment data including information representative of the geographic environment of said access point is carried by the beacon signal and / or at least a message transmitted on the air interface to the mobile user's equipment as part of said registration procedure
  • Another aspect of the present invention relates to a method of mobility management in a telecommunications network comprising several subnets respectively equipped with mobility management bodies, in which one of the subnets constitutes a nominal subnetwork for a mobile user and is equipped with a nominal register containing a location information of said user, in which a procedure for locating the mobile user near an access point connected to a visited subnetwork comprises the following steps:
  • FIG. 1 is a diagram of a telecommunications network to which the invention is applied;
  • FIGS. 2 to 4 are diagrams illustrating the exchange of messages involved in mobility management according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 5 is a diagram of a subnetwork to which an embodiment of the invention can be applied;
  • FIG. 6 is a diagram illustrating the exchange of messages that can intervene in mobility management within a subnetwork according to Figure 5;
  • FIGS 7 and 8 are diagrams showing examples of information blocks which can be transmitted by wireless access points in one embodiment of the invention.
  • Figure 1 schematically shows an Intranet network distributed over three sites 1, 2, 3. On each site, a subnet 1 1, 12, 13 is installed to offer access to a certain number of users. These subnets 11-13 are for example of the Ethernet type (ISO standard 8802-3, “Local Area Networks, Part 3 - Carrier Sensé Multiple Access with Collision Detection - Access Method and Physical Layer Specifications”), and operate according to the protocol IP network.
  • each subnet has an output router 4 connected to a backbone network 5 such as the Internet.
  • the network can in particular be provided to support real-time signal communications, for example telephony, between users connected to it and / or with correspondents accessible by the backbone network 5.
  • the terminals can use known manner the UDP transport layer protocol (J. Postel, “User Datagram Protocol”, RFC 768, IETF, August 1980) and the real-time protocol RTP (H. Schulzrinne et al., “RTP: A Transport Protocol for Real -Time Applications ”, RFC 1889, IETF, January 1996) for the transmission of coded speech or video.
  • RTP Real-time protocol for Real -Time Applications
  • SIP SIP protocol
  • other signaling protocols H.323, MGCP, ...) could be used, in addition to or instead of SIP.
  • At least some of the network users are mobile users equipped with wireless terminals 6.
  • the latter includes radio access points 7 connected to the subnets 11-13.
  • the radio access points 7 are for example DECT base stations (ETSI standard, “European Telecommunications Standards Institute”) or also according to the IEEE 802.11 standard, etc., depending on the type of wireless terminals used.
  • Each of these radio access points 7 broadcasts a beacon signal on the air interface. On the basis of the beacon signals which it receives, an active terminal selects the access point which provides it with the best radio link.
  • This access point is used for communications involving the terminal.
  • a wireless terminal thus has the possibility of connecting to the network via several access points 7 belonging to different sub-networks (macromobility) or to the same sub-network (micromobility).
  • the terminal has a communication in progress and moves around a site, it is possible for it to change the access point while maintaining the continuity of the communication (handover).
  • handover When a communication of signals in real time, for example of telephony, is in progress, it is desirable that these handovers are executed in a minimum time in order to avoid cuts noticeable.
  • each subnetwork (at least those having wireless access points) has a mobility server 8 using the SIP protocol in the preferred embodiment of the invention.
  • Each mobile user has a nominal subnet.
  • the subnet 1 1 is nominal for the holder of the wireless terminal 6.
  • the SIP server 8 of this subnet is associated with a location register 9 known as the nominal register, which contains the IP address of the SIP server 8 of the subnet 12 visited by the mobile user.
  • the SIP server 8 of the visited subnet 12 is itself associated with a location register 10 called the visitor register, which contains an address making it possible to reach the terminal 6 inside the visited subnet 12, for example an IP address associated with the terminal.
  • Each SIP server 8 can be associated with a nominal register 9 for the users attached to its subnet and with a visitor register for the users attached to other subnets, only the registers relating to the terminal 6 being represented on Figure 1.
  • registers 9, 10 can be part of the same unit as the SIP server 8 with which they are associated, or they can be separate entities linked separately to the subnet.
  • it is possible to provide several SIP servers per subnet for example in the case where the functions of nominal SIP server and of visited SIP server are provided by separate machines, or in the case where several SIP servers are provided to distribute the signaling load in the subnetwork.
  • FIG. 2 shows how the registration and the updating of the location of a visiting mobile user can take place in a subnet 12 different from his nominal subnet 11, and the initiation of a communication with this user on the initiative of a remote correspondent.
  • the remote correspondent uses a fixed terminal 15 connected to a sub-network 13 different from the nominal sub-network 1 1 and from the visited sub-network 12. It will however be noted that a similar procedure is also applies:
  • the wireless terminal 6 belonging to the nominal sub-network 11 first picks up on the air interface the beacon signal emitted by an access point 7 belonging to the visited sub-network 12. In response upon detection, it triggers a registration procedure for the MAC layer protocol used on the air interface, by sending a registration message to the access point
  • the access point 7 In response to this message, the access point 7 returns an acknowledgment (Register Ack) validating the registration of the wireless terminal with the access point.
  • the location information of the wireless terminal recorded in the visitor register 10 is a dynamic IP address obtained by the terminal after its registration with the access point 7.
  • the subnet 12 is equipped with a DHCP server 16 which locally manages dynamic addresses.
  • a classic DHCP transaction (DHCP_D ⁇ scover, DHCP_Offer, DHCP_Request, DHCP_Ack messages) is executed between the roaming terminal 6 and the DHCP server 16, after which the terminal 6 has an IP address.
  • the transaction is executed between the roaming terminal 6 and the DHCP server 16, after which the terminal 6 has an IP address.
  • the transaction using the IPv6 protocol, the transaction
  • DHCP is useless since the IPv6 address intrinsically allows a subnet / equipment hierarchy.
  • the next step consists of the SIP client sending the terminal 6 with a SIP REGISTER message to the SIP server 8 of the visited subnet 12.
  • the IP address of the SIP server 8 was provided by the access point 7 in the beacon signal broadcast on the air interface, which allows the wireless terminal to have this IP address without having to carry out transactions for this purpose via the subnetwork 12. If the beacon signal broadcast on the air interface does not have an available field large enough to contain the IP address of the SIP server 8, this can be completed, or provided in full, in the Register Ack message validating the registration of the terminal on the air interface.
  • the SIP REGISTER message sent by the terminal 6 allows the visited SIP server 8 to determine the terminal's IP address, obtained in the IP header of the packet containing the SIP REGISTER message, and to associate it with the SIP address (in the form user ( ⁇ ) host) contained in the SIP REGISTER message. This association is recorded in register 10.
  • the visited SIP server 8 After having received this SIP REGISTER message, the visited SIP server 8, if it does not already manage the mobile user, transmits another SIP REGISTER message to the SIP server 8 of the nominal subnet 1 1.
  • the latter sets up update the entry of the nominal register 9 concerning the mobile user identified in the SIP REGISTER message, by memorizing the IP address of the visited SIP server which sent this SIP REGISTER message. It then returns a validation message (code 200 OK) of the SIP protocol.
  • the SIP server visited in turn sends the validation message 200 OK to the terminal 6, through the access point 7.
  • the wireless terminal 6 has registered with the access point 7, and updated its location with respect to the SIP servers 8.
  • the latter When a call from the remote correspondent 15 is initialized, the latter sends a SIP INVITE message requesting the mobile user to the SIP server 8 of the nominal subnet 11 of the mobile user.
  • the nominal SIP server being a redirect server in the example considered, it sends the remote correspondent a SIP message (code 302 Move) indicating to the latter that it must direct its INVITE method towards the SIP server of the visited subnet 12 for which it provides the IP address.
  • the correspondent again transmits the SIP INVITE message to this visited SIP server.
  • the visited SIP server then initiates another session with the mobile user, by transmitting to it a SIP INVITE message, which the wireless terminal acknowledges with a SIP 200 OK message if it is available for establishing communication.
  • the session between the wireless terminal and the visited SIP server is opened when the latter has received the message 200 OK. It then retransmits another SIP 200 OK message to the remote correspondent to validate the opening of the session with it.
  • the remote correspondent communicates with the visited SIP server as if the latter was the wireless terminal, and the wireless terminal communicates with the visited SIP server as if it were the terminal of the remote correspondent.
  • data is exchanged, typically according to the RTP / UDP / IP protocol stack when it represents coded speech or video, and additional signaling can be provided.
  • the visited SIP server 8 transmits the flow to the wireless terminal 6 RTP / UDP received from the remote party.
  • the RTP / UDP data stream received in the session established with the wireless terminal is passed on to the remote party.
  • the visited SIP server also plays the role of proxy agent.
  • FIG. 3 illustrates the registration of the wireless terminal 6 with another access point 7 of the same visited subnetwork 12, and the location update carried out with the SIP server of this subnetwork.
  • the registration of the wireless terminal with the new radio access point is carried out by a MAC layer transaction identical to that described with reference to FIG. 2. If necessary, a DHCP transaction (not shown) can be carried out for that the terminal acquire a new IP address.
  • the wireless terminal then sends a SIP REGISTER message to the visited SIP server, whose address it obtained in the tag of the new access point and / or in the Register Ack message. As the wireless terminal does not change the visited SIP server, it does not need to send a SIP REGISTER message to the SIP server of nominal subnet 11.
  • the SIP server visited validates its location update, by sending it a SIP 200 OK message.
  • the wireless terminal sends a SIP INVITE message to its visited SIP server and the latter, which always acts as a proxy server, transmits another SIP message INVITE to the nominal SIP server of the called party.
  • This nominal, redirecting SIP server returns a SIP 302 Move message indicating the IP address to which the correspondent can be reached.
  • This IP address can be the address of the remote correspondent in its nominal subnet 13 or, as in the case of FIG. 2, the address of a SIP server visited if the remote correspondent uses a wireless terminal outside of its nominal subnet.
  • SIP 200 OK messages are sent from the remote correspondent to the SIP server of the visited subnet 12, and from this SIP server to the wireless terminal 6 , after which the visited SIP server manages the two UDP streams as explained above to relay the communication.
  • FIG. 4 illustrates the handover procedure executed when the wireless terminal 6 has a call in progress and changes radio access point 7 while moving inside the site visited 2. It is assumed here that the same SIP server visited 8 is associated with the two access points 7, that is to say that the IP address of this server 8 is indicated in the beacon signal of these access points and / or in the message Register Ack. The upper part of Figure 4 shows the data flows relayed by the SIP server visited as explained above.
  • the registration procedure with the new access point and location update with the SIP server visited is executed as in FIG. 3.
  • the wireless terminal has received acknowledgment of its location update (SIP message 200 OK)
  • it sends an INVITE message to the visited SIP server, containing in particular a reference of the current call.
  • the data exchange resumes without any signaling from the SIP server visited to the nominal SIP server or the remote correspondent.
  • the execution of the handover is particularly rapid since the signaling messages exchanged remain inside the visited subnetwork 12 without having to be routed by the extended interconnection network 5.
  • the fact for the wireless terminal 6 to have the IP address of the visited SIP server directly, in the radio beacon or in the radio MAC layer signaling saves time by avoiding a process of finding this address in the IP network.
  • FIG. 5 schematically shows another possible architecture of the subnetwork installed on the site visited 2, comprising several subnets 120, 121 interconnected by means of one or more routers.
  • the router 4 connected to the backbone network 5 also serves to interconnect the sub-subnets 120, 121.
  • the SIP server 129 of the visited subnet which locally manages the mobility of the holder of the wireless terminal 6 in the manner previously explained, is connected to one of the subnets 120. It also acts as an agent nominal in an adaptation of the Mobile IP protocol which is the subject of RFC 2002.
  • This adapted Mobile IP protocol is implemented inside the visited subnet in order to manage in the network layer the mobility of users between the sub- its subnets (but not at the scale of the grouping of subnets, where a layer protocol is used application, namely SIP in the example considered)
  • a layer protocol is used application, namely SIP in the example considered
  • agent 129 does not belong to the nominal sub-network of the mobile user
  • agent pseudo-nominal we will call it agent "pseudo-nominal”
  • a routing module is provided as a foreign agent 130 in the sense of RFC 2002.
  • the registration procedure with the new access point d 'access is executed as in the case of Figure 3 or 4 (upper part of Figure 6).
  • Terminal 6 then sends a request to register the Mobile IP protocol (REGISTRATION REQUEST in the terminology of RFC 2002) to the foreign agent 130, which relays it to the pseudo-nominal agent 129.
  • REGISTRATION REQUEST in the terminology of RFC 2002
  • the terminal 6 places in the REGISTRATION REQUEST message, in addition to its own IP address, the IP address of the pseudo-nominal agent and the c / o address which was previously supplied to it.
  • This c / o address may have been obtained by the agent discovery mechanisms specified in RFC 2002. But in a preferred embodiment, the two IP addresses (that of the pseudo-nominal agent and the c / o address) are provided in the beacon signal broadcast by the access point 7, and / or in the Register Ack message.
  • the c / o address is then an IP address of the foreign agent 130, and can be used as the destination address by the terminal for sending the REGISTRATION REQUEST message.
  • the mobile terminal After acknowledgment of the registration request (REGISTRATION REPLY messages of FIG. 6), the mobile terminal transmits its SIP REGISTER message to update its location with respect to the SIP server visited 129.
  • the SIP REGISTER message can be sent directly to the IP address of the SIP server visited 129.
  • the SIP server visited 129 uses two levels of IP header to transmit the message SIP 200 OK, the internal level having the IP address of the wireless terminal 6 and the external level having the c / o address which was supplied by the foreign agent 130.
  • the foreign agent 130 removes the external level to retransmit the message 200 OK to the terminal.
  • the same encapsulation mechanism will be used for all the packets sent to terminal 6 by the visited SIP server 129 (SIP protocol or data from a remote correspondent). Similarly, the packets sent by the terminal 6 are relayed by the foreign agent 130 to their destination, namely the visited SIP server 129 since this is seen by the terminal as if it were its correspondent.
  • the location update executed according to FIG. 6 takes place in the same way in the case of “roaming” (FIGS. 2 and 3) and in the case of the “handover” (FIG. 4).
  • the location information associated with the terminal 6 in the visitor register 10 then consists of the address c / o which allows the SIP server to route the data to their destination.
  • FIG. 7 illustrates a possible structure of the beacon signal broadcast by a wireless access point 7 connected to a subnetwork.
  • This signal is formed by modulation of a digital data block B, and is transmitted in a radio signal frame, or possibly in a time interval of a frame if time division multiple access is used on the air interface.
  • the digital data of block B includes a predetermined synchronization pattern 20, the detection of which allows the wireless terminals located within range of the access point to synchronize in time and in frequency to demodulate the signal of the frame, and certain conventional fields 21-23 containing system information required by the physical layer and link layer protocols.
  • This system information typically includes:
  • - system synchronization information (field 22), identifying the position of the current frame in the temporal organization of the radio signal transmitted on the carrier of the beacon (frame index in a current superframe, superframe number, ...) ; - other system information (field 23), such as for example a minimum received field level from which a wireless terminal is authorized to register with the access point, or indications of the carrier frequencies of the beacon signals of a few neighboring access points so that the terminals can monitor these carrier frequencies in order to determine the access point providing the best radio link.
  • the block B also comprises a field 24 in which the access point 7 places data describing its environment.
  • This data can represent the geographical environment where the access point is installed: location of the site visited 2, precise position of the access point (for example building, corridor, office, ).
  • location of the site visited 2 precise position of the access point (for example building, corridor, office, ).
  • precise position of the access point for example building, corridor, office, .
  • the remote correspondents and the nominal location register 9 "logically" locate the terminal only, via one or more IP addresses.
  • a certain number of applications may need such geographic location information, for example to render services differentiated according to the location of the terminal or also to provide an indication of this location to the correspondents of the mobile user.
  • the environmental data placed in field 24 of block B can also include one or more IP addresses of mobility management bodies, namely:
  • the IP address of the foreign agent in an embodiment where mobility between the subnets is managed by a network layer protocol such as that of RFC 2002, the IP address of the foreign agent.
  • the environmental data of field 24 can still include a UDP or TCP port number used by the mobility server 8, 129 associated with the access point, if it is not a default port number. This allows the terminal to send requests to the application layer signaling protocol directly to the correct port number. It is also possible to include in the environment data a MAC (Ethernet) address of the mobility management unit 8, 129 connected to the same subnetwork or subnetwork as the access point.
  • MAC Errnet
  • this Register Ack message is formed from a block of digital data B 'comprising:

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Le point d'accès émet un signal de balise sur une interface air. Il exécute, avec un équipement d'un utilisateur mobile ayant détecté le signal de balise, une procédure d'inscription d'un protocole propre à l'interface air, permettant à cet équipement de communiquer à travers le point d'accès. Des données d'environnement du point d'accès sont portées par le signal de balise et/ou au moins un message transmis sur l'interface air vers l'équipement de l'utilisateur mobile dans le cadre de la procédure d'inscription.

Description

POINT D ' ACCES SANS FIL D ' UN RESEAU IP , ET PROCEDE DE GESTION DE MOBILITE CORRESPONDANTE
La présente invention concerne les services de mobilité d'utilisateur, et trouve notamment application dans les réseaux de télécommunications comprenant plusieurs sous-réseaux interconnectés.
La mobilité d'utilisateur dont il est question ici consiste en la capacité offerte à l'utilisateur de communiquer par le réseau en se raccordant à celui-ci en différents points d'accès. L'utilisateur peut ainsi emporter son terminal lorsqu'il se déplace. C'est le cas typique d'un réseau de radiocommunication avec les mobiles, les points d'accès étant constitués par les relais fixes. Sans déplacer d'équipement, l'utilisateur peut aussi se connecter en différents points par une procédure d'inscription comprenant la transmission, à un organe de gestion de mobilité, de données d'identification fournies par l'utilisateur. Une autre possibilité est que l'utilisateur dispose d'un support de données amovible qu'il présente au point d'accès visité équipé d'un lecteur approprié pour automatiser la procédure d'inscription.
On peut distinguer deux types de mobilité, l'une appelée ici micromobiiité consistant à permettre à l'utilisateur de changer de point d'accès à l'intérieur d'un sous-réseau, et l'autre appelée ici macromobilité par laquelle l'utilisateur peut se raccorder par l'intermédiaire de points d'accès appartenant à des sous-réseaux distincts.
On distingue d'autre part la capacité d'un utilisateur de changer de point d'accès en dehors d'une session, c'est-à-dire en l'absence de flux de données actif (« roaming »), et la capacité d'un utilisateur équipé d'un terminal sans fil de changer de point d'accès en cours de session (« handover »).
Aux fins de l'administration du réseau, chaque utilisateur mobile a généralement un sous-réseau nominal auquel est connecté un organe appelé ici registre de localisation nominal, auquel sont initialement adressées les requêtes concernant l'utilisateur et provenant de sources qui ne connaissent pas sa localisation. Lorsqu'il se déplace dans un autre sous-réseau, un autre organe connecté à ce sous-réseau visité, appelé ici gestionnaire de visiteurs, peut coopérer avec le registre de localisation nominal pour la mise en oeuvre des services de mobilité.
Le développement des applications sur les réseaux fonctionnant selon le protocole IP (J. Postel, « Internet Protocol », Request For Comments (RFC) 791 , IETF, septembre 1981 ), notamment celles de transport de la voix et de données, contemporain à l'essor des systèmes de communication avec les mobiles, a naturellement conduit a considérer la question de la mobilité dans les réseaux IP, qu'il s'agisse de reseaux étendus, (WAN, « Wide Area Network »), tel que le reseau Internet, ou de reseaux locaux (LAN, « Local Area Network »).
L'organisation IETF (« Internet Engineering Task Force ») a normalisé un protocole de couche reseau supportant la mobilité dans un réseau IP (C. Perkins, « IP Mobility Support », RFC 2002, IETF, octobre 1996). Apres que l'utilisateur mobile a quitté son sous-réseau nominal, son équipement s'adresse à un organe appelé agent étranger (« foreign agent »), connecté au sous-réseau visité, pour envoyer une information d'inscription vers un organe appelé agent nominal (« home agent »), connecte au sous-réseau nominal. L'identité du sous-réseau visité est également fournie à l'agent nominal. L'une des principales fonctions de l'agent nominal est alors d'intercepter les données destinées à l'utilisateur mobile pour les retransmettre, par un mécanisme d'encapsulation, vers une adresse temporaire de l'utilisateur mobile (dite adresse c/o ou « care-of address ») fournie par l'agent étranger. Une fois parvenues à cette adresse temporaire, les données peuvent être remises à leur destinataire.
Ce schéma de mobilité impose ainsi un chemin triangulaire aux paquets IP à destination de l'utilisateur mobile. En revanche, les données en provenance de l'utilisateur mobile sont remises à leur destination par l'intermédiaire des mécanismes usuels de routage IP De plus, il suppose l'utilisation d'une adresse fixe pour l'utilisateur mobile. Sa mise en œuvre pose donc des difficultés dans des réseaux où la gestion d'adresse est dynamique, ce qui est le cas par exemple lorsqu'un serveur DHCP est utilisé dans le sous-réseau nominal (voir par exemple EP-A-0 938 217). Le protocole DHCP est spécifié dans la RFC 2131 publiée par l'IETF (R. Droms, « Dynamic Host Configuration Protocol », mars 1997)
Un procédé d'optimisation de chemin, conçu comme une extension du protocole de la RFC 2002 a été proposé (C. Perkins, D Johnson, « Route Optimization in Mobile IP », Internet Draft, IETF, 25 février 1999) afin de pallier les inconvénients du mode de routage triangulaire. Ce procédé prévoit notamment l'envoi de messages de mise à jour permettant aux éventuels correspondants d'un utilisateur mobile de conserver en mémoire les adresses temporaires c/o de ce dernier. Ceux-ci peuvent alors émettre directement vers l'adresse temporaire de l'utilisateur mobile, évitant ainsi les opérations effectuées sur les données par l'agent nominal.
Certains auteurs ont critiqué la complexité de mise en œuvre d'un tel procédé, et ont suggéré de supporter la mobilité sous IP en utilisant un protocole de signalisation de couche application tel que le protocole SIP (M.
Handley et al., « SIP : Session Initiation Protocol », RFC 2543, IETF, mars
1999).
SIP décrit des entités clients et serveurs, ainsi que des procédures leur permettant de communiquer (voir aussi H. G. Schulzrinne et J.D. Rosenberg, « The Session Initiation Protocol : Providing Advanced Telephony Services Across the Internet », Bell Labs Technical Journal, octobre-décembre 1998, pages 144-159). On distingue deux types de serveurs SIP : les serveurs proxy et les serveurs de redirection. A réception d'une requête, un serveur proxy détermine le prochain nœud du chemin vers le destinataire puis transfère la requête vers ce nœud, alors qu'un serveur de redirection se contente d'indiquer au client le prochain nœud auquel il doit adresser sa requête.
Les adresses SIP sont similaires à des adresses de messagerie électronique, c'est-à-dire de la forme user@host, où le champ « user » désigne par exemple un nom d'utilisateur ou un numéro de téléphone, et le champ « host » un nom de domaine ou une adresse sous forme numérique. Le protocole SIP prévoit notamment des méthodes appelées INVITE, BYE, REGISTER, OPTIONS, ACK et CANCEL. Les réponses aux messages émis dans le cadre de ces méthodes sont définies par des classes de codes. La méthode INVITE est utilisée pour initialiser une session d'appel entre deux utilisateurs SIP.
Le protocole SIP prévoit des capacités de mobilité personnelle, et permet à un utilisateur d'obtenir les mêmes services indépendamment de sa localisation ou du terminal utilisé, notamment grâce aux méthodes REGISTER. II a été proposé (E. Wedlund, H. Schulzrinne, « Mobility Support using
SIP », Proc. of the 2πd ACM International Workshop on Wireless Mobile Multimedia, Seattle, 20 août 1999, pages 76-82) des procédés de mobilité utilisant le protocole SIP dans lesquels un équipement sans fil relié au réseau par l'intermédiaire d'une interface air peut, après des échanges de signalisation appropriés, exécuter un handover, c'est-à-dire changer d'adresse réseau (IP) par un mécanisme DHCP alors qu'une communication est en cours. Un serveur SIP connecté au sous-réseau nominal de l'utilisateur gère le registre de localisation nominal pour ce dernier. Les serveurs SIP utilisés dans la gestion de mobilité peuvent être des serveurs proxy ou des serveurs de redirection. Toute mobilité donne lieu à une inscription auprès du serveur SIP nominal, qui peut ensuite traiter les requêtes provenant des autres clients SIP à destination de l'utilisateur mobile. Lorsque l'équipement sans fil détermine le besoin d'exécuter un handover (par détection de balises émises par les points d'accès sans fil), il obtient une adresse dynamique par une transaction DHCP, puis il envoie un message INVITE à son correspondant en indiquant la référence de l'appel en cours et sa nouvelle adresse réseau pour que le correspondant mette à jour l'adresse IP de destination des paquets qu'il émet. Parallèlement, l'équipement sans fil communique sa nouvelle adresse à son serveur SIP nominal, par la méthode REGISTER. Une option prévoit une décentralisation des serveurs SIP utilisés dans la gestion de mobilité : un serveur SIP proxy connecté au sous-réseau visité gère la micromobilité, de sorte que les méthodes REGISTER vers le serveur SIP nominal, de redirection, peuvent ne concerner que la macromobiiité (changement de serveur de micromobilité).
Le principal inconvénient du procédé est le retard qu'il peut introduire dans l'exécution du handover. La méthode INVITE vers le correspondant de l'utilisateur mobile requiert un temps d'acheminement non négligeable si ce correspondant est éloigné du sous-réseau visité. Ce retard peut entraîner une coupure perceptible de la communication en cours.
Il est à noter qu'un inconvénient similaire existe dans le cadre du protocole de mobilité IP de la RFC 2002. Lorsque l'équipement mobile est relié à un sous-réseau visité distant du sous-réseau nominal, il est nécessaire de router un message de mise à jour de localisation vers l'agent nominal en cours d'exécution du handover, ce qui prend du temps. Si le protocole est mis en œuvre avec le procédé d'optimisation de chemin précité, il s'y ajoute le temps nécessaire à l'acheminement d'un paquet de mise à jour d'adresse c/o vers le correspondant de l'utilisateur mobile.
D'autre part, dans le cadre d'un réseau fondé sur le protocole IP, il n'y a aucune notion de connexion physique, de sorte qu'une communication avec un terminal sans fil ne suppose aucune connaissance, même implicite, de la localisation géographique du terminal, contrairement à un réseau à commutation de circuit par exemple. Les correspondants du terminal et son registre de localisation nominal ne le « situent » que de manière logique, par l'intermédiaire d'une ou plusieurs adresses IP. Or un certain nombre d'applications peuvent avoir besoin de telles informations de localisation géographique, par exemple pour rendre des services différenciés selon le lieu où se trouve le terminal ou encore pour fournir une indication de ce lieu aux correspondants de l'utilisateur mobile.
Un but de la présente invention est de fournir de façon rapide et efficace à un terminal sans fil communiquant par l'intermédiaire d'un réseau IP des informations se rapportant à la mobilité de l'utilisateur. Selon l'invention, il est proposé un point d'accès sans fil d'un réseau de télécommunications fonctionnant selon le protocole IP de transmission de paquets en mode non-connecté, comportant des moyens d'émission sur une interface air d'un signal de balise et des moyens pour exécuter, avec un équipement d'un utilisateur mobile ayant détecté le signal de balise, une procédure d'inscription d'un protocole propre à l'interface air, permettant audit équipement de communiquer sur ledit réseau à travers le point d'accès. Des données d'environnement du point d'accès sont portées par le signal de balise et/ou au moins un message transmis sur l'interface air vers l'équipement de l'utilisateur mobile dans le cadre de ladite procédure d'inscription. Les données d'environnement peuvent notamment comprendre des informations de localisation géographique du point d'accès. En insérant ces informations de localisation géographique dans le signal de balise ou dans la signalisation de couche liaison, on les met à disposition des terminaux sans fil qui pourront ensuite les communiquer au serveur de mobilité de leur sous- réseau nominal ou à des correspondants dans le cadre d'applications utilisant de telles informations.
Pour un réseau de télécommunications comportant plusieurs sous- réseaux respectivement équipés de serveurs de mobilité fonctionnant selon un protocole de signalisation de couche application, les données d'environnement incluent avantageusement une adresse IP d'un serveur de mobilité d'un sous- réseau de raccordement auquel est relié le point d'accès.
Ceci permet de limiter les retards dus à la signalisation dans l'exécution de handovers, puisqu'il n'est pas nécessaire de transmettre des paquets IP avant que le terminal puisse s'adresser au serveur de mobilité. Le serveur de mobilité du sous-réseau visité pourra jouer un rôle d'agent proxy à la fois pour les flux de signalisation, concernant notamment la mobilité de l'utilisateur, et pour les flux de trafic (voix, images, données, ) Ainsi, lors d'un handover, seuls les flux locaux entre le serveur de mobilité et l'utilisateur sont affectes. L'utilisateur mobile « voit » le serveur proxy comme étant son correspondant, de sorte que c'est à lui qu'il s'adresse pour signaler son changement de point d'accès. En revanche, rien n est change pour les échanges entre le serveur et le correspondant distant. Il n'est pas nécessaire que de l'information de signalisation soit envoyée à distance pendant le handover, vers le sous-reseau nominal ou vers le correspondant. Comme en gênerai l'acheminement des messages à l'intérieur d'un sous-reseau est très rapide, il en resuite une optimisation du temps d'exécution du handover.
Le procédé peut être appliqué avec divers protocoles de signalisation de couche application Actuellement, SIP est un protocole préféré car il constitue un bon compromis entre richesse fonctionnelle et complexité de mise en œuvre, tout en ayant une bonne capacité d'extension. D'autres exemples, bien connus de l'homme du métier, sont les protocoles H.225.0 (« Call signalling protocols and média stream packetization for packet-based multimédia communication Systems ») et H.245 (« Control protocol for multimédia communication ») spécifiés par l'Union Internationale des Télécommunications (UIT-T) dans le cadre de la Recommandation H.323 (« Packet-based multimédia communications Systems », février 1998), et le protocole MGCP (M. Arango et al., « Media Gateway Controller Protocol (MGCP) », RFC 2705, IETF, octobre 1999) ou sa variante Megaco (F Cuervo et ai., « Megaco Protocol », Internet Draft, IETF, 8 février 2000).
Un autre aspect de la présente invention se rapporte à un point d'accès sans fil d'un réseau de télécommunications fonctionnant selon un protocole de transmission de paquets en mode non-connecté, le point d'accès comportant des moyens d'émission sur une interface air d'un signal de balise et des moyens pour exécuter, avec un équipement d'un utilisateur mobile ayant détecté le signal de balise, une procédure d'inscription d'un protocole propre a l'interface air, permettant audit équipement de communiquer sur ledit reseau à travers le point d'accès, et dans lequel des données d'environnement du point d'accès incluant une information représentative de l'environnement géographique dudit point d'accès sont portées par le signal de balise et/ou au moins un message transmis sur l'interface air vers l'équipement de l'utilisateur mobile dans le cadre de ladite procédure d'inscription
Un autre aspect de la présente invention se rapporte a un procède de gestion de mobilité dans un réseau de télécommunications comportant plusieurs sous-réseaux respectivement équipés d'organes de gestion de mobilité, dans lequel un des sous-réseaux constitue un sous-réseau nominal pour un utilisateur mobile et est équipé d'un registre nominal contenant une information de localisation dudit utilisateur, dans lequel une procédure de localisation de l'utilisateur mobile auprès d'un point d'accès relié à un sous- réseau visité comprend les étapes suivantes :
- réception par un équipement de l'utilisateur mobile d'un signal de balise émis sur une interface air par ledit point d'accès ; - exécution par ledit équipement et ledit point d'accès d'une procédure d'inscription d'un protocole propre à l'interface air ; et
- émission par ledit équipement d'un message de mise à jour de localisation à destination d'un organe de gestion de mobilité du sous- réseau visité, et dans lequel on inclut dans ledit signal de balise et/ou dans au moins un message transmis sur l'interface air par ledit point d'accès vers l'équipement de l'utilisateur mobile dans le cadre de ladite procédure d'inscription, une adresse de réseau d'un organe de gestion de mobilité associé audit point d'accès.
D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 est un schéma d'un réseau de télécommunications auquel l'invention est appliquée ;
- les figures 2 à 4 sont des diagrammes illustrant des échanges de messages intervenant dans la gestion de mobilité selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 5 est un schéma d'un sous-réseau auquel une réalisation de l'invention peut s'appliquer ;
- la figure 6 est un diagramme illustrant des échanges de messages pouvant intervenir dans la gestion de mobilité au sein d'un sous-réseau selon la figure 5 ; et
- les figures 7 et 8 sont des diagrammes montrant des exemples de blocs d'information qui peuvent être transmis par des points d'accès sans fil dans une réalisation de l'invention. La figure 1 montre schématiquement un réseau Intranet réparti sur trois sites 1 , 2, 3. Sur chaque site, un sous-réseau 1 1 , 12, 13 est installé pour offrir des accès à un certain nombre d'utilisateurs. Ces sous-réseaux 11-13 sont par exemple de type Ethernet (norme ISO 8802-3, « Local Area Networks, Part 3 - Carrier Sensé Multiple Access with Collision Détection - Access Method and Physical Layer Spécifications »), et fonctionnent selon le protocole de réseau IP. Dans l'exemple représenté, chaque sous-réseau a un routeur de sortie 4 relié à un réseau dorsal 5 tel que le réseau Internet.
Le réseau peut être notamment prévu pour supporter des communications de signaux en temps réel, par exemple de téléphonie, entre des utilisateurs qui lui sont raccordés et/ou avec des correspondants accessibles par le réseau dorsal 5. Dans ce cas, les terminaux peuvent utiliser de façon connue le protocole de couche transport UDP (J. Postel, « User Datagram Protocol », RFC 768, IETF, août 1980) et le protocole en temps réel RTP (H. Schulzrinne et al., « RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications », RFC 1889, IETF, janvier 1996) pour la transmission de la parole codée ou de la vidéo. Pour la signalisation d'appel, une réalisation préférée de l'invention fait appel au protocole SIP, qui fonctionne également avec le protocole de transport UDP. Toutefois, d'autres protocoles de signalisation (H.323, MGCP, ...) seraient utilisables, en complément ou à la place de SIP.
Certains au moins des utilisateurs du réseau sont des utilisateurs mobiles équipés de terminaux sans fil 6. Pour leur permettre d'accéder au réseau, celui-ci comporte des points d'accès radio 7 raccordés aux sous- réseaux 11-13. Les points d'accès radio 7 sont par exemple des stations de base DECT (norme de l'ETSI, « European Télécommunications Standards Institute ») ou encore selon la norme IEEE 802.11 , etc., selon le type de terminaux sans fil utilisés. Chacun de ces points d'accès radio 7 diffuse un signal de balise sur l'interface air. Sur la base des signaux de balise qu'il capte, un terminal actif sélectionne le point d'accès qui lui fournit le meilleur lien radio.
Ce point d'accès est utilisé pour les communications mettant en jeu le terminal.
Un terminal sans fil a ainsi la possibilité de se connecter au réseau par l'intermédiaire de plusieurs points d'accès 7 appartenant à des sous-réseaux différents (macromobilité) ou au même sous-réseau (micromobilité). Lorsque le terminal a une communication en cours et se déplace dans un site, il lui est possible de changer de point d'accès tout en maintenant la continuité de la communication (handover). Lorsqu'une communication de signaux en temps réel, par exemple de téléphonie, est en cours, il est souhaitable que ces handovers soient exécutés en un temps minimal afin d'éviter les coupures perceptibles.
Pour la gestion des services de mobilité, chaque sous-réseau (au moins ceux ayant des points d'accès sans fil) possède un serveur de mobilité 8 utilisant le protocole SIP dans la réalisation préférée de l'invention. Chaque utilisateur mobile a un sous-réseau nominal. Dans l'illustration de la figure 1 , le sous-réseau 1 1 est nominal pour le détenteur du terminal sans fil 6. Le serveur SIP 8 de ce sous-réseau est associé à un registre de localisation 9 dit registre nominal, qui contient l'adresse IP du serveur SIP 8 du sous-réseau 12 visité par l'utilisateur mobile. Le serveur SIP 8 du sous-réseau visité 12 est quant à lui associé à un registre de localisation 10 dit registre de visiteurs, qui contient une adresse permettant d'atteindre le terminal 6 à l'intérieur du sous-réseau visité 12, par exemple une adresse IP associée au terminal.
Chaque serveur SIP 8 peut être associé à un registre nominal 9 pour les utilisateurs rattachés à son sous-réseau et à un registre de visiteurs pour les utilisateurs rattachés à d'autres sous-réseaux, seuls les registres se rapportant au terminal 6 étant représentés sur la figure 1. En pratique, les registres 9, 10 peuvent faire partie de la même unité que le serveur SIP 8 auquel ils sont associés, ou ils peuvent être des entités distinctes reliées séparément au sous-réseau. D'autre part, il est possible de prévoir plusieurs serveurs SIP par sous-réseau, par exemple dans le cas où les fonctions de serveur SIP nominal et de serveur SIP visité sont assurées par des machines distinctes, ou dans le cas où plusieurs serveurs SIP sont prévus pour répartir la charge de signalisation dans le sous-réseau. La figure 2 montre comment peut se dérouler l'inscription et la mise à jour de localisation d'un utilisateur mobile en visite dans un sous-réseau 12 différent de son sous-réseau nominal 1 1 , et l'initialisation d'une communication avec cet utilisateur à l'initiative d'un correspondant distant.
Dans l'illustration de la figure 1 , le correspondant distant utilise un terminal fixe 15 relié à un sous-réseau 13 différent du sous-réseau nominal 1 1 et du sous-réseau visité 12. On notera cependant qu'une procédure similaire s'applique également :
- si ce correspondant est un autre utilisateur mobile ;
- s'il est connecté au sous-réseau 1 1 ou 12 ou au réseau dorsal 5 ; - si la liaison avec le correspondant passe par un autre réseau, par exemple un réseau téléphonique commuté, pour lequel le réseau Intranet est équipe d'une passerelle (dans ce dernier cas, c'est cette passerelle qui constitue le client SIP relatif au correspondant distant illustre par les figures 2 à 4).
En référence à la figure 2, le terminal sans fil 6 relevant du sous-reseau nominal 11 capte d'abord sur l'interface air le signal de balise émis par un point d'accès 7 appartenant au sous-réseau visité 12. En réponse à cette détection, il déclenche une procédure d'inscription du protocole de couche MAC employé sur l'interface air, en adressant au point d'accès un message d'inscription
(Register). En réponse à ce message, le point d'accès 7 retourne un acquittement (Register Ack) validant l'inscription du terminal sans fil auprès du point d'accès.
Dans l'exemple de la figure 2, l'information de localisation du terminal sans fil enregistrée dans le registre de visiteurs 10 est une adresse IP dynamique obtenue par le terminal après son inscription auprès du point d'accès 7. Le sous-réseau 12 est équipé d'un serveur DHCP 16 qui gère localement les adresses dynamiques. Une transaction DHCP classique (messages DHCP_Dιscover, DHCP_Offer, DHCP_Request, DHCP_Ack) est exécutée entre le terminal en itinérance 6 et le serveur DHCP 16, après quoi le terminal 6 dispose d'une adresse IP. Dans une autre réalisation utilisant le protocole IPv6, la transaction
DHCP est inutile puisque l'adresse IPv6 permet intrinsèquement une hiérarchie sous-réseau/équipement.
L'étape suivante consiste en l'envoi par le client SIP dont est pourvu le terminal 6 d'un message SIP REGISTER à destination du serveur SIP 8 du sous-réseau visité 12.
L'adresse IP du serveur SIP 8 a été fournie par le point d'accès 7 dans le signal de balise diffusé sur l'interface air, ce qui permet au terminal sans fil de disposer de cette adresse IP sans avoir eu à effectuer de transactions a cette fin par l'intermédiaire du sous-réseau 12. Si le signal de balise diffusé sur l'interface air ne comporte pas de champ disponible suffisamment grand pour contenir l'adresse IP du serveur SIP 8, celle-ci peut être complétée, ou fournie en totalité, dans le message Register Ack validant l'inscription du terminal sur l'interface air.
Le message SIP REGISTER envoyé par le terminal 6 permet au serveur SIP visité 8 de déterminer l'adresse IP du terminal, obtenue dans l'entête IP du paquet contenant le message SIP REGISTER, et de l'associer à l'adresse SIP (de la forme user(α)host) contenue dans le message SIP REGISTER. Cette association est enregistrée dans le registre 10.
Après avoir reçu ce message SIP REGISTER, le serveur SIP visité 8, s'il ne gère pas déjà l'utilisateur mobile, transmet un autre message SIP REGISTER vers le serveur SIP 8 du sous-réseau nominal 1 1. Celui-ci met à jour l'entrée du registre nominal 9 concernant l'utilisateur mobile identifié dans le message SIP REGISTER, en mémorisant l'adresse IP du serveur SIP visité qui a émis ce message SIP REGISTER. Il retourne ensuite un message de validation (code 200 OK) du protocole SIP. Le serveur SIP visité renvoie à son tour au terminal 6, à travers le point d'accès 7, le message de validation 200 OK.
A ce stade, le terminal sans fil 6 a effectué son inscription auprès du point d'accès 7, et mis à jour sa localisation vis-à-vis des serveurs SIP 8.
A l'initialisation d'un appel provenant du correspondant distant 15, celui-ci émet à destination du serveur SIP 8 du sous-réseau nominal 11 de l'utilisateur mobile un message SIP INVITE demandant l'utilisateur mobile. Le serveur SIP nominal étant un serveur de redirection dans l'exemple considéré, il renvoie au correspondant distant un message SIP (code 302 Move) indiquant à celui-ci qu'il doit diriger sa méthode INVITE vers le serveur SIP du sous- réseau visité 12 dont il fournit l'adresse IP. Le correspondant transmet de nouveau le message SIP INVITE vers ce serveur SIP visité.
Le serveur SIP visité initialise alors une autre session avec l'utilisateur mobile, en lui transmettant un message SIP INVITE, que le terminal sans fil acquitte par un message SIP 200 OK s'il est disponible pour l'établissement de la communication. La session entre le terminal sans fil et le serveur SIP visité est ouverte lorsque ce dernier a reçu le message 200 OK. Il retransmet alors vers le correspondant distant un autre message SIP 200 OK pour valider l'ouverture de la session avec celui-ci.
A partir de ce moment, le correspondant distant communique avec le serveur SIP visité comme si ce dernier était le terminal sans fil, et le terminal sans fil communique avec le serveur SIP visité comme s'il était le terminal du correspondant distant. Dans chaque session ouverte avec le serveur SIP visité, des données (Data) sont échangées, typiquement selon la pile de protocole RTP/UDP/IP lorsqu'elles représentent de la parole codée ou de la vidéo, et de la signalisation supplémentaire peut être fournie selon la pile de protocole SIP/UDP/IP. Le serveur SIP visité 8 répercute vers le terminal sans fil 6 le flux RTP/UDP reçu du correspondant distant. De même, le flux de données RTP/UDP reçu dans la session établie avec le terminal sans fil est répercuté vers le correspondant distant. Le serveur SIP visité joue aussi ainsi un rôle d'agent proxy. La figure 3 illustre l'inscription du terminal sans fil 6 auprès d'un autre point d'accès 7 du même sous-réseau visité 12, et la mise à jour de localisation effectuée auprès du serveur SIP de ce sous-réseau. L'inscription du terminal sans fil auprès du nouveau point d'accès radio s'effectue par une transaction de couche MAC identique à celle décrite en référence à la figure 2. Le cas échéant, une transaction DHCP (non représentée) peut être effectuée pour que le terminal acquière une nouvelle adresse IP. Le terminal sans fil envoie ensuite un message SIP REGISTER au serveur SIP visité, dont il a obtenu l'adresse dans la balise du nouveau point d'accès et/ou dans le message Register Ack. Comme le terminal sans fil ne change pas de serveur SIP visité, celui-ci n'a pas besoin d'envoyer un message SIP REGISTER vers le serveur SIP du sous-réseau nominal 11. Après avoir modifié l'entrée du registre de visiteurs 10 relative à l'utilisateur mobile, le serveur SIP visité valide sa mise à jour de localisation, en lui retournant un message SIP 200 OK.
Pour initialiser un appel vers un correspondant distant (partie inférieure de la figure 3), le terminai sans fil envoie un message SIP INVITE à son serveur SIP visité et celui-ci, qui joue toujours le rôle de serveur proxy, transmet un autre message SIP INVITE vers le serveur SIP nominal du correspondant appelé. Ce serveur SIP nominal, de redirection, retourne un message SIP 302 Move indiquant l'adresse IP à laquelle le correspondant peut être joint. Cette adresse IP peut être l'adresse du correspondant distant dans son sous-réseau nominal 13 ou, comme dans le cas de la figure 2, l'adresse d'un serveur SIP visité si le correspondant distant utilise un terminal sans fil en dehors de son sous-réseau nominal.
L'établissement de la communication se termine alors comme dans le cas de la figure 2. Des messages SIP 200 OK sont envoyés du correspondant distant vers le serveur SIP du sous-réseau visité 12, et de ce serveur SIP vers le terminal sans fil 6, après quoi le serveur SIP visité gère les deux flux UDP comme expliqué précédemment pour relayer la communication.
La figure 4 illustre la procédure de handover exécutée lorsque le terminal sans fil 6 a une communication en cours et change de point d'accès radio 7 en se déplaçant à l'intérieur du site visité 2. On suppose ici que le même serveur SIP visité 8 est associé aux deux points d'accès 7, c'est-à-dire que l'adresse IP de ce serveur 8 est indiquée dans le signal de balise de ces points d'accès et/ou dans le message Register Ack. La partie supérieure de la figure 4 montre les flux de données relayés par le serveur SIP visité comme expliqué précédemment.
Après que le terminal sans fil 6 a détecté la balise du nouveau point d'accès et décidé de changer de point d'accès, la procédure d'inscription auprès du nouveau point d'accès et de mise à jour de localisation auprès du serveur SIP visité est exécutée comme dans le cas de la figure 3. Lorsque le terminal sans fil a reçu l'acquittement de sa mise à jour de localisation (message SIP 200 OK), il adresse un message INVITE au serveur SIP visité, contenant notamment une référence de l'appel en cours. Après validation de le méthode INVITE (message SIP 200 OK retourné au terminal sans fil par le serveur SIP visité), l'échange de données reprend sans qu'il y ait eu la moindre signalisation du serveur SIP visité vers le serveur SIP nominal ou le correspondant distant.
L'exécution du handover est particulièrement rapide étant donné que les messages de signalisation échangés restent à l'intérieur du sous-réseau visité 12 sans avoir à être acheminés par le réseau d'interconnexion étendu 5. D'autre part, le fait pour le terminal sans fil 6 de disposer directement de l'adresse IP du serveur SIP visité, dans la balise radio ou dans la signalisation de couche MAC radio, permet de gagner du temps en évitant un processus de recherche de cette adresse dans le réseau IP.
La figure 5 montre schématiquement une autre architecture possible du sous-réseau installé sur le site visité 2, comprenant plusieurs sous-sous- réseaux 120, 121 interconnectés au moyen d'un ou plusieurs routeurs. Dans l'exemple dessiné, le routeur 4 relié au réseau dorsal 5 sert également à interconnecter les sous-sous- réseaux 120, 121.
Le serveur SIP 129 du sous-réseau visité, qui gère localement la mobilité du détenteur du terminal sans fil 6 de la manière précédemment expliquée, est relié à l'un des sous-sous-réseaux 120. Il joue également le rôle d'agent nominal dans une adaptation du protocole Mobile IP faisant l'objet de la RFC 2002. Ce protocole Mobile IP adapté est mis en œuvre à l'intérieur du sous-réseau visité afin de gérer dans la couche réseau la mobilité des utilisateurs entre les sous-sous-réseaux qui le composent (mais non à l'échelle du groupement de sous-réseaux, où on utilise un protocole de couche application, a savoir SIP dans l'exemple considère) Dans la mesure ou l'agent 129 n'appartient pas au sous-reseau nominal de l'utilisateur mobile, on l'appellera agent « pseudo-nominal », et on dira qu'on met en œuvre un protocole « pseudo-mobile IP ». Dans chaque sous-sous-réseau 121 différent de celui pourvu de l'agent pseudo-nominal 129 et équipé d'un ou plusieurs points d'accès radio 7, un module de routage est prévu en tant qu'agent étranger 130 au sens de la RFC 2002.
Après que le terminal sans fil 6 a détecte la balise d'un nouveau point d'accès 7 appartenant à un tel sous-sous-reseau 121 et décidé de changer de point d'accès, la procédure d'inscription auprès du nouveau point d'accès est exécutée comme dans le cas de la figure 3 ou 4 (partie supérieure de la figure 6). Le terminal 6 émet ensuite une requête d'enregistrement du protocole Mobile IP (REGISTRATION REQUEST dans la terminologie de la RFC 2002) à destination de l'agent étranger 130, qui la relaie vers l'agent pseudo-nominal 129.
Le terminal 6 place dans le message REGISTRATION REQUEST, en plus de sa propre adresse IP, l'adresse IP de l'agent pseudo-nominal et l'adresse c/o qui lui a été préalablement fournie. Cette adresse c/o peut avoir été obtenue par les mécanismes de découverte d'agent spécifiés dans la RFC 2002. Mais dans une réalisation préférée, les deux adresses IP (celle de l'agent pseudo-nominal et l'adresse c/o) sont fournies dans le signal de balise diffuse par le point d'accès 7, et/ou dans le message Register Ack. L'adresse c/o est alors une adresse IP de l'agent étranger 130, et peut être utilisée comme adresse de destination par le terminal pour l'envoi du message REGISTRATION REQUEST
Après acquittement de la requête d'enregistrement (messages REGISTRATION REPLY de la figure 6), le terminal mobile émet son message SIP REGISTER pour mettre à jour sa localisation vis-à-vis du serveur SIP visité 129. Le message SIP REGISTER peut être envoyé directement à l'adresse IP du serveur SIP visité 129. Comme ce message est vu comme des données par le protocole Mobile IP, il peut également être relaye par l'agent étranger 130 vers le serveur SIP visité / agent pseudo-nominal 129 Pour acquitter la méthode SIP REGISTER (après un échange avec le serveur SIP du sous- réseau nominal 11 s'il y a eu changement de sous-reseau visite), le serveur SIP visité 129 utilise deux niveaux d'en-tête IP pour transmettre le message SIP 200 OK, le niveau interne ayant l'adresse IP du terminal sans fil 6 et le niveau externe ayant l'adresse c/o qui a été fournie par l'agent étranger 130. L'agent étranger 130 enlève le niveau externe pour retransmettre le message 200 OK vers le terminal. Le même mécanisme d'encapsulation sera employé pour tous les paquets envoyés au terminal 6 par le serveur SIP visité 129 (protocole SIP ou données issues d'un correspondant distant). De même, les paquets émis par le terminal 6 sont relayés par l'agent étranger 130 vers leur destination, à savoir le serveur SIP visité 129 puisque celui-ci est vu par le terminal comme s'il était son correspondant.
La mise à jour de localisation exécutée selon la figure 6 intervient de la même manière dans le cas du « roaming » (figures 2 et 3) et dans le cas du « handover » (figure 4). L'information de localisation associée au terminal 6 dans le registre de visiteurs 10 consiste alors en l'adresse c/o qui permet au serveur SIP d'acheminer les données jusqu'à leur destination.
La figure 7 illustre une structure possible du signal de balise diffusé par un point d'accès sans fil 7 relié à un sous-réseau. Ce signal est formé par modulation d'un bloc de données numériques B, et est transmis dans une trame de signal radio, ou éventuellement dans un intervalle de temps d'une trame si un accès multiple à répartition dans le temps est employé sur l'interface air.
Les données numériques du bloc B comprennent un motif de synchronisation prédéterminé 20, dont la détection permet aux terminaux sans fil situés à portée du point d'accès de se synchroniser en temps et en fréquence pour démoduler le signal de la trame, et certains champs classiques 21-23 contenant des informations système requises par les protocoles de couche physique et de couche liaison. Ces informations système comprennent typiquement :
- une identification du réseau auquel appartient le point d'accès (champ 21 ) ;
- des informations de synchronisation système (champ 22), repérant la position de la trame courante dans l'organisation temporelle du signal radio émis sur la porteuse de la balise (index de trame dans une supertrame courante, numéro de supertrame, ...) ; - d'autres informations système (champ 23), comme par exemple un niveau de champ reçu minimal à partir duquel un terminal sans fil est autorisé à s'inscrire auprès du point d'accès, ou encore des indications des fréquences porteuses des signaux de balise de quelques points d'accès avoisinants pour que les terminaux puissent surveiller ces fréquences porteuses en vue de déterminer le point d'accès procurant le meilleur lien radio.
Avantageusement, le bloc B comprend en outre un champ 24 dans lequel le point d'accès 7 place des données décrivant son environnement.
Ces données peuvent représenter l'environnement géographique où est installé le point d'accès : emplacement du site visité 2, position précise du point d'accès (par exemple bâtiment, couloir, bureau,... ). Comme le réseau est fondé sur le protocole IP dans lequel il n'y a aucune notion de connexion physique, une communication avec un terminal sans fil ne suppose aucune connaissance, même implicite, de la localisation géographique du terminal. Les correspondants distants et le registre de localisation nominal 9 ne « situent » le terminal que de manière logique, par l'intermédiaire d'une ou plusieurs adresses IP. Or un certain nombre d'applications peuvent avoir besoin de telles informations de localisation géographique, par exemple pour rendre des services différenciés selon le lieu où se trouve le terminal ou encore pour fournir une indication de ce lieu aux correspondants de l'utilisateur mobile. En insérant ces informations de localisation géographique (explicitement ou sous forme codée) dans le signal de balise, on les met à disposition des terminaux sans fil qui pourront ensuite les communiquer au serveur de mobilité du sous- réseau nominal ou à des correspondants dans le cadre d'applications de ce genre. Les données d'environnement placées dans le champ 24 du bloc B peuvent également comprendre une ou plusieurs adresses IP d'organes de gestion de mobilité, à savoir :
- l'adresse IP du serveur SIP (ou H.323, MGCP, Megaco, ...) visité dans une réalisation selon les figures 1 à 4 ; - dans une réalisation selon les figures 5 et 6, l'adresse IP du serveur SIP
(ou H.323, MGCP, Megaco, ...) jouant aussi le rôle d'agent pseudonominal 129 et l'adresse IP de l'agent étranger 130 ;
- dans une réalisation où la mobilité entre les sous-réseaux est gérée par un protocole de couche réseau tel celui de la RFC 2002, l'adresse IP de l'agent étranger.
Les données d'environnement du champ 24 peuvent encore inclure un numéro de port UDP ou TCP utilisé par le serveur de mobilité 8, 129 associé au point d'accès, si ce n'est pas un numéro de port par défaut. Ceci permet au terminal d'envoyer directement au bon numéro de port les requêtes du protocole de signalisation de couche application. On peut également prévoir d'inclure dans les données d'environnement une adresse MAC (Ethernet) de l'organe de gestion de mobilité 8, 129 relié au même sous-réseau ou sous- sous-réseau que le point d'accès.
Si le champ 24 du bloc B ne procure pas assez de place pour insérer dans le signal de balise toutes les données d'environnement prévues, il est possible d'insérer certaines d'entre elles (voire la totalité) dans le message Register Ack de la figure 2, 3, 4 ou 6. Dans l'exemple illustré par la figure 8, ce message Register Ack est formé à partir d'un bloc de données numériques B' comportant :
- un champ 25 identifiant la requête d'enregistrement précédente et/ou le terminal sans fil qui l'a émise ;
- un champ 26 contenant des codes indiquant la réponse à la requête d'inscription (accès autorisé, refusé ou conditionné, paramètres, ...) ;
- un champ éventuel 27 pour contenir des informations système complémentaires en plus de celles fournies dans les champs 21-23 du bloc B ;
- un champ 28 pour répéter les données d'environnement ou fournir celles qui ne l'ont pas été dans le champ 24 du bloc B.

Claims

R E V E N D I C A T I O N S
1. Point d'accès sans fil d'un réseau de télécommunications fonctionnant selon le protocole IP, le point d'accès (7) comportant des moyens d'émission sur une interface air d'un signal de balise et des moyens pour exécuter, avec un équipement (6) d'un utilisateur mobile ayant détecté le signal de balise, une procédure d'inscription d'un protocole propre à l'interface air, permettant audit équipement de communiquer sur ledit réseau à travers le point d'accès, et dans lequel des données d'environnement du point d'accès sont portées par le signal de balise et/ou au moins un message transmis sur l'interface air vers l'équipement de l'utilisateur mobile dans le cadre de ladite procédure d'inscription.
2. Point d'accès sans fil selon la revendication 1 , pour un réseau comportant au moins un organe de gestion de mobilité (8 ; 129, 130), dans lequel lesdites données d'environnement incluent une adresse IP d'un organe de gestion de mobilité associé au point d'accès (7).
3. Point d'accès sans fil selon la revendication 2, dans lequel lesdites données d'environnement incluent en outre un numéro de port UDP ou TCP utilisé par un organe de gestion de mobilité (8 ; 129) associé au point d'accès (7).
4. Point d'accès sans fil selon la revendication 1 ou 2, dans lequel lesdites données d'environnement incluent en outre une adresse MAC d'un organe de gestion de mobilité (8 ; 130) associé au point d'accès (7).
5. Point d'accès sans fil selon l'une quelconque des revendications 1 à
4. pour un réseau de télécommunications comportant plusieurs sous-réseaux (11-13) respectivement équipés de serveurs de mobilité (8) fonctionnant selon un protocole de signalisation de couche application, lesdits sous-réseaux comprenant un sous-réseau de raccordement (12) auquel est relié le point d'accès (7), dans lequel lesdites données d'environnement incluent une adresse IP d'un serveur de mobilité du sous-réseau de raccordement.
6. Point d'accès sans fil selon la revendication 5, dans lequel ledit protocole de signalisation de couche application est le protocole SIP, H.323, MGCP ou Megaco.
7. Point d'accès sans fil selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le sous-réseau de raccordement comprend plusieurs sous-sous-réseaux interconnectés (120, 121 ) respectivement équipés d'agents de mobilité (129, 130) utilisés dans un protocole de gestion de mobilité de couche réseau, lesdits sous-sous-réseaux comprenant un premier sous-sous-réseau (120) pourvu d'un serveur de mobilité (129) constituant un agent de mobilité nominal pour des utilisateurs mobiles en visite dans le sous-réseau de raccordement et un second sous-sous-réseau (121 ) auquel est relié le point d'accès (7), dans lequel lesdites données d'environnement incluent, en plus de l'adresse IP du serveur de mobilité constituant l'agent de mobilité nominal, une adresse IP d'un agent de mobilité étranger (130) relié au second sous-sous-réseau (121 ).
8. Point d'accès sans fil selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel lesdites données d'environnement incluent une information représentative de l'environnement géographique du point d'accès (7).
9. Point d'accès sans fil d'un réseau de télécommunications fonctionnant selon un protocole de transmission de paquets en mode non-connecté, le point d'accès (7) comportant des moyens d'émission sur une interface air d'un signal de balise et des moyens pour exécuter, avec un équipement (6) d'un utilisateur mobile ayant détecté le signal de balise, une procédure d'inscription d'un protocole propre à l'interface air, permettant audit équipement de communiquer sur ledit réseau à travers le point d'accès, et dans lequel des données d'environnement du point d'accès incluant une information représentative de l'environnement géographique dudit point d'accès sont portées par le signal de balise et ou au moins un message transmis sur l'interface air vers l'équipement de l'utilisateur mobile dans le cadre de ladite procédure d'inscription.
10. Point d'accès sans fil selon la revendication 9, dans lequel ledit protocole de transmission de paquets en mode non connecté est le protocole
IP.
11. Procédé de gestion de mobilité dans un réseau de télécommunications comportant plusieurs sous-réseaux (11-13) respectivement équipés d'organes de gestion de mobilité (8 ; 129, 130), dans lequel un des sous-réseaux (11 ) constitue un sous-réseau nominal pour un utilisateur mobile et est équipé d'un registre nominal (9) contenant une information de localisation dudit utilisateur, dans lequel une procédure de localisation de l'utilisateur mobile auprès d'un point d'accès (7) relié à un sous- réseau visité comprend les étapes suivantes :
- réception par un équipement (6) de l'utilisateur mobile d'un signal de balise émis sur une interface air par ledit point d'accès ;
- exécution par ledit équipement et ledit point d'accès d'une procédure d'inscription d'un protocole propre à l'interface air ; et
- émission par ledit équipement d'un message de mise à jour de localisation à destination d'un organe de gestion de mobilité du sous- réseau visité, et dans lequel on inclut dans ledit signal de balise et/ou dans au moins un message transmis sur l'interface air par ledit point d'accès vers l'équipement de l'utilisateur mobile dans le cadre de ladite procédure d'inscription, une adresse de réseau d'un organe de gestion de mobilité associé audit point d'accès.
12. Procédé selon la revendication 11 , dans lequel le message de mise à jour de localisation relève d'un protocole de signalisation de couche application.
13. Procédé selon la revendication 11 , dans lequel le message de mise à jour de localisation relève d'un protocole de couche réseau.
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