ES2197218T3 - Conmutacion en una red de telecomunicaciones moviles con conmutador atm. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION TRATA DE LAS REDES DE TELECOMUNICACIONES MOVILES. CADA HANDOVER PUEDE CARGAR A LAS CONEXIONES EN UNA INFRAESTRUCTURA DE RED FIJA NO SIENDO OPTIMO, Y RESULTANDO UN USO DESPILFARRADO DE LOS RECURSOS DE LA RED. SIN EMBARGO, LA OPTIMIZACION DE LA RED PUEDE CAUSAR INTERRUPCIONES EN LA TRANSMISION CON LA CONSECUENTE CORRUPCION DE LOS DATOS DE USUARIOS. LA RED DE TELECOMUNICACIONES MOVILES UTILIZA UN MODO DE TRANSFERENCIA Y CONMUTACION ASINCRONA E INCORPORA NODOS DE CONMUTACION DE BANDA ANCHA. LAS CARACTERISTICAS INCORPORADAS EN DICHOS NODOS DE CONMUTACION SON USADAS PARA PERMITIR LA OPTIMIZACION DE LA RED SIN LA CORRUPCION DE LOS DATOS DE USUARIOS. PARA LOGRAR DIFERENTES CONFIGURACIONES DE RED ENTRE LOS NODOS DE CONMUTACION DE BANDA ANCHA Y LAS UNIDADES DE INTERFACES DE REDES MOVILES, SE INSERTAN CELDAS MARCADORAS DENTRO DEL FLUJO DE DATOS. SE SUMINISTRAN DETECTORES DE CELDAS MARCADORAS Y LAS CONFIGURACIONES DE CONMUTACION SE REALIZAN DE ACUERDO CON LAS CELDAS MARCADORAS DETECTADAS.

Description

Conmutación en una red de telecomunicaciones móviles con conmutador ATM.

La presente invención se refiere a redes de telecomunicaciones móviles.

En tales redes, la conmutación móvil puede conducir a conexiones en la infraestructura de red fija que no es óptima, dando lugar al uso derrochador de recursos de la red, pero la optimización de la red puede provocar interrupciones en la transmisión con la consiguiente corrupción de los datos del usuario. Los terminales móviles del futuro pueden estar soportados por redes que utilizan transmisión y conmutación de Modo de Transferencia Asíncrona e incorporarán nodos de conmutación de banda ancha.

Un propósito de la presente invención es utilizar las instalaciones incorporadas en los nodos de conmutación de banda ancha para permitir la optimización de la red sin corrupción de los datos del usuario.

De acuerdo con la presente invención, está prevista una red de telecomunicaciones móviles que comprende al menos un terminal móvil dispuesto para comunicarse, a través de un medio de radio, con al menos a una primera y a una segunda estación de base, estando conectada dicha estación de base a una primera unidad de interfaz de red móvil que está conectada a un nodo de conmutación a través de un primer canal, estando conectada dicha segunda estación de base a una segunda unidad de interfaz de red móvil que está conectada al nodo de conmutación a través de un segundo canal, estando conectado dicho nodo de conmutación a la red de telecomunicaciones móviles a través de un tercer canal, estando conectadas juntas dicha primera y segunda unidades de interfaz de red por un cuarto canal sobre el que pasa la información entre dichas primera y segunda unidades de interfaz de red móvil, caracterizada porque dicho nodo de conmutación comprende medios de conmutación de modo de transferencia asíncrona que incluyen un primer conjunto de medios de inserción de células marcadoras y medios de detección de células marcadoras, y cada unidad de interfaz de red móvil incluye un segundo conjunto de medios de inserción de células marcadoras y medios de detección de células marcadoras y medios de selección, y donde dichos medios de detección e inserción de células marcadoras están dispuestos para controlar la operación de los medios de conmutación de modo de transferencia asíncrona y donde dichos medios de selección están dispuestos para permitir que se configuren conexiones diferentes entre dichos canales.

La invención se describirá a continuación con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 muestra un diagrama de bloques de una parte de una red de telecomunicaciones móviles.

La figura 2a muestra un diagrama de bloques de una transmisión móvil a través de una estación de base hasta una primera unidad de interfaz de red móvil.

La figura 2b muestra un diagrama de bloques de una conmutación móvil a una estación de base sobre una segunda unidad de interfaz de red móvil.

La figura 2c muestra un diagrama de bloques de una red reconfigurada para retirar una trayectoria de comunicación a través de la primera unidad de interfaz de red móvil.

La figura 3 muestra un diagrama de bloques de una red para la optimización de un enlace descendente.

La figura 4 muestra un diagrama de flujo de la operación de una unidad de interfaz de red móvil, donde se está realizando la optimización de un enlace descendente.

La figura 5 muestra un diagrama de bloques de una red que es optimizada con respecto al enlace ascendente.

La figura 6 muestra el protocolo de optimización.

La figura 7 muestra un diagrama de bloques de un número de unidades de interfaz de red móvil que está conectado a diferentes nodos de conmutación de banda ancha, donde un nodo tiene un punto común, y

La figura 8 muestra un diagrama de bloques de una pluralidad de unidades de interfaz de red móvil que están conectadas a diferentes nodos de conmutación de banda ancha, y un tercer nodo de conmutación de banda ancha que proporciona un punto común.

Con referencia a la figura 1, típicamente la parte de la red del sistema móvil constará de al menos un móvil 8 dispuesto para comunicarse con una estación de base 2 conectada a las unidades de interfaz de red móvil (MNIU) que, a su vez, están conectadas a un nodo de conmutación 6. Una MNIU realiza estas funciones de red especializadas requeridas por un sistema móvil, mientras que el nodo de conmutación realiza las funciones relacionadas con la llamada como puede esperarse de una central local normal o puesto final. Una MNIU particular es el punto de interconexión entre la red móvil y la red fija, mientras que se está gestionando una llamada por una de estas estaciones en su área de responsabilidad.

Cuando un móvil es conmutado entre las estaciones de base asociadas sobre diferentes MNJU, existe la necesidad de extender la conexión dentro de la red fija. Con referencia a la figura 2a, se supone que el móvil 10 está transmitiendo inicialmente a través de una estación de base 12 asociada a la MNIU p 14. Cuando se conmuta a una estación de base 16 asociada a la MNIU Q 18, pueden utilizarse los principios de las patentes de Reino Unido números de publicación GB-A-2268360 y GB-A-2288950 presentadas al mismo tiempo para considerar la conexión desde la MNIU Q 18 a la MNIU P 14, como se muestra en la figura 2b. No obstante, esto dará lugar al uso de recursos adicionales de la red que serán liberados si la trayectoria entre la MNIU y el nodo de conmutación 20 es optimizada para tener la configuración mostrada en la figura 2c. A menos que se tomen medidas especiales, la optimización provocará interrupciones en la transmisión, lo que dará lugar a una corrupción de los datos que pasan sobre la conexión.

Los terminales móviles del futuro pueden estar soportados por redes que utilizan la transmisión de Modo de Transferencia Asíncrona (ATM). Tales redes subdividen los datos que deben ser transmitidos sobre la red en paquetes pequeños de datos llamados células. Éstas constan de cuarenta y ocho octetos de información de usuario y cinco octetos de información de cabecera. Es previsible que los nodos de conmutación dentro de las redes ATM, referidos aquí como nodos de conmutación de banda ancha, contengan un conmutador ATM con una instalación de difusión de células y dispositivos periféricos asociados para realizar la configuración de salida. La configuración de salida es un medio de regulación del flujo de tráfico y utiliza la memoria intermedia como se describe en la patente del Reino Unido número de publicación GB-A-2288097 presentada al mismo tiempo y la patente Europea de número de publicación EP-A-0660557.

La siguiente descripción se aplica la optimización de una sola conexión, pero se apreciará que la invención puede aplicarse a múltiples conexiones.

El funcionamiento de optimización del enlace descendente es como se muestra con respecto a la figura 3. Inicialmente, la información de enlace descendente procedente de la red está encaminada hasta la MNIU Q22 a través de la MNIU p 24 utilizando los canales A y D y solamente está presente la conexión de conmutación C a A. Cuando se inicia la optimización, la MNIU Q22 inserta un selector 26 en la conexión. Ésta puede realizarse sin pérdida de datos, puesto que la MNIU Q22 puede supervisar las células y puede hacerlo entre las células. La instalación de difusión del conmutador ATM es utilizada para realizar una conexión unidireccional desde el canal C hasta el canal B en paralelo con la conexión entre el canal C y el canal A, provocando de esta manera que la información sea enviada a la MNIU Q22 así como a través de la MNIU P 24. El selector 26 en el MNIU Q22 continúa enviando la corriente de información que llega sobre el canal D hasta la estación de base. La MNIU Q22 incluye una memoria intermedia 28, un detector de células marcadoras 30, y un circuito de configuración de salida 32.

El conmutador ATM 34 contenido en el nodo de conmutación de banda ancha 36 es inducido entonces a insertar una Célula Marcadora (Y) simultáneamente en ambas trayectorias a través del conmutador, la cual podría ser una célula especial de Manipulación de Recursos, y ambas llegarán a la MNIU Q22 en el curso debido. No obstante, los retrasos a través del nodo de conmutación de banda ancha 36 podrían variar en una medida significativa, especialmente cuando se utilicen los circuitos de configuración de salida 32 y la diferencia en los retrasos de trayectoria entre el nodo de conmutación de banda ancha 36 y las dos MNILJ 22, 24 puede ser también grandes. Por lo tanto, puede determinarse a priori que llegue en primer lugar la célula marcadora. Para prevenir la pérdida o repetición de datos, puede utilizarse el siguiente algoritmo en el selector 26, como se muestra con referencia a la figura 4.

Si la célula marcadora llega en primer lugar sobre el canal D, la transmisión a la estación de base es interrumpida hasta que llegue la célula marcadora transmitida sobre el canal B. La transmisión es entonces reiniciada utilizando los datos que llegan sobre el canal B.

Si llega en primer lugar la célula marcadora sobre el canal B, la trayectoria de transmisión de datos no cambia y continúa el envío de los datos a través del canal D hasta la estación de base. No obstante, los datos que llegan sobre el canal B son memorizados temporalmente en la MNIU Q hasta que la célula marcadora llega sobre el canal D, después de lo cual los datos procedentes del canal D no son enviados ya la estación de base. En su lugar, los datos memorizados temporalmente son transmitidos seguidos por los datos que llegan sobre el canal B.

La longitud de trayectoria se acortará normalmente durante la optimización dando lugar a una ráfaga efectiva de datos de usuario. Además, los datos de enlace descendente pueden ser memorizados temporalmente en la MNIU. Para evitar estos factores que provocan que la velocidad de datos sobre la interfaz exceda la capacidad asignada o la velocidad esperada por el terminal del usuario, se requiere cierta configuración de salida en la MNIU en forma de un circuito de configuración de salida 32.

Después de la optimización, se libera la conexión entre C y A.

Considerando ahora la optimización del enlace ascendente con referencia a la figura 5, inicialmente la conexión a través del nodo de conmutación de banda ancha 40 está entre los canales A y C. Cuando se inicia la optimización, la MNJU Q44 interrumpe el envío de datos de usuario hacia el nodo de conmutación de banda ancha 40 e inserta una Célula Marcadora (X) en la trayectoria utilizando el conmutador ATM 42. Se memorizan temporalmente los datos posteriores que llegan desde la estación de base (la memoria intermedia puede ser insertada durante un intervalo entre células evitando de esta manera la pérdida de células).

Cuando la célula marcadora alcanza el canal C en el conmutador ATM, provoca que el conmutador inserte una segunda Célula Marcadora (Y) en la trayectoria de retorno, como se describe con referencia al enlace descendente, y es la misma célula marcadora la que es utilizada para la optimización de enlace descendente. Cuando la primera copia de esta célula marcadora llega a la Unidad MNIU Q44, es cierto que las memorias intermedias de entrada del nodo de conmutación de banda ancha y algunas memorias intermedias internas al conmutador ATM han sido desbordadas, y que el cambio de trayectorias de conmutación no puede provocar la pérdida de datos. El circuito de configuración de salida 46 para el canal C no se ve afectado y no se pierden células memorizadas temporalmente aquí no se pierden. Las trayectorias de conmutación ATM pueden ser reconfiguradas, por lo tanto, de forma segura y el canal C está conectado al canal B en lugar de al canal A. La MNIU Q 44 reinicia entonces la transmisión sobre el canal B y se completa la optimización de enlace ascendente.

Se supone que la configuración de salida está prevista en el nodo de conmutación de banda ancha, por lo tanto cualquier formación de ráfagas en los datos que resulten de la optimización puede ser filtrada aquí. La conexión entre el canal B y el canal D se realiza a través de un encaminador de células 50, contenido en la MNIU 44. Una memoria intermedia 48 está prevista así anterior al encaminador de células 50 y es utilizada como un punto de inserción X de la célula marcadora.

A continuación se describirá el protocolo de optimización. Haciendo referencia a la figura 6, se inicia la MNIU Q solicitando los detalles de la trayectoria de conexión desde la MNIU P y desde el nodo de conmutación de banda ancha. La MNIU Q solicita entonces al nodo de conmutación de banda ancha establecer una trayectoria de supervisión desde el canal C hasta el canal B. La MNIU Q inserta entonces una Célula Marcadora (X) en el canal D, que provoca que el nodo de conmutación de banda ancha inserte una Célula Marcadora (Y) en los canales A y B.

Después de la recepción de la primera Célula Marcadora (Y), la MNIU Q solicita al nodo de conmutación de banda ancha que realice la conexión entre los canales B y C bidireccionales. Se supone que esto provocaría automáticamente que la trayectoria entre C y A se convirtiera en unidireccional y fuera tratada como una hoja de un árbol de multidifusión. Cuando la MNIU Q sabe que el conmutador ha sido reconfigurado, se inicia la transmisión de los datos memorizados temporalmente sobre el canal B seguido por los datos recibidos desde la estación de base.

Después de la recepción de ambas Células Marcadoras (Y), MNIU Q se conmutará para transmitir células recibidas sobre el canal B hasta la estación de base de acuerdo con el algoritmo dado en la figura 4. Después de esto, se provoca que el nodo de conmutación de banda ancha transfiera el control desde el canal A hasta el canal B y solicite que sea liberada la trayectoria entre los canales A y C. Finalmente, se ordena que la MNIU P libere la conexión entre los canales D y A.

Se apreciará por los técnicos en la materia que son posibles varias formas de realización alternativas que entran dentro del alcance de la presente invención, por ejemplo, donde las estaciones de base están conectadas directamente a un nodo de conmutación de banda ancha, los principios anteriores pueden ser utilizados para prevenir la pérdida de datos durante la conmutación móvil. La estación de base o el terminal móvil realizaría entonces las funciones ejecutadas por la MNIU en lo precedente.

Cuando las MNIU P y Q son fijadas a diferentes nodos de conmutación de banda ancha, como se muestra en las figuras 7 y 8, pueden aplicarse los mismos principios. Los protocolos de la figura 6 funcionarían entre las MNLU y el nodo que interconecta con un circuito conectado en línea C (es decir, el punto donde divergen las dos trayectorias). La información de señalización y los datos de usuario pasarían de forma transparente entre las MNIU y este nodo (es decir, de un modo transparente a través del nodo de banda ancha M en la figura 7 y los nodos L y M en la figura 8). No obstante, existiría una modificación con respecto a la parte previa del protocolo para permitir que se extienda el seguimiento de la conexión.

Típicamente, el circuito conectado a la línea C podría ser el punto donde la conexión de red fija se conecta en primer lugar a un nodo de conmutación de banda ancha dentro de la red móvil, pero podría ser el nodo de conmutación de banda ancha más próximo al terminal remoto del usuario.

Claims (5)

1. Una red de telecomunicaciones móviles que comprende al menos un terminal móvil (8) dispuesto para comunicarse, a través de un medio de radio, con al menos una primera y una segunda estación de base (12), estando conectada dicha primera estación de base a una primera unidad de interfaz de red móvil (22) que está conectada a un nodo de conmutación (20) a través de un primer canal, estando conectada dicha segunda estación de base (16) a una segunda unidad de interfaz de red móvil (24) que está conectada al nodo de conmutación (20) a través de un segundo canal, estando conectado dicho nodo de conmutación a la red de telecomunicaciones móviles a través de un tercer canal, estando conectadas juntas dichas primera y segunda unidades de interfaz de red por un cuarto canal sobre el que pasa la información entre dichas primera y segunda unidades de interfaz de red móvil, caracterizada porque dicho nodo de conmutación comprende medios de conmutación de modo de transferencia asíncrona que incluyen un primer conjunto de medios de inserción de células marcadoras y medios de detección de células marcadoras, y cada unidad de interfaz de red móvil incluye un segundo conjunto de medios de inserción de células marcadoras y medios de detección de células marcadoras y medios de selección, y donde dichos medios de detección y de inserción de células marcadoras están dispuestos para controlar la operación de los medios de conmutación de modo de transferencia asíncrona y donde dichos medios de selección están dispuestos para permitir que se configuren conexiones diferentes entre dichos canales.

2. Una red de telecomunicaciones móviles según la reivindicación 1, donde, en funcionamiento, una de dichas unidades de interfaz de red móvil (14) está dispuesta para solicitar los detalles de una trayectoria de conexión desde la otra unidad de interfaz de red móvil (18) y desde el nodo de conmutación (20), estando dispuesta una unidad de interfaz de red móvil para solicitar al nodo de conmutación que establezca una trayectoria de supervisión desde dicho tercer canal hasta dicho segundo canal, dicha unidad de interfaz de red móvil está dispuesta para insertar una célula marcadora dentro de dicho cuarto canal y provoca que dicho nodo de conmutación sea insertado en una célula marcadora en el primero y segundo canales, y después de la recepción de esta célula marcadora, dicha unidad de interfaz de red móvil está dispuesta para solicitar al nodo de conmutación que realice la conexión entre el segundo y tercer canales bidireccionales, y cuando dicha unidad de interfaz de red móvil es consciente de que dicha conexión está configurada, se inicia la transmisión de datos sobre el segundo canal seguido por los datos recibidos de dicha estación de base, y después de la recepción de dichas ambas células marcadoras, dicha unidad de interfaz de red móvil es inducida a transmitir las células recibidas sobre dicho segundo canal hasta dicha estación de base, después de lo cual dicho nodo de conmutación (20) es inducido a transferir el control desde dicho primer canal hasta dicho segundo canal y solicita que la trayectoria entre dicho primero y dicho tercer canales sea liberada y dicha otra interfaz de red móviles es ordenada para que libere la conexión entre dicho cuarto y dicho primer canales.

3. Una red de telecomunicaciones móviles según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, donde cada unidad de interfaz de red móvil (14) está conectada a un nodo de conmutación de banda ancha diferente (20).

4. Una red de telecomunicaciones móviles según cualquier reivindicación precedente, donde cada unidad de interfaz de red móvil (14) incluye un encaminador de células (50) que dirige las células a través del segundo o cuarto canal.

5. Una red de telecomunicaciones móviles según la reivindicación 4, donde cada unidad de interfaz de red móvil incluye medios de memoria intermedia (48) conectados a la entrada de dicho encaminador de células, en cuyo punto son insertadas las células marcadoras dentro de la corriente de datos.