ES2239689T3 - Sistema y metodo de procesamiento de errores en una red de comunicaciones movil que comprende un conmutador mandatario. - Google Patents
Sistema y metodo de procesamiento de errores en una red de comunicaciones movil que comprende un conmutador mandatario.Info
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Abstract
Un método para proporcionar el procesamiento de fallos en una red de comunicaciones móviles que tiene al menos un subsistema de estaciones de base, referido en adelante como BS (107), al menos una estación móvil, referida en adelante como MS (114), al menos un centro de conmutación móvil, referido en adelante como MSC (110), y al menos un conmutador (300) en comunicación con al menos uno de los subsistemas de estaciones de base (107) y al menos uno de los MSCs (110), comprendiendo el método la siguientes etapas: el conmutador (300) proporciona un contador de números de secuencia hacia delante, referido en adelante como FSN y un contenedor de números de secuencia hacia atrás, referido en adelante como BSN para comunicación con el MSC (110); el conmutador (300) proporciona un contador de números de secuencia hacia delante FSN y un contador de números de secuencia hacia atrás BSN para comunicación con la BS (107); el conmutador (300) recibe mensajes desde el MSC (110) y la BS (107) y mantienela pareja correspondiente de FSN y BSN de acuerdo con los mensajes; el conmutador (300) detecta si un mensaje recibido es un mensaje de cambio de orden, referido en adelante como COO, desde uno de entre el MSC (110) y la BS (107), que indica una interrupción en un primer enlace de señalización entre el conmutador y uno de entre el MSC (110) y la BS (107); el conmutador (300) fuerza una interrupción en un segundo enlace de señalización entre el conmutador (300) y el otro de entre el MSC (110) y la BS (107), en el que el segundo enlace de señalización está configurado para corresponder con el primer enlace de señalización; el conmutador (300) genera y emite un nuevo mensaje COO al otro de entre el MSC (110) y el BS (107); y el conmutador (300) genera y emite un nuevo mensaje COA a uno de entre el MSC (110) y el BS (107), en el que el nuevo mensaje COA contiene el BSN mantenido por el conmutador (300) para la comunicación con uno de entre el MSC (110) y la BS (107).
Description
Sistema y método de procesamiento de errores en
una red de comunicaciones móvil que comprende un conmutador
mandatario.
Esta invención se refiere a comunicaciones
móviles y, más particularmente, al uso de un conmutador mandatario
en una red de comunicaciones móvil para mejorar la capacidad y la
eficiencia de coste de la red de comunicaciones y para ofrecer una
plataforma para nuevos servicios móviles.
Todos los sistemas de comunicaciones móviles
modernos tienen una disposición jerárquica, en la que un "área de
cobertura" geográfica está dividida en un número de áreas
geográficas más pequeñas, llamadas "células". Con referencia a
la figura 1, cada célula está servida de una manera preferida por
una Estación de Transceptor de Base (BTS) 102a. Varias BTS
102b-n están agregadas a través de enlaces fijos
104a-n en un Controlador de Estaciones de Base
(BSC). Las BTS y los BSC son referidos a menudo de una manera
colectiva como el Subsistema de Estaciones de base (BS) 107. Varios
BSC 106b-n pueden ser agregados en un Centro de
Conmutación móvil (MSC) 110 a través de enlaces fijos
108a-n.
El MSC 110 actúa como una central telefónica de
conmutación local (con características adicionales para gestionar el
requerimiento de gestión de la movilidad descrito más adelante) y se
comunica con la red telefónica (PSTN) 120 a través de grupos de
redes truncales. Entre las redes móviles de los Estados Unidos
existe un concepto de un MSC local y un MSC de centros de acceso. El
MSC local es el MSC que corresponde a la central telefónica
asociada con una Estación Móvil (MS); esta asociación se basa en el
número telefónico, por ejemplo, el código de área, de la MS. (El MSC
local es responsable del HLR descrito más adelante). EL MSC de
centros de acceso, por otra parte, es la central telefónica
utilizada para conectar la llamada de la MS hasta la PSTN. Por
consiguiente, algunas veces el MSC local y el MSC de centros de
acceso son la misma entidad, pero otras veces no lo son (por
ejemplo, cuando la MS es migra a través de una región de radio
celular). Típicamente, un Registro de Localización de Visitantes
(VLR) 116 está co-localizado con el MSC 110 y un HLR
lógicamente singular es utilizado en la red móvil. Como se explicará
más adelante, el HLR y el VLR son utilizados para memorizar muchos
tipos de información de abonados y de perfiles de abonados.
De forma breve, un número de canales de radio 112
están asociados con todo el área de cobertura. Los canales de radio
están divididos en grupos de canales asignados a células
individuales. Los canales son utilizados para transportar
información de señalización para establecer conexiones de llamadas y
similares, para transportar voz o información de datos una vez que
ha sido establecida la conexión de la llamada.
A un nivel de abstracción relativamente alto, la
señalización de la red móvil implica al menos dos aspectos
principales. Un aspecto implica la señalización entre una MS y el
resto de la red. Con 2G ("2G" es el término utilizado en la
industria para "segunda generación") y tecnología posterior,
esta señalización se refiere a métodos de acceso utilizados por la
MS (por ejemplo, acceso múltiple por división de tiempo, o TDMA;
acceso múltiple por división de código, o asignación de canales de
radio, autenticación, etc. Un segundo aspecto implica la
señalización entre las varias entidades en la red móvil, tal como
la señalización entre MSCs, VLRs, HLRs, etc. Esta segunda parte es
referida a veces como la Parte de Aplicación Móvil (MAP)
especialmente cuando se utiliza en el contexto del Sistema de
Señalización Nº 7 (SS7).
Las varias formas de señalización (así como la
comunicación de datos y de voz) son transmitidas y recibidas de
acuerdo con varias normas. Por ejemplo, la Asociación de Industrias
Electrónicas (EIA) y la Asociación de la Industria de
Telecomunicaciones (TIA) ayudan a definir muchas Normas U.S., tales
como IS-41, que es una norma MAP. De una manera
similar, el CCITT y el ITU ayudan a definir normas internacionales,
tales como GSM-MAP, que es una norma MAP
internacional. La información sobre estas normas es bien conocida y
se puede encontrar en las entidades de organización relevantes así
como en la literatura, ver, por ejemplo, Bosse, SIGNALING IN
TELECOMMUNICATIONS NETWORKS (Wiley 1998).
Para realizar una llamada desde una MS 114, un
usuario marca el número y pulsa "enviar" en un teléfono celular
o otra MS. La MS 114 envía el número marcado indicando el servicio
solicitado al MSC 110 a través de la BS 107. El MSC 110 verifica con
un VLR 116 asociado (ver más adelante) para determinar si la MS 114
está autorizada para el servicio solicitado. El centro de acceso MSC
enruta la llamada hasta la central telefónica local del usuario
marcado en la PSTN 120. La central telefónica local alerta al
terminal del usuario llamado, y una señal de retorno de respuesta es
enrutada de retorno a la MS 114 a través del MSC 110 de servicio,
que completa entonces la trayectoria de voz hasta la MS. Una vez
terminado el establecimiento, se puede realizar la llamada.
Para realizar una llamada a una MS 114
(suponiendo que la llamada procede de la PSTN 120), el usuario de la
PSTN marca el número de teléfono asociado de la MS. Al menos de
acuerdo con las normas U.S., la PSTN 120 enruta la llamada hasta el
MSC local de la MS (que puede ser o no la que presta servicio a la
MS). El MSC interroga entonces al HLR 118 para determinar que el
MSC está prestando servicio actualmente a la MS. Ésta actúa también
para informar al MSC que presta el servicio que es inminente una
llamada. El MSC local enruta entonces la llamada hasta el MSC de
servicio. El MSC de servicio llama a la MS a través de la BS
adecuada. La MS responde y se establecen los enlaces de
señalización adecuados.
Durante una llamada, la BS 107 y la MS 114 pueden
cooperar para cambiar canales o BTSs 102, si es necesario, por
ejemplo, debido a las condiciones de señalización. Estos cambios son
conocidos como "handoffs" e implican sus propios tipos de
mensajes conocidos y señalización.
Un aspecto de la MAP implica la "gestión de la
movilidad". De una manera breve, pueden ser necesarios y pueden
utilizarse varias BS y varios MSC para servir a una MS, ya que la MS
114 se desplaza a diferentes lugares. La gestión de la movilidad
asegura que el centro de acceso MSC tiene los perfiles de los
abonados y otra información que el MSC necesita para asistir (y
facturar) las llamadas de una manera correcta. Con este fin, los
MSCs utilizan un Registro Local de Visitantes (VLR) 116 y un
Registro Local de Partida (HLR) 118. El HLR es utilizado para
memorizar y recuperar el número de identificación móvil (MIN), el
número electrónico de serie (ESN), el estado de la MS, y el perfil
de servicio de la MS, entre otras cosas. El VLR memoriza información
similar además de memorizar una identificación MSC que identifica el
centro de acceso MSC. Además, bajo protocolos MAP adecuados, se
realizan procedimientos de actualización del lugar, de manera que el
MSC local de un abonado móvil conoce la localización de sus
usuarios. Estos procedimientos se utilizan cuando una MS se desplaza
desde un lugar a otro o cuando una MS es activada y se registra a sí
misma para acceder a la red. Por ejemplo, se puede realizar una
procedimiento de actualización del lugar con la MS 114 emitiendo una
solicitud de actualización del lugar hasta el VLR 116 a través de la
BS 107 y el MSC 110. El VLR 116 emite un mensaje de actualización
del lugar hasta el HLR 116 que presta servicio a la MS 114, y el
perfil de los abonados es descargado desde el HLR 118 en el VLR 116.
La MS 114 emite un reconocimiento de una actualización del lugar
realizado con éxito. El HLR 118 solicita al VLR (si existe) que sean
borrados los datos de los perfiles conservados anteriormente que
están relacionados con la MS 114 recolocada.
La figura 2 muestra con más detalle las
interfaces de señalización y de tráfico de usuarios entre una BS 107
y un MSC 110 en una red móvil CDMA. La BS 107 comunica la
información de señalización utilizando la interfaz A1. La interfaz
A2 lleva el tráfico de usuarios (por ejemplo, señales de voz) entre
el componente de conmutación 204 del MSC y la BS 107. La interfaz A5
se utiliza para proporcionar una trayectoria para el tráfico de
usuarios para llamadas de datos de circuito conmutado (en oposición
a las llamadas de voz) entre la BS fuente y el MSC.
A medida que se eleva el número de los sitios de
células o el número de los abonados, se incrementa la carga sobre el
MSC 110. Esta carga incrementada fuerza al proveedor del servicio a
añadir más capacidad al sistema. Típicamente, para añadir más
capacidad, el proveedor del servicio añade más módulos de
conmutación al MSC o despliega MSCs adicionales en la red. Cualquier
alternativa implica un coste significativo.
Además, los abonados están demandando nuevos
servicios, por ejemplo "llamadas de datos" a Internet. Para
algunos de estos servicios, los MSCs no son de coste efectivo debido
a que están diseñados principalmente para llamadas de voz. La
integración de nuevos servicios en el MSC es complicada o no
factible debido a la propiedad y a los diseños cerrados utilizados
por muchas arquitecturas de software de MSC. Es decir, que la
lógica de software necesaria para proporcionar los servicios no se
puede añadir fácilmente al MSC 110. A menudo, se utiliza un
conmutador adjunto para proporcionar tales servicios. Por ejemplo,
una Función de Interconexión (IWF) es un adjunto para enrutar una
llamada de datos a Internet. Cualquiera de los métodos -integración
de funcionalidad en el MSC o adición de un adjunto en el lado de la
red truncal- implica al MSC en el suministro del servicio. Puesto
que es previsible que el nuevo servicio estimule la demanda, la
integración de nuevos servicios a través de cambios en el diseño del
MSC o a través de adjuntos en el lado de la red truncal es probable
que exacerbe la congestión de la red en el MSC y requiera recursos
de MSC costosos.
El documento NETWORK WORKING GROUP: "SS7
MTP2-User
Peer-to-Peer Adaptation Layer"
proporciona la recuperación de datos en el caso de que un enlace de
señalización no esté disponible.
La invención proporciona sistemas y métodos de
comunicación móvil. En particular, se realizan operaciones de
conmutación entre al menos un centro de conmutación móvil (MSC) y al
menos un subsistema de estaciones de base (BS). La conmutación, de
acuerdo con un aspecto de la invención, permite sifonar el tráfico
de comunicaciones hacia o desde una red alternativa. Por
consiguiente, el número de mensajes emitidos desde la BS puede no
corresponder con el número de mensajes recibidos por un MSC, por
ejemplo, debido a que son sifonados a una red alternativa. Por lo
tanto, de acuerdo con un aspecto de la invención, la conmutación
proporciona el procesamiento de errores dentro de dicho entorno
proporcionando contadores FSN y BSN en el conmutador mandatario
entre una BS y un MSC.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el
procesamiento de errores está previsto para una red de
comunicaciones móvil, que tiene al menos una BS, al menos una MS, al
menos un MSC, y al menos un conmutador en comunicación con al menos
un subsistema de estaciones de base o al menos un MSC. El conmutador
proporciona un contador de números de secuencia hacia delante (FSN)
y un contador de números de secuencia hacia atrás (BSN) para
comunicación con el MSC, y un FSN y un BSN para comunicación con la
BS. A medida que los mensajes son recibidos y emitidos por el
conmutador, el conmutador mantiene la pareja correspondiente de FSN
y BSN de acuerdo con los mensajes. El conmutador detecta si un
mensaje recibido es un mensaje de cambio de orden (COO) desde el MSC
o bien desde la BS, que indica una interrupción en un primer enlace
de señalización entre el conmutador y uno de entre el MSC y la BS,
y fuerza una interrupción en un segundo enlace de señalización entre
el conmutador y el otro de entre el MSC y la BS, que corresponde al
primer enlace de señalización. El conmutador genera y emite un nuevo
mensaje COO al otro de entre el MSC y la BS. El conmutador recibe un
mensaje de reconocimiento del cambio (COA) desde el otro de entre el
MSC y la BS, y l conmutador genera y emite un nuevo mensaje COA a
uno de entre el MSC y la BS, en el que el nuevo mensaje COA contiene
el BSN mantenido por el conmutador para la comunicación con uno de
entre el MSC y la BS.
Bajo otro aspecto de la invención, un conmutador
mandatario incluye una lógica de procesamiento de mensajes de
señalización para recibir mensajes de señalización desde el MSC y la
BS de acuerdo con dicho protocolo de señalización móvil. La lógica
de transmisión de mensajes emite mensajes al MSC y a la BS. Están
previstos un FSN y un BSN para comunicación con el MSC y está
prevista otra pareja de FSN/BSN para la comunicación con la BS. La
lógica detecta si un mensaje resido es un mensaje de cambio de orden
(COO) desde uno de entre el NSC y la BS, que indica una interrupción
en un primer enlace de señalización entre el conmutador mandatario y
uno de entre el MSC y la BS, y la lógica genera y emite un mensaje
COA a uno de entre el MSC y la BS que contiene el BSN mantenido por
el conmutador para la comunicación con uno de entre el MSC y la BS.
La lógica de emulación de errores fuerza una interrupción en un
segundo enlace de señalización entre el conmutador mandatario y el
otro de entre el MSC y la BS, en la que el segundo enlace de
señalización está configurado para corresponder al primer enlace de
señalización, y genera y emite un nuevo mensaje COO hasta el otro d
entre el MSC y la BS.
En el dibujo:
La figura 1 es un diagrama del sistema de redes
móviles de la técnica anterior.
La figura 2 ilustra una interfaz de la técnica
anterior entre una BS y un centro de conmutación móvil en una red
móvil de la técnica anterior.
Las figuras 3A-B ilustran un
conmutador mandatario y ciertos despliegues en una red móvil de
acuerdo con las formas de realización preferidas de la
invención.
La figura 4 ilustra un plano de datos ejemplar de
un conmutador mandatario de acuerdo con una forma de realización
preferida de la invención.
La figura 5 ilustra la lógica de gestión de la
movilidad de un conmutador mandatario de acuerdo con una forma de
realización preferida de la invención.
Las figuras 6A - B ilustran una lógica de
características suplementarias de un conmutador mandatario de
acuerdo con una forma de realización preferida de la invención.
La figura 7A ilustra la lógica de gestión de
errores de un conmutador mandatario de acuerdo con una forma de
realización preferida de la invención.
La figura 7B ilustra contadores FSN y BSN de un
conmutador mandatario de acuerdo con una forma de realización
preferida de la invención.
La figura 8 ilustra una lógica de sifonaje de
mensajes de un conmutador mandatario de acuerdo con una forma de
realización preferida de la invención.
La figura 9 ilustra la arquitectura del proceso
de software de un conmutador mandatario de acuerdo con una forma de
realización preferida de la invención.
La figura 10 ilustra la arquitectura del proceso
de software de un conmutador mandatario de acuerdo con una forma de
realización preferida de la invención.
La figura 11 ilustra la arquitectura del módulo
de software de ciertos procesos de un conmutador mandatario de
acuerdo con una forma de realización preferida de la invención;
y
Las figuras 12-14 son diagramas
de arquitecturas simplificados para mostrar la interacción del flujo
de mensajes y de procesos de software.
Las formas de realización preferidas de la
invención proporcionan un conmutador mandatario y un método de uso
del mismo en una red de comunicaciones móvil. El conmutador
mandatario está colocado de una manera preferida entre un MSC y una
BS, de una manera "transparente" para los otros componentes, lo
que significa que ni la BS ni el MSC necesitan conocer el conmutador
mandatario ni tienen que alterar su comportamiento o funcionalidad
debido a la existencia del conmutador mandatario. En su lugar, la BS
y el MSC funcionan tal como lo hacen convencionalmente, ignorando la
existente del conmutador mandatario.
Entre sus muchas ventajas, el conmutador
mandatario muy ayudar a aliviar la congestión en una red móvil. Por
ejemplo, el conmutador mandatario se puede utilizar (a) para sifonar
el tráfico de comunicaciones de la red originado en la MS antes de
que llegue a un MSC y (b) emitir el tráfico sifonado hasta el
destino deseado a través de una red alterativa, tal como una red
basada en paquetes. De una manera similar, el conmutador mandatario
se puede utilizar para proporcionar comunicaciones hasta una MS
desde una red alternativa. Por consiguiente, se pueden evitar
recursos costosos del MSC y de la PSTN, y el conmutador mandatario
se puede utilizar para incrementar la efectividad de coste de la
capacidad de la red.
Además, el conmutador mandatario define un
conjunto de funciones de activación que permiten la provisión de
nuevos servicios de comunicación a la red. Por ejemplo, utilizando
el conmutador mandatario, se pueden integral nuevos servicios de
espera de llamadas en la red móvil.
La figura 3A muestra un despliegue preferido de
un conmutador mandatario 300, en el que el conmutador mandatario 300
está colocado entre la BS 107 y el MSC 110. Solamente un
subconjunto de redes truncales 306 que llevan el tráfico de los
usuarios tiene que ser terminado en el conmutador mandatario; otras
redes truncales 308 se pueden conectar directamente al MSC 100 y a
la BS 107. Todos los enlaces de control 312 desde la BS 107
terminan en el conmutador mandatario 300. El conmutador mandatario
incluye un plano de control 302 y un plano de datos 304 (también
conocido como "plano portador"). El plano de control 302
gestiona todo el tráfico de señalización, y el plano de datos 304
gestiona todo el tráfico de usuarios para las redes truncales
conectadas al conmutador mandatario.
En los desarrollos preferidos, el conmutador
mandatario 300 se comunica de acuerdo con el mismo protocolo de
señalización sobre los dos lados del plano de control 302. Por
ejemplo, en formas de realización adecuadas para la tecnología CDMA,
los enlaces de señalización 312 entre la BS 107 y el conmutador
mandatario 300 transportan información de acuerdo con la interfaz
IS-534/IOS A1. De una manera similar, los enlaces de
señalización 314 entre el MSC 110 y el con mutador mandatario 300
transportan información de acuerdo con la interfaz A1. Esta
situación contrasta con otros complejos de conmutación móvil, tales
como el MSC o la BS, en los que se utilizan diferentes normas de
señalización para la comunicación sobre lados diferentes del
conmutador. El MSC, por ejemplo, tiene una interfaz A1 en un lado
del completo y se comunica de acuerdo con SS7/ISUP en el otro lado
(es decir, el lado PSTN del conmutador).
En otras formas de realización, el conmutador
mandatario termina interfaces de entrada más nuevas A8, A9 e
interfaces de salida A10, A11 para CDMA2000 para transportar tráfico
basado en paquetes, tanto tráfico de señalización como tráfico de
usuarios. Los MSCs actuales no soportan estas interfaces de
entrada.
El plano de datos 304 del conmutador mandatario
utiliza las mismas normas en cada lado del conmutador. Las redes
truncales 306 del lado BS, en formas de realización CDMA, se
comunican de acuerdo con las interfaces A2 y A5, en función de si
se transporta voz o datos, respectivamente, sobre las redes
truncales. De la misma manera, las redes truncales 307 del lado MSC
utilizan las mismas interfaces. Por el contrario, el MSC tiene A2/A5
en un lado, pero se comunica de acuerdo con las normas de modulación
codificada del impulso PSTN 64 kb/s en el otro lado.
Además, mientras que todas las otras entidades en
una red móvil utilizan sus propios códigos de puntos dentro de su
señalización (los "códigos de puntos" se utilizan como únicos
identificadores en la red), en ciertas formas de realización, el
conmutador mandatario 300 no utiliza su código de punto y en su
lugar utiliza los códigos de puntos contenidos en los mensajes que
recibe. Utilizando los códigos de puntos de la MS o del MSC, en
lugar del código de puntos para el conmutador mandatario, se
facilita la transparencia del conmutador mandatario.
En ciertas formas de realización, existe una
correspondencia de uno a uno entre un MSC y un conmutador
mandatario. Varias BSs pueden trabajar con un solo conmutador
mandatario.
La figura 3B muestra otro desarrollo preferido.
En el desarrollo de la figura 3B, el conmutador mandatario 300 puede
estar en comunicación con más de un MSC
110_{j}-110_{k}. El plano de control 302 del
conmutador mandatario 300, de la misma manera que el desarrollo de
la figura 3a, puede recibir señales de control
312a-n desde varias BSs 107a-n.
Además, el plano de datos 304 puede recibir redes truncales
306a-n desde varias BSs. Sin embargo, a diferencia
del desarrollo de la figura 3a, el desarrollo de la figura 3b recibe
y emite también información sobre enlaces de señalización
314j-k a MSCs 110j-k múltiples.
El desarrollo de la figura 3b puede ser
configurado para distribuir mejor la carga sobre el sistema, para
mejorar la fiabilidad (proporcionando una trayectoria alternativa a
una MS), y para proporcionar servicios que coinciden de una manera
consistente con el perfil de un usuario. En una forma de realización
que utiliza el desarrollo de la figura 3B, el sistema puede ser
configurado de tal manera que las llamadas que proceden desde un
interlocutor dado son enrutadas hasta un MSC que procesa la mayor
parte del tráfico del usuario (en oposición a la simple localización
geográfica, en la que el usuario conecta su MS 114). Esta
determinación puede estar basada en la supervisión estadística o
puede ser configurada de acuerdo con el perfil de un usuario.
Configurando el sistema de esta manera, se puede reducir la cantidad
de mensajes de actualización de la localización y similares. En
otras formas de realización, el conmutador mandatario puede estar
configurado para que las llamadas sean dirigidas hacia los MSCs que
están relativamente infrautilizados. De esta manera, los
administradores del sistema pueden distribuir mejor la carga sobre
todo el sistema de comunicación que está bajo su gestión. Además,
las llamadas pueden ser enrutadas a los MSCs que proporcionan
servicios consistentes con el perfil de un usuario dado.
El conmutador mandatario 300 incluye software que
acepta todos los mensajes de señalización y, en función del mensaje
y del estado del sistema, lleva a cabo al menos una de las
siguientes acciones:
- 1.
- pasa el mensaje inalterado hasta el MSC o la BS direccionados en el mensaje;
- 2.
- intercepta mensajes entre el MSC y la BS;
- 3.
- para algunos mensajes interceptados, convierte los mensajes interceptados en un mensaje diferente y envía el mensaje convertido en lugar del mensaje interceptado original al LSC o a la BS direccionados en el mensaje interceptado;
- 4.
- sifona el mensaje desde la red móvil o desde la red basada en PSTN hasta una red alternativa.
A continuación se describen los tipos de acciones
realizadas en cada caso junto con los eventos de activación.
En muchos casos, particularmente cuando es
sifonado un mensaje que procede desde una MS 114 y el tráfico está
dirigido hacia una red alternativa, el conmutador mandatario 300
puede actuar como un MSC 110. En tal papel, el conmutador mandatario
cumple las responsabilidades y papales que realizaría un MSC
tradicional. Algunas de estas funciones y papeles pertenecen a la
gestión de la movilidad. Consideremos el caso de una MS que se
desplaza entre células; a medida que se desplaza desde una célula a
otra, se puede desplazar hasta una célula servida por un MSC
diferente, necesitando por lo tanto un cambio entre el MSC fuente y
el MSC de destino. Si el conmutador mandatario 300 ha sifonado el
mensaje y la llamada/sesión ha sido dirigida a una red alternativa,
entonces el cambio debe ser gestionado por el conmutador mandatario
de una manera similar a modo un cambio sería gestionado por un MSC
convencional. El conmutador mandatario debe asegurar que las bases
de datos adecuadas están actualizadas con la nueva localización de
la MS. Otra función del conmutador mandatario pertenece a la
asignación de recursos. En particular, cuando una MS inicia un
mensaje que solicita una nueva llamada/sesión, deben asignarse
circuitos (canales) adecuados para esta sesión. En función de la
configuración del sistema y del estado del sistema, el conmutador
mandatario lleva a cabo tales asignaciones de una manera similar a
como un MSC convencional asigna recursos.
La figura 4 muestra un desarrollo ejemplar, en el
que el conmutador mandatario 300 está conectado a varias redes
alternativas, tales como una espina dorsal IP 412 o una red 414
alternativa basada en circuitos, por ejemplo una portadora
diferente. Estas redes alternativas se pueden utilizar para
transportar tráfico de voz y/o tráfico de datos hasta destinos
deseados, eludiendo al mismo tiempo totalmente o en parte la PSTN
120 junto con los recursos costosos del MSC 110. De una manera
alternativa, estas disposiciones pueden utilizarse de tal manera que
el tráfico de circuitos pueda ser conmutado a una red diferente; por
ejemplo, el tráfico de circuitos desde Nashua, NH podría ser
conmutado hasta un MSC en Waltham MA. O se pueden utilizar para
conexión a otras redes. Por ejemplo, la espina dorsal IP 412 se
puede comunicar con redes de voz IP 418 o con Internet 416. Como se
explicará más adelante, cuando se sifona el tráfico hacia una red
alternativa, se puede enviar tanto información de control (por
ejemplo, a partir de mensajes de señalización) como también voz y
datos desde los circuitos portadores sobre enlaces 306 a través de
una red
alternativa.
alternativa.
Para soportar estos desarrollos ejemplares y para
mantener la transparencia, las formas de realización preferidas de
la invención proporcionan cierta funcionalidad de núcleo. Las
funciones de núcleo facilitan el sifonaje de tráfico desde redes
truncales 306 hasta de que lleguen al MSC 110; facilitan la
inyección de tráfico sobre redes truncales 306 desde redes
alternativas; facilitan la operación transparente; sirven como
bloques de construcción para aplicaciones de nivel elevado; y/o
soportan procedimientos de recuperación de errores.
Cuando una MS 114 se desplaza en una red, los
procedimientos estándar para la gestión de la movilidad requieren
que la MS emita actualizaciones de la localización o notificaciones
de registro a medida que la MS se desplaza desde una célula a otra.
Estas actualizaciones son recibidas por el MSC 110 (a través del
BSC), y eventualmente el complejo VLR/HLR es actualizado con la
nueva localización de la MS. No obstante, los procedimientos
estándar no pueden funcionar en ciertas formas de realización y
estados del sistema de la invención. Por ejemplo, la MS puede estar
implicada en una llamada que no utiliza el MSC (por ejemplo, una que
está siendo gestionada por una red alternativa), pero la MS puede
necesitar emitir mensajes de actualización de la localización o
mensajes de cambio. Con este fin, las formas de realización
preferidas de la invención proporcionan una lógica de gestión de la
movilidad para el conmutador mandatario, descrito con referencia a
las figuras 3 y 5 conjuntamente.
Si se recibe un mensaje de actualización de la
localización o un mensaje de cambio desde la BS 107 por el
conmutador mandatario 300, el conmutador mandatario 300 determina si
la MS está actualmente implicada en una llamada 505. Si la MS no
está implicada en una llamada, entonces el conmutador mandatario 300
permite que el mensaje de actualización de la localización pase a
través de 510 hasta el MSC 110. El MSC 110 actualiza 515 entonces el
VLR 116 como lo hace de una manera convencional. Entonces termina
599 el flujo lógico.
Si el conmutador mandatario 300 determina que la
MS 114 está implicada en una llamada, entonces el conmutador
mandatario verifica 520 para ver si el MSC 110 está implicado en la
llamada. Por ejemplo, esto se puede realizar analizando la
información de estado para la llamada (conocida también como una
"sesión") mantenida por el conmutador mandatario. Si el MSC
está implicado en una llamada dentro de la MS, entonces el
conmutador mandatario procede de la manera descrita anteriormente,
a excepción de que esta vez se pasa un mensaje de cambio hasta el
MSC 110.
Si la MS está implicada en una llamada y el MSC
no está implicado con esa llamada, entonces el conmutador mandatario
300 intercepta el mensaje de cambio 525 desde la BS 107 y utilizando
la información contenida en el mensaje de cambio, convierte el
mensaje de cambio en un mensaje de actualización de la localización
530. El mensaje de actualización de la localización es enviado 535
entonces hasta el MSC 110 y el conmutador mandatario actualiza su
propia base de datos local (no se muestra) reflejando el cambio.
Esta base de datos local sirve como un VLR para el conmutador
mandatario y conserva toda la información que tiene un VLR (puesto
que el conmutador mandatario necesita funcionar a veces de una
manera similar a UBN MSC). El conmutador mandatario 300 envía
entonces un mensaje de reconocimiento 540 hasta la BS 107. Entonces
termina 599 el flujo lógico.
En formas de realización preferidas de la
invención, una MS puede estar ocupada a veces cuando el MSC cree que
la MS está libre; por ejemplo, la MS puede estar ocupada con una
llamada de datos o de voz que está siendo gestionada por una red
alternativa cuando el MSC está tratado de proporcionar una llamada a
la MS desde la PSTN 120. Para soportar tal situación, el conmutador
mandatario 300 proporciona una lógica para informar a la MS de tal
situación. Utilizando esta lógica, se pueden proporcionar servicios
complementarios, tales como espera de llamada tradicional, por el
conmutador mandatario. Además, se pueden incorporar nuevas formas de
espera de llamada y otros servicios nuevos sobre esta función de
soporte de núcleo.
Con referencia a las figura 3 y 6A conjuntamente,
cuando una llamada llega al conmutador mandatario 300 desde el MSC
110, el conmutador mandatario determina si la MS está implicada o no
en una llamada en el instante en el que el mensaje llega a 602. Si
la MS no está ocupada, entonces el conmutador mandatario 300 permite
que el mensaje originado en el MSC pase hasta la BS 603. Entonces
termina 699 el flujo lógico.
Si la MS está ocupada, el conmutador mandatario
determina 604 entonces si la llamada está siendo gestionada por el
conmutador mandatario, pero no por el MSC; por ejemplo, la llamada
puede ser gestionada por una red alternativa que está conectada al
conmutador mandatario (ver la figura 4), en cuyo caso el conmutador
mandatario necesita gestionar la llamada actuando de una manera
similar a un MSC; el conmutador mandatario no sólo permite que pasen
los mensajes. Si la llamada está siendo gestionada por el conmutador
mandatario, pero no por el MSC, entonces el conmutador mandatario
intercepta 605 la llamada desde el MSC 110, y convierte 606 el
mensaje interceptado en un mensaje de notificación de una
característica. El conmutador mandatario 300 emite 607 entonces el
mensaje de notificación de la característica a la BS 107 para la
transmisión siguiente a la MS 114, que será utilizado para notificar
al usuario la llamada entrante. El conmutador mandatario intercepta
608 cualquier respuesta desde la BS al mensaje de notificación de la
característica y actúa de acuerdo con ello. El modo de actuación del
conmutador mandatario depende de la aplicación utilizando esta
lógica.
Si la MS está implicada en una llamada gestionada
por el conmutador mandatario, y está implicada también con una
llamada gestionada por el MSC, entonces el conmutador mandatario
lleva a cabo una acción 609 identificada como una respuesta a tal
estado. Esta acción dependerá de la aplicación particular implicada.
La espera de llamada tradicional es sólo uno de tales servicios que
pueden ser incorporados en la función de núcleo indicada
anteriormente.
Si en algún momento, la MS está implicada en dos
llamadas, que implican ambas a la red alternativa, y llega una
tercera llamada para la MS o bien desde la red alternativa o el MSC,
el conmutador mandatario dirigirá esta tercera llamada de acuerdo
con la lógica de la aplicación. Por ejemplo, en aplicaciones de
espera de llamada, la tercera llamada sería enrutada de acuerdo con
las instrucciones contenidas en el perfil del abonado; una opción
común consiste en dirigir la llamada hasta el buzón de voz del
abonado. Una lógica similar se utiliza si la MS está implicada en
dos llamadas que implican ambas al MSC, y llega una tercera llamada
para la MS desde la red alternativa; de nuevo, el perfil del abonado
dicta cómo debe ser procesada esta tercera llamada y esta lógica es
seguida por el conmutador mandatario. Finalmente, debería indicarse
que si la MS está implicada en dos llamadas que implican ambas al
MSC y llega una tercera llamada para la MS, el MSC mismo, en este
caso, determinará la lógica que sigue para procesar esta tercera
llamada.
Por ejemplo, las figuras 3 y 6B conjuntamente
ilustran una aplicación de espera de llamada ejemplar. La lógica
actúa como se ha descrito anteriormente a través de las actuaciones
rotuladas 608 ó 609 (hay que indicar que la figura 6B comienza con
los bloques 608 ó 609, en oposición a 600); es decir, que aunque la
figura 6B ayuda a describir una característica suplementaria
particular como la espera de llamada tradicional, los actos
iniciales para esta característica suplementaria son los descritos
con referencia a la figura 6A.
Si la lógica comienza en 608, esto significa que
el conmutador mandatario ya ha detectado que la MS está implicada
con una llamada, el conmutador mandatario está gestionando la
llamada, pero el MSC no. En este punto, el conmutador mandatario ya
ha interceptado solicitudes de llamadas desde el MSC, las ha
convertido en una notificación de característica y emite la
notificación de característica a la BS. El conmutador mandatario
recibe entonces e intercepta respuestas a tal mensaje desde la
BS.
Bajo la lógica de aplicación de espera de llamada
de la figura 6B, si los usuarios han indicado que desean aceptar la
llamada, el conmutador mandatario convierte 615 la respuesta en un
mensaje que indica que la MS acepta la nueva llamada desde el MSC.
El conmutador mandatario 300 emite 620 entonces el mensaje
convertido al MSC. En este punto en este ejemplo, el MSC
"piensa" que la llamada es una llamada ordinaria, es decir, que
el estado del MSC refleja solamente una sesión de llamada a la MS.
De hecho, con la aceptación de la nueva llamada, el usuario recibe
dos llamadas en el modo de espera de llamada: una llamada que es
procesada por el MSC y otra que es procesada por el conmutador
mandatario. El estado del conmutador mandatario refleja las dos
llamadas. El conmutador mandatario 300 asiste 625 al MSC 110
estableciendo una nueva llamada. (Esta última etapa solamente es
alcanzada si el usuario ha aceptado la llamada; si el usuario no la
ha aceptado, la lógica del conmutador mandatario expira y no alcanza
nunca el acto 625). Por ejemplo, el conmutador mandatario 300 puede
tener que aparcar llamadas desde una red alternativa, para que la
llamada aceptada que procede del MSC pueda pasar hasta la MS. El
conmutador mandatario 300 intercepta 630 entonces cualquier
respuesta de notificación característica posterior que procede desde
la MS y la re-direcciona hacia el MSC o hacia el
conmutador mandatario, según sea necesario. Por ejemplo, el usuario
puede desear "conmutar" entre llamadas que son servidas por la
red móvil y por las redes alternativas. El conmutador mandatario
puede tener que interpretar esta respuesta para aparcar una llamada
y conectar otra al usuario como parte del acto de interceptar las
notificaciones de características siguientes. En otras
circunstancias, el conmutador mandatario puede tener que enviar este
tipo de respuesta al MSC, si el MSC tiene llamadas múltiples
(algunas empaquetadas) que tratan de conectarse a la MS. Cuando la
llamada termina, el conmutador mandatario 300 emite 640 información
de facturación adecuada para el sistema. Esto es necesario para que
el usuario sea facturado de una manera adecuada cuando se prestan
servicios que no implican al MSC. La manera en la que la información
es mantenida y emitida a un sistema de facturación depende de la
implementación y del proveedor de servicios que utiliza el sistema.
La mayoría de los proveedores de servicios especifican la manera en
la que debe recopilarse, formatearse y suministrarse la información
de facturación.
Si la MS 114 está implicada con una llamada y
está implicada también con una llamada procesada por el MSC, y si el
MSC indica que una llamada nueva está destinada para la MS, entonces
el conmutador mandatario 300 puede estar configurado para
interceptar 650 el mensaje de notificación de la característica que
procede desde el MSC que está destinado para la BS 107. El mensaje
de notificación de características está bloqueado 655 para el paso
hacia la BS y, por lo tanto, no se emite ninguna respuesta 660 para
el MSC desde la BS, debido a que el mensaje de notificación de
características estaba bloqueado para ser emitido a la BS. Entonces
termina 699 el flujo lógico. El MSC no obtiene una respuesta y
supone que la MS no desea recibir la llamada. El MSC utiliza
entonces procedimientos estándar para terminar esta llamada, por
ejemplo buzón de voz del abonado o reproduce un mensaje que indica
que el abonado no está disponible.
La lógica de aplicación de espera de llamada de
la figura 6B está limitada al procesamiento de dos llamadas
concurrentes. El mismo método general se puede extender para
procesar más de dos llamadas para espera de llamada, para procesar
llamadas de datos y llamadas de voz, y similares.
Existen procedimientos estándar para el
procesamiento de errores de los enlaces de señalización entre la BS
107 y el MSC 110. Bajo estos procedimientos, tanto la BS como
también el MSC se consideran como parejas, es decir, Pareja 1 y
Pareja 2. Ambas parejas mantienen dos conjuntos de números, llamados
el Número de Secuencia hacia Delante (FSN) y el Número de Secuencia
hacia Atrás (BSN). El FSN identifica el último mensaje emitido a una
pareja y el BSN identifica el último mensaje recibido desde una
pareja. Por ejemplo, supongamos que existen dos enlaces de
señalización SLC0 y SLC1 entre la Pareja 1 y la Pareja 2. Si la
Pareja 1 tiene FSN = 5 y la Pareja 2 tiene BSN = 3, entonces la
Pareja 1 sabe que ha enviado todos los mensajes hasta el mensaje 5
incluido a la Pareja 2; la Pareja 2 sabe que ha recibido todos los
mensajes hasta el mensaje 3 incluido. Si se interrumpe el SLC0 y la
Pareja 1 detecta dicha interrupción, la Pareja 1 emite un mensaje de
Conmutación de Orden (COO) a la Pareja 2 solicitando a la Pareja 2
que conmute al enlace SLC1. La pareja 2 responde con COA
(Conmutación Reconocida). En estos mensajes se incluyen los números
BSN sobre la base de los mensajes omitidos que pueden ser
retransmitidos, Por ejemplo, en el caso anterior, los mensajes 4 y 5
tienen que ser retransmitidos a la Pareja 2.
Como un ejemplo adicional, consideremos un caso
en el que la Pareja 1 tiene FSN = 10 y BSN = 6; la Pareja 2 tiene
FSN = 8 y BSN = 5. Supongamos también que existen dos enlaces de
señalización entre la Pareja 1 y la Pareja 2, designados como SLC0 y
SLC1, y que SLC0 se interrumpe como se detecta por la Pareja 1.
Entonces la Pareja 1 emite un mensaje COO utilizando el enlace SLC1
a la Pareja 2 e incluye su BSN (= 6) en el mensaje COO. Cuando la
Pareja 2 recibe este mensaje, compara el BSN recibido con su FSN
interno (= 8) y, por lo tanto, determina que los últimos 2 mensajes
(8 - 6 = 2) tienen que se retransmitidos. La Pareja 2 pone en la
cola de espera los últimos dos mensajes que deben ser retransmitidos
y emite un mensaje COA que contiene el BSN (= 5). La Pareja 1 recibe
el mensaje COA y compara el BSN recibido con su FSN interno (= 10) y
determina que los últimos 5 mensajes (10 - 5 = 5) tienen que ser
retransmitidos. Estos últimos cinco mensajes son colocados en la
cola de espera por la Pareja 1 para que sean retransmitidos a la
Pareja 2.
En formas de realización preferidas, no es
previsible que actúe el mecanismo de reproducción y de recuperación
estándar entre la BS y la MS. De forma abreviada, la BS 107 puede
emitir mensajes al conmutador mandatario que no son recibidos nunca
por el MSC, es decir, mensajes sifonados, y a la inversa, por
ejemplo mensajes MSC que son bloqueados. Por consiguiente, el estado
FSN/BSN básico en la BS y en el MSC no reflejará con exactitud el
estado de todo el sistema.
De acuerdo con ello, en formas de realización
preferidas de la invención, el conmutador mandatario proporciona una
forma nueva de procesamiento por defecto. Con referencia a las
figuras 3 y 7A-B conjuntamente, el conmutador
mandatario crea 705 un conjunto de contadores FSN y BSN para cada
enlace con el MSC 110 y un conjunto de contadores FSN y BSN para
cada enlace con el BS 107. Con referencia particular a la figura 7B,
que muestra un disposición de enlace simple para ilustrar el
concepto, la pareja FSN/BSN 787 en el MSC para el enlace 785 y la
pareja FSN/BSN 789 para el enlace 786 son convencionales. La pareja
787 sigue la pista del número de mensajes emitidos y reconocidos (o
"verificados") sobre el segmento de enlace 785 del MSC; la
pareja 789 sigue la pista de los mismos, pero de la BS. El
conmutador mandatario 300 incluye parejas FSN/BSN 788 y 790. La
pareja 788 sigue la pista del número de mensajes emitidos y
reconocidos en el segmento de enlace 786 del conmutador mandatario
300 hacia la BS 107; la pareja 790 sigue la pista del número de
mensajes emitidos y reconocidos en el segmento de enlace 785 del
conmutador mandatario 300 hacia el MSC 110.
Como se ha aludido anteriormente, no existe
ninguna expectativa de que los valores para la pareja 787 sean
iguales a los valores para 788. Por ejemplo, un mensaje del MSC
puede ser bloqueado para transmisión a la BS 107, como parte de la
lógica normal del conmutador mandatario como se ha descrito aquí.
Bloqueando el mensaje de esta manera, el valor FSN de 787 debería
ser uno mayor que el valor de 788. Además, no existe ninguna
expectativa de que la discrepancia entre FSN y BSN de 787 y FSN y
BSN de 788 sea igual. Por ejemplo, supongamos el caso sencillo de un
mensaje desde el MSC 110 que se supone que es bloqueado en el
conmutador mandatario 300 como una parte de la lógica normal del
conmutador mandatario, como se ha descrito aquí. La discrepancia en
787 será uno hasta que exista un reconocimiento recibido en MSC 110,
pero no existirá ninguna discrepancia en la pareja 788, debido a que
no se emiten mensajes a la BS 107.
A medida que se reciben mensajes en el conmutador
mandatario 300, el conmutador mandatario los intercepta y actualiza
las parejas FSN/BSN como se ha descrito anteriormente.
Si el conmutador mandatario 300 detecta 715 un
mensaje COO desde el MSC 110, que indica que el enlace 785 ha
descendido, entonces el conmutador mandatario 300 intercepta ese
mensaje 720 y no permite que pase a la BS 107. El mensaje COO
incluye la información del BSN de la pareja 787 e identifica un
nuevo enlace (no mostrado) al que debería conmutarse la
señalización. El conmutador mandatario fuerza entonces una
interrupción 725 sobre un enlace 786 entre el conmutador mandatario
y la BS (el enlace 786 corresponde al enlace 785). La interrupción
es simulada de la siguiente manera. Cada pocos milisegundos, las BSs
y los MSCs convencionales envían mensajes llamados "señales de
relleno", que son recibidos y el receptor conoce entonces que los
enlaces están operativos. Si el receptor no obtiene una señal de
relleno en el intervalo de tiempo especificado, supone que existe
una interrupción y envía un mensaje COO. Para simular una
interrupción, una forma de realización de la invención modifica la
máquina de estado de protocolo basado en software para que no emita
la "señal de relleno" y, por lo tanto, señaliza una
interrupción y provoca que se genere un mensaje COO en el conmutador
mandatario (estando relacionada la modificación con el MSC
convencional).
El conmutador mandatario genera un mensaje COO
para la BS 107 con el BSN de la pareja 788, en oposición a la
información del BSN en el mensaje COO original, que contenía
información ara la pareja 787. Este mensaje COO nuevo informa a la
BS del número de mensajes que ha recibido en el enlace
(emulado-interrumpido) (es decir, el BSN de 788). El
mensaje COO generado utiliza un enlace nuevo (no se muestra en la
figura 7B), que se utiliza para la conmutación. Este enlace nuevo
corresponde al enlace de conmutación entre el conmutador mandatario
300 y el MSC 110.
Los números BSN modificados son emitidos 735
entonces a la BS 107 con el nuevo mensaje COO. El mensaje COO es
enviado sobre un enlace no interrumpido. El conmutador mandatario
300 espera entonces y recibe un mensaje COA (de reconocimiento) 740
desde la BS 107, y genera 745 un mensaje COA nuevo. El mensaje COA
nuevo contendrá la información del BSN de la pareja 790, en
oposición a la información de la pareja 789. El mensaje COA nuevo es
emitido 750 al MSC 110.
El conmutador mandatario espera entonces y recibe
la información retransmitida que debe enviarse sobre el enlace nuevo
desde el MSC y desde la BS. Toda información recibida es
retransmitida 755 entonces al destino respectivo o es procesada como
lo sería en el curso ordinario de las cosas (incluida la posibilidad
potencial de ser bloqueado, etc., como se describe aquí. Entonces
termina 799 el flujo lógico.
En la forma de realización anterior, el
conmutador mandatario se basa en la BS p en el MSC para detectar
interrupciones en enlaces de señalización respectivos. La
interrupción en el enlace de señalización es forzada como resultado
de las arquitecturas actuales de la BS; es decir, que se necesitan
interrupciones para crear los eventos necesarios para los mensajes
COO. En otras formas de realización, el conmutador mandatario puede
detectar interrupciones y en respuesta a ellas, el conmutador
mandatario imitaría a un MSC con relación a una BS o imitaría a una
BS con relación a un MSC.
En determinadas formas de realización de la
invención, el conmutador mandatario puede determinar de una manera
dinámica cuándo el sistema puede sacar provecho de los mensajes de
re-dirección (o re-sifonaje) hacia
una red alternativa (ver, por ejemplo, 400, figura 4). Por ejemplo,
en una forma de realización de la invención, el conmutador
mandatario 300 supervisa la anchura de banda de señalización directa
o indirectamente como una medida de la anchura de banda del sistema
(por ejemplo, la anchura de banda de señalización reducida se
traduce en una anchura de banda del sistema reducida). En una forma
de realización, se puede utilizar un mensaje de Conmutación de Orden
(COO) desde el NSC como una señal de congestión en el MSC, o al
menos en el sentido de que la anchura de banda hacia/desde el MSC se
perjudicará hasta que se reactive el enlace afectado y se conmute el
tráfico de nuevo a ese enlace. Por lo tanto, el conmutador
mandatario 300 interpreta un mensaje COO como un evento de
activación desde "tráfico lento" para el MSC y, en respuesta,
inicia el sifonaje del tráfico a una red alterativa que está
conectada en el conmutador mandatario.
Una forma de lógica ejemplar a este respecto se
muestra con referencia a la figura 8. El conmutador mandatario crea
805 un conjunto de contadores FSN y BSN para cada enlace hacia el
MSC 110 y hacia la BS 107. Cada mensaje hacia o desde la BS es
interceptado y los números de la secuencia son actualizados 810 de
una manera correspondiente. Si el conmutador mandatario 300 detecta
815 un mensaje COO desde el MSC 110, entonces el conmutador
mandatario 300 intercepta ese mensaje 820 y no permite que pase
hasta la BS 107. En este caso, el mensaje COO solamente refleja la
conmutación solicitada y no indica qué mensajes deben ser
reproducidos. El conmutador mandatario 300 genera entonces un
mensaje COA 825 con números BSN modificados para el MSC y envía el
mensaje COA 830 hasta el MSC 110. Los números modificados de la
secuencia son los creados por el conmutador mandatario durante el
procesamiento de mensajes, de una manera similar a la descrita
anteriormente. Por lo tanto, el MSC cree ahora que su mensaje COO se
ha llevado a efecto. La anchura de banda de la comunicación entre el
MSC y la BS será menor como consecuencia de la conmutación, puesto
que está disponible menos enlace de señalización.
No obstante, aunque la anchura de banda entre el
conmutador mandatario 300 y el MSC se puede empeorar como resultado
del mensaje COO descrito anteriormente, sin embargo no se perjudica
la anchura de banda entre la BS 107 y el conmutador mandatario 300.
El conmutador mandatario puede aprovecharse con ventaja de este
contexto por medio del sifonaje del tráfico a una red alternativa.
De acuerdo con ello, el conmutador mandatario inicia el sifonaje del
tráfico 835 para el tráfico generado desde el lado de la BS del
conmutador mandatario. Existen muchos tipos de redes alternativas,
que pueden ser utilizadas para transportar tráfico de voz así como
tráfico de datos desde una MS 114 (ver, por ejemplo, la figura 4).
Si existen múltiples tipos de redes alternativas conectadas al
conmutador mandatario, entonces el conmutador mandatario puede
seleccionar el tipo de red alternativa basada en el tipo de
comunicación, por ejemplo, datos o voz. Al inicial el sifonaje, el
conmutador mandatario configura el plano de datos según sea
necesario para enrutar cierto tráfico de circuito portador hacia las
redes alternativas adecuadas (como se explicará más adelante). Por
ejemplo, el conjunto VoIP 404 puede ser configurado con información
extraída desde los mensajes de señalización.
El sifonaje del tráfico continúa durante la
sesión dada. El conmutador mandatario 300 mantiene a continuación
los números FSN, BSN como se ha descrito anteriormente. Los menajes
COO que proceden desde la BS 107 son interceptados entonces y se
genera un mensaje COA y se envía a la BS, manteniendo al mismo
tiempo los contadores FSN y BSN.
Los mensajes COO que proceden desde el MSC 110
son interceptados 850 y son verificados para ver si indican que el
MSC está de nuevo preparado para recibir tráfico sobre el encaje
previamente descendente, es decir, para ver si el mensaje COO es un
mensaje de retorno. Si existe un mensaje de este tipo, el conmutador
mandatario interpreta esto en el sentido de que el MSC puede
procesar de nuevo un nivel más alto de tráfico y realizará acciones
para "reconectar" los enlaces y el tráfico sifonados. (Si el
mensaje COO no es un mensaje de retorno, entonces puede ser, sin
embargo, oro mensaje de conmutación que indica un contexto que se
puede aprovechar del sifonaje del tráfico).
Si existe un mensaje de retorno, se genera un
mensaje COO nuevo con BSNs modificados y lo envía a la BS 107. Los
BSN modificados son los que están mantenidos por el conmutador
mandatario, como se ha descrito anteriormente. El conmutador
mandatario 300 espera entonces y recibe un mensaje COA 865 desde la
BS 107. Entonces se genera 870 un mensaje COA nuevo con números BSN
modificados y se envía 875 al MSC 110. El conmutador mandatario
interrumpe entonces el procedimiento de sifonaje del tráfico. El
plano de control instruye el plano de datos de una manera
correspondiente.
En ciertas formas de realización, la decisión
para sifonar el tráfico puede incluir las otras consideraciones. Por
ejemplo, la red alternativa puede proporcionar a QoS garantías que
pueden ser consideradas por la lógica del conmutador mandatario. En
una forma de realización, el sifonaje se realiza sólo en los límites
de la sesión. De acuerdo con ello, si la llamada puede ser sifonada,
es sifonada en el origen de la llamada.
La descripción anterior se ha basado en la
premisa de que el mensaje COO es emitido como indicación de la red.
En una forma de realización de la invención, la lógica descrita
anteriormente para el sifonaje automático es suplementada con la
lógica del procesamiento por defecto descrita anteriormente con
relación a las figuras 7a-b. En esta forma de
realización, cada vez que el conmutador mandatario 300 recibe un
mensaje COO desde el MSC, lleva a cabo la lógica de reproducción
descrita anteriormente. No obstante, los mensajes COO que proceden
desde la BS son siempre tratados como interrupción en el enlace de
señalización, y la lógica de reproducción es realizada, pero no
sifonada.
En las redes SS7, todos los componentes de la red
son direccionados por números únicos llamados "códigos de
puntos". Por consiguiente, todos los BSCs y MSCs tendrán códigos
de puntos únicos. Un mensaje desde un BSC hacia un MSC contendrá, en
general, un código de punto de destino, por ejemplo, el código de
punto del BSC que originó el mensaje.
Los mensajes emitidos desde el BSC hacia el MSC,
para las llamadas que proceden desde la MS, requieren adicionalmente
que sea asignado un circuito portador para la llamada. Los circuitos
portadores (que pueden transportar voz o datos) son identificados
por Códigos de Identificación de Circuitos (CIC).
Para soportar la operación transparente por el
conmutador mandatario, los códigos de puntos CICs que se desplazan
entre el BSC y el MSC son preservados para todos los mensajes. Este
requerimiento se complica por el hecho de que, aunque algunos de los
circuitos que llevan tráfico portador pasarán de una manera
transparente desde el BSC hasta el MSC, otros circuitos que proceden
desde el BSC serán terminados en el conmutador mandatario, y el MSC
no será consciente de tales terminaciones.
Como se ha indicado anteriormente, algunas redes
truncales 308 están preparadas para la conexión directa entre la BS
y el MSC, mientras que otras redes truncales 312 se conectan con el
conmutador mandatario. De una manera similar, en formas de
realización preferidas, algunos circuitos portadores están
preparados para la conexión directa entre el BS y el MSC ("paso a
través de circuitos" y los circuitos restantes son terminados en
el conmutador mandatario ("circuitos sifonables").
En una forma de realización, en el funcionamiento
normal, el MSC no puede asignar los circuitos sifonables para
algunas llamadas. Cuando es tráfico es sifonado (como se ha descrito
anteriormente), el conmutador mandatario puede asignar un circuito
sifonable para una llamada desde la BS (a través de la comunicación
del CIC adecuado a la BS, y la BS responderá emitiendo la voz o los
datos sobre ese circuito. Como se explicará a continuación, la voz o
los datos pueden ser leídos entonces desde este circuito y pueden
ser pasados hasta una red alternativa, de acuerdo con ello a través
de DACS 402.
Para asegurar la consistencia de la información
en el MSC en el caso de un fallo del conmutador mandatario, en una
forma de realización de la invención, un sistema de gestión de la
red accede a la base de datos CIC en el MSC y marca los circuitos
sifonables, que están disponibles. Como resultado de tal acción, el
MSC pensará que estos circuitos están disponibles para ser
asignados, y la red se comportará de la misma manera que una red
móvil convencional (es decir, una red que carece de conmutador
mandatario).
Cuando el conmutador mandatario se recuperar, el
sistema de gestión de la red accede de nuevo a la base de datos CIC
en el MSC, pero esta vez marca los circuitos sifonables como "no
disponibles". También accede a la base de datos del conmutador
mandatario y marca los circuitos sifonables como "disponibles".
Estos circuitos podrán ser asignados por el conmutador mandatario
como se ha descrito anteriormente. En algunas formas de realización,
los circuitos sifonables puede ser marcados como "no
disponibles" en el MSC y como "disponibles" en el conmutador
mandatario de una manera gradual, de tal forma que el conmutador
mandatario obtiene de una manera gradual el control sobre más
circuitos sifonables.
Para gestionar el desarrollo de la figura 3B, las
técnicas descritas anteriormente tienen que ser suplementadas. En
particular, para gestionar el desarrollo de la figura 3B, el
conmutador mandatario tiene que interceptar los mensajes que
proceden desde la BS y cambiar los puntos de códigos para reflejar
un MSC re-mapeado. En esta forma de realización,
esto se lleva a cabo a un nivel de la sesión de granularidad, lo que
significa que el remapeado hasta un nuevo MSC puede ser determinado
en los límites de la sesión. De una manera alternativa, por ejemplo,
cuando se conecta una MS. Algunas formas de realización llevan a
cabo el mapeado a través de la correlación de los números de serie
del equipo (por ejemplo, incluidos en mensajes cuando se conecta una
MS) con los MSC y sus códigos de puntos correspondientes.
Con referencia conjunta a las figuras 3 y 4, las
formas de realización preferidas del conmutador mandatario 300
incluyen un plano de control 302 y un plano de datos 304. El plano
de control incluye una combinación de hardware de procesamiento y de
software asociado. El plano de datos comprende ampliamente hardware
que es sensible a los comandos que proceden del plano de
control.
El plano de control incluye tarjetas de
señalización programables (por ejemplo, PMC 8260 disponibles a
partir de Force Systems) para recibir la información de señalización
desde enlaces de señalización 312, 314 y para realizar su
procesamiento inicial. Este procesamiento inicial incluye la emisión
y terminación de información sobre los enlaces de señalización y la
extracción, bajo control programático, de información de mensajes
contenidos en los mensajes de señalización. Una vez que la
información de mensajes ha sido recopilada, las tarjetas de
señalización provocan que la información de mensajes sea pasada
hasta una tarjeta de procesador programable (por ejemplo, RPC 3305 y
3306 disponibles a partir de Radisys) que es entonces responsable de
la realización de la funcionalidad del conmutador mandatario en
respuesta a ello, como se ha descrito anteriormente.
El plano de control está construido con
mecanismos pasivos tolerantes al fallo. Estos mecanismos aseguran
que, después de fallos catastróficos del plano de control, los
enlaces de señalización recibidos por un lado del plano de control
serán desviados hacia el otro lado. Por lo tanto, si el plano de
control falla, los enlaces son desviados a través del plano de
control y el BSC y el MSC se pueden comunicar como lo hacen de forma
convencional.
El plano de datos 304 de la forma de realización
ejemplar se muestra en la figura 4. Incluye un DACS 402, un conjunto
Voz sobre IP 404, un módulo de terminación de datos 406 (por
ejemplo, para terminar datos A5 en redes CDMA), un conjunto de relé
PPP 408, y un conjunto de terminación PPP 410. Los varios conjuntos
pueden ser empaquetados sobre uno o más módulos.
El DACS 402 recibe los circuitos portadores de
las redes truncales 306 y termina la información recibida sobre las
redes truncales; también transmite voz y datos sobre esas redes
truncales. Los puertos preparados para los DACS 402 son conectados
al VoIP y al conjunto de terminación de datos 408. El conjunto de
terminación de datos 408, a su vez, está en comunicación con el
conjunto de terminación PPP 410. Además, el plano de datos se puede
utilizar también para conexión a redes alternativas a bases de
circuitos, por ejemplo, para desviar tráfico hacia un MSC de
circuito en otra red regional.
Todas las entidades del plano de datos reciben
comandos de control desde el plano de control 302 a través de
canales de control 401, que se utiliza para transportar información
de acuerdo con H.248 o de acuerdo con el Protocolo de Control de
Acceso de Medios (MGCP). El canal de control, entre otras cosas, se
utiliza para informar al DACS 402 acerca de cómo debe realizarse la
provisión de los circuitos portadores. Por ejemplo, un circuito de
entrada dado desde la BS 107 es mapeado en un puerto de salida hasta
uno de los conjuntos. El canal de control se utiliza también para
transportar información de control hasta los varios conjuntos. Por
ejemplo, la información de señalización contiene información de
control, tal como direcciones IP de destino, que se pueden utilizar
para crear direcciones de destino que son requeridas por el conjunto
VoIP. Esta información será utilizada entonces por el conjunto VoIP
para suministrar la información de voz recibida desde los DACS
empaquetando la información de una manera correspondiente y
emitiéndola de acuerdo con los protocolos adecuados, por ejemplo
RTP/UDP/IP.
El plano de datos está construido con mecanismos
pasivos de tolerancia al fallo. Estos mecanismos aseguran que en el
caso de fallos del plano de datos, las redes truncales recibidas por
un lado de los DACS sean desviadas a redes truncales de salida
conectadas con el MSC. Por lo tanto, si el plano de datos falla,
las redes truncales son desviadas a través del plano de datos y el
BSC y el MSC se pueden comunicar como lo hacen de forma
convencional.
Con referencia conjunta a las figura 9 a 10, en
una forma de realización preferida, el software del plano de control
ejecuta procesos de administrador de la sesión y procedimientos de
comunicación. Los procesos del administrador de la sesión incluyen
un Administrador Mandatario de la Sesión (PSM) 904 y un
Administrador de la Sesión del Núcleo (CSM) 1002. Los procesos de
comunicación incluyen Gestores de Mensajes SS7 (SS7MsgHdlr) 902
a-n y Gestores de Mensajes IP (IPMsgHdlr) 906
a-n. Como los nombres sugieren, los administradores
de la sesión incluyen lógica para gestionar y procesar sesiones de
llamadas, mientras que los gestiones de mensajes incluyen lógica
para procesar mensajes. Los gestiones de mensajes encapsulan la
lógica para gestionar mensajes, de manera que otro software no tiene
que conocer los detalles de procesamiento de los mensajes. De una
manera similar, los administradores de la sesión encapsulan la
lógica para procesar sesiones, de manera que otro software tal como
los gestiones de mensajes no necesitan conocer el estado de la
sesión o similares.
Los procesos SS7MsgHdlr e IPMsgHdlr son
responsables de la aceptación de los mensajes de entrada y de la
emisión de los mensajes de salida. El primero acepta y emite
mensajes de señalización desde y hacia el MSC 110 y/o la BS 107. Los
últimos SS7MsgHdlr e IPMsgHdlr aceptan y emiten mensajes de control
para el plano de datos. El proceso PSM 904 procesa todas las
llamadas o sesiones que son "de paso", o las llamadas no
sifonadas. El proceso CASM 1002 procesa todas las llamadas o
sesiones que están siendo sifonadas por el conmutador mandatario
300. Como tal el proceso CSM 1002 proporciona mucha de la misma
funcionalidad que el MSC de circuito y una BS, en el sentido de que
responde de la misma manera que un MSC a mensajes que proceden desde
la BS, y responde a mensajes que proceden desde la MS como si fuera
una BS. En general, existen múltiples procesos PSM y CSM que se
desarrollan de forma simultánea sobre varias tarjetas de procesador
para proporcionar la capacidad de escala y el rendimiento
necesarios. Se proporcionan procesos de software adicionales para
protección contra fallo y fiabilidad. Éstos son referenciados en
nuestros diagramas como PSM' 904' y CSM' 1002'. La finalidad de
estos procesos "primos" consiste en proporcionar protección
contra fallo para otros procesos PSM y CSM. En una forma de
realización, cada PSM y CSM tiene un proceso PSM'/CSM'
"sombra", que proporciona cobertura "sombra". En el caso
de que falle un proceso PSM o CSM, el proceso PSM'/CSM' sombra
correspondiente está diseñado para hacerse cargo del proceso
fallado.
fallado.
Con referencia a la figura 9, a medida que llegan
mensajes de señalización desde el BSC y el MSC, son procesados por
un SS7MsgHdlr 902a-n, que ejecuta sobre la tarjeta
de procesamiento SS7. Existe un SS7MsgHdlr asociado con cada enlace
de señalización hacia o desde el conmutador mandatario. Las tarjetas
de procesamiento SS7 (mencionadas anteriormente) extraen información
suficiente a partir del mensaje de señalización para identificar un
SS7MsgHdlr correspondiente al que pasa el mensaje de
señalización.
El SS7MsgHdlr recibe los mensajes y asigna un
número de referencia lógico (con preferencia) único a este mensaje.
Este número de referencia es utilizado posteriormente para
identificar mensajes posteriores que pertenecen a la misma
llamada/sesión en curso. El número de referencia lógico asignado se
comunica de retorno con el sistema de software que es ejecutado en
la BS o en el MSC (por ejemplo, la pila de protocolos SCCP) que
utiliza entonces ese número de referencia en todos los mensajes
siguientes que pertenecen a esta llamada/sesión.
Después del procesamiento anterior, el SS7MsgHdlr
902 selecciona entonces un PSM 904 para procesar el mensaje. En una
forma de realización, el SS7MsgHdlr examina el código de puntos del
generador del mensaje y selecciona un PSM que está asociado con ese
código. Por ejemplo, se puede utilizar una tabla para memorizar
tales relaciones.
El PSM 904 determina entonces si este mensaje
está destinado para una llamada/sesión que debe sifonarse. En una
forma de realización, esta determinación se realiza examinando el
campo de opción de servicio que está contenido en el mensaje que
distingue entre sesiones de datos y llamadas de voz. En otra forma
de realización, esta determinación se realiza examinando los números
de la parte que llama y de la parte llamada para asegurarse si ambos
son números de teléfonos móviles. Todavía en otra forma de
realización, esta determinación se realiza examinando el número de
la parte que llama para determinar si la parte que llama ha elegido
un proveedor de servicios VoIP. Una vez que se lleva a cabo la
determinación para sifonar esta llamada/sesión, el PSM 904 pasa el
mensaje al CSM 1002. Si se toma una decisión de no sifonar esta
llamada/sesión, el PSM genera un mensaje que se utiliza para
retornar al MSC o a la BAS a través de los procesos SS7MsgHdlr.
Los procesos PSM 904 se pueden comunicar también
a través de un protocolo interno con los procesos CSM 1002, ver por
ejemplo la figura 10. El protocolo interno de una forma de
realización preferida no tiene estado y se basa en texto. Como se ha
indicado anteriormente, el PSM actúa con aquellas sesiones/llamadas
que no son sifonables. Una vez que encuentra una sesión/llamada que
es sifonable, pasa el contexto de esa sesión/llamada a un proceso
CSM. El proceso CSM es responsable del procesamiento de todas las
llamadas/sesiones que son sifonadas. El CSM se comunica con el Plano
de datos a través de protocolos de control estándar, tales como
H.248 y MGCP (Protocolo de Control de Acceso de Medios).
La arquitectura interna de los procesos PSM y CSM
es similar. Con referencia a la figura 11, los mensajes de entrada
son recibidos por el módulo de interfaz de la red 1102. El módulo de
interfaz de la red emite entonces el mensaje hasta el motor del
protocolo 1104. Por ejemplo, este motor 1104, en las formas de
realización CDMA, es responsable de la codificación y decodificación
de mensajes de acuerdo con el protocolo IS-634. El
módulo de la máquina de estado 1106 es responsable del procesamiento
del mensaje y del registro del estado de acuerdo con el protocolo.
Por ejemplo, bajo un protocolo dado, un mensaje dado significa una
transición de estado conocido bajo ese protocolo. El módulo de la
máquina de estado 1106 incluye la lógica para registrar el estado y
para ejecutar las transiciones de estado.
El módulo de directorio activo 1108 interactúa
con las funciones de gestión de la movilidad externa del MSC y es
responsable de la obtención y de la actualización de perfiles de
abonados y de otros datos de usuarios/abonados. En un MSC
tradicional, el Registro de Localización de Visitantes (VLR) está
colocado típicamente con el MSC; el VLR contiene la información
(perfiles) de los abonados que se están desplazando actualmente
dentro de la zona cubierta por el MSC. Adicionalmente, el MSC está
conectado a otra base de datos, llamado el Registro de Localización
Interno (HLR) que contiene todos los abonados que están
"domiciliados" en la red actual. Típicamente, a medida que un
abonado se desplaza y entra en un área cubierta por el MSC, el MSC
solicita al HLR el envío de los perfiles del abonado y los memoriza
en el VLR (local). Cuando el abonado se desplaza fuera de la zona
cubierta por el MSC (hasta una zona cubierta por otro MSC), este
perfil de abonado es borrado. El módulo de directorio activo en el
conmutador mandatario actúa como un cliente de la base de datos HLR,
solicita perfiles de abonados desde el HLR para abonados que se
desplazan dentro de la zona cubierta por el conmutador mandatario, y
actualiza la base de datos local, es decir, que el módulo de
directorio activo y su base de datos asociada actúan/se comportan
como un VLR tradicional para abonados que se desplazan.
El módulo controlador de acceso de medios (MGC)
1110 interactúa con el plano de datos 304 del conmutador mandatario
a través de protocolos de control abiertos, tales como H.248 y MGCP.
Después de la recepción de una solicitud de actuación desde el
módulo de la máquina de estado IS-634, el MGC 1110
emite un mensaje en el protocolo H.248 o MGC hasta el plano de datos
304 para llevar a cabo las acciones necesarias. En una forma de
realización, el llamado caso TDM-VoIP, estos
mensajes de actuación desde el MGC 1110 hasta el plano de datos dan
instrucciones al plano de datos para recibir tráfico de circuito de
entrada (TDM) en un puerto de entrada y para convertirlo en paquetes
RTP/UDP/IP y lo emite desde uno de los puertos de salida. Por lo
tanto, en esta forma de realización, el tráfico del circuito de
entrada es empaquetado y es emitido como paquetes. Esta forma de
realización podría utilizarse para recibir llamadas de circuito, y
para transportarlas como llamadas Voz sobre IP (VoIP). En otra forma
de realización, el llamado caso TDM-TDM, el MGC 1110
da instrucciones al plano de datos 304 para recibir tráfico de
circuito de entrada (TDM) en el puerto de entrada y para emitirlo
como tráfico de circuito (TDM) desde un puerto de salida. En este
caso, el tráfico de circuito de entrada es preservado como circuito
y es conmutado a una red de circuito alternativa.
Las figuras 12 a 14 se utilizan para ilustrar los
conceptos anteriores con diagramas de arquitectura simplificada. Las
figuras se utilizan para mostrar las varias interacciones de los
procesos de software en respuesta a mensajes de señalización. Los
circuitos portadores están excluidos de algunas de las figuras para
mayor simplicidad. Además, solamente se muestran instancias simples
de los procesos PSM y CSM, como se muestra para mayor
simplicidad.
La figura 12 se utiliza para mostrar el flujo de
control cuando se inicia un mensaje de llamada nuevo desde la BS 107
hacia el MSC 110 y para mostrar una "llamada de paso". Una
llamada de paso es una llamada, en la que el conmutador mandatario
300 no es responsable del procesamiento de la llamada y en la que la
llamada debe dejarse pasar para el procesamiento por el MSC 110. El
conmutador mandatario 300 es transparente para fines de esta llamada
(aunque puede alterar los códigos de puntos, por ejemplo, para
procesar el re-mapeado de los MSC, como se ha
explicado con referencia a la figura 3B). El BS 107 emite 1205 una
solicitud de servicio (tal como una CSR) que está destinada para el
MSC 110. La solicitud de servicio contiene un campo de opción de
servicio que especifica si ésta es una solicitud para una llamada de
voz o una llamada de datos. El conmutador mandatario recibe este
mensaje (puesto que está en la trayectoria de señalización entre el
BSC y el MSC); en particular, el proceso SS7MsgHdlr 902 recibe la
llamada, asigna un número de referencia local único a este mensaje
(éste es el mensaje inicial para una solicitud de llamada
potencialmente en curso) y lo enruta 1210 hasta el proceso PSM 904
para procesamiento posterior. El proceso PSM 904 decodifica el
mensaje de entrada y utilizando la máquina de estado
IS-634 (para formas de realización CDMA) determina
si esta llamada debe ser sifonada (por ejemplo, a una red
alternativa) debe permitirse que sea procesada por el MSC 110.
Puesto que en este ejemplo la llamada no tiene que ser sifonada, el
mensaje es codificado y retornado 1215 hasta el proceso SS7MsgHdlr
902. En una forma de realización, el protocolo de comunicación entre
el proceso SS7MsgHdlr y el proceso PSM es un protocolo sin estado
basado en texto que proporciona un nivel de abstracción (relacionado
con la lógica de la sesión) del protocolo de señalización
subyacente. El proceso SS7MsgHdlr 902 retransmite 1220 entonces el
mensaje IS-634 hasta el MSC 110. El MSC procesa
este mensaje y responde 1225. Esta respuesta es recibida también por
el conmutador mandatario 300, pero puesto que esta respuesta está
relacionada con un llamada en curso, pero no sifonable (como se
determina a partir del número de referencia local asignado al
mensaje de solicitud inicial CSR explicado anteriormente), el
proceso SS7MsgHdlr 902 no transmite este mensaje hasta el PSM 904.
En su lugar, el SS7MsgHdlr envía 1230 este mensaje de una manera
transparente hacia la BS 107. Todas los demás intercambios que están
relacionados con esta llamada están autorizados para pasar de una
manera transparente entre la BS y el MSC, excepto un mensaje de
Liberación de llamada a la conclusión de la llamada. En respuesta a
una Liberación de la Llamada, el conmutador mandatario 300 asegura
que se produce la "interrupción" de la llamada, incluida la
disposición del número de referencia local. El mensaje de liberación
de la llamada es emitido también a la BS 107 por el conmutador
mandatario de manera que la BS puede continuar con su proceso
interrumpido.
La figura 13 se utiliza para mostrar el caso de
un mensaje de llamada iniciado por la BS 107 hacia el MSC 110 y
utilizado también para mostrar redes truncales mandatarias, es
decir, redes truncales que están controladas y asignadas por el MSC
110. La BS 107 envía 1305 una solicitud de servicio destinada para
el MSC 110. El conmutador mandatario recibe este mensaje y el
proceso SS7MsgHdlr 902 recibe la llamada, asigna un número de
referencia local único a este mensaje, y lo enruta 1310 hasta el
proceso 904 para el procesamiento posterior. El proceso PSM 904
decodifica el mensaje de entrada y determina si esta llamada debe
sifonarse (por ejemplo, hacia una red alternativa) o debe permitirse
que sea procesada por el MSC 110. Puesto que en este ejemplo la
llamada no debe sifonarse, el mensaje es codificado y es retornado
1315 al proceso SS7MsgHdlr 902. El proceso SS7MsgHdlr 902
retransmite 1320 entonces el mensaje al MSC 110. El MSC 110 responde
1325 a la solicitud de establecimiento de la llamada asignando un
canal a la llamada (como se ha descrito anteriormente). Esta
asignación de canal es recibida por el conmutador mandatario 300 que
pasa 1330 la asignación al PSM 904 que, a su vez, responde 1335 que
ha sido registrada esta asignación 1330. El conmutador mandatario
transmite 1340 entonces la solicitud de asignación de canal hacia
delante hacia el BS 107. Se permite que todos los intercambios
adicionales que están relacionados con esta llamada entre el BSC y
el MSC pasen de una manera transparente a través del conmutador
mandatario hasta el mensaje de liberación de la llamada. La
liberación de la llamada activa el proceso de interrupción en el
conmutador mandatario.
La figura 14 se utiliza para mostrar el caso de
una "llamada sifonada". Una llamada sifonada es una llamada
iniciada por la BS 107 que es interceptada y redirigida hacia una
red alternativa por el conmutador mandatario. En tal ejemplo, toda
la señalización debe ser procesada por el conmutador mandatario y
las redes truncales que transportan tráfico de usuario deben
controlarse por el conmutador mandatario. La BS 107 envía 1405 una
solicitud de servicio destinada para el MSC 110. El conmutador
mandatario recibe este mensaje y asigna un número de referencia
local único a este mensaje, y lo enruta 1410 hacia el proceso PSM
904 para procesamiento posterior. El proceso PSM 904 decodifica el
mensaje de entrada y utilizando la máquina de estado
IS-634 (para formas de realización CDMA) determina
que la llamada debe ser sifonada. Puesto que en este ejemplo la
llamada debe ser sifonada a una red alternativa, el PSM transmite
1415 el mensaje al proceso CSM 1002. El proceso CSM 1002 inicia
ahora el comportamiento como un MSC convencional y emite 1420 una
asignación de canal para esta llamada, asignando una red truncal
entre la BS y el plano de datos del conmutador mandatario. La
asignación de canal es enviada 1435 entonces hacia el SS7MsgHdlr.
El proceso SS7MsgHdlr transmite 1430 esta asignación de canal a la
BS, de manera que la BS puede utilizarla para tráfico de usuario. El
CSM envía también un mensaje al plano de datos del conmutador
mandatario (como se ha descrito anteriormente utilizando protocolos
H.248 o MGCP) dirigiéndolo para recibir tráfico de usuario de
entrada sobre el canal asignado y dirigiéndolo hacia una red
alternativa. Como se ha explicado anteriormente, en una forma de
realización, la red alternativa puede ser una red IP. Todos los
demás intercambios se producen entre el BSC y el proceso CSM hasta
que el comando de liberación de la llamada es emitido por el MSC
provocando una liberación de recursos (el proceso de
interrupción).
En otra forma de realización, la arquitectura del
software solamente puede utilizar proceso individual para realizar
funciones mandatarias en lugar de utilizar dos procesos diferentes
(PSM y CSM). En tal forma de realización, el proceso PSM por sí solo
determina, como se ha indicado anteriormente, si se permite que una
llamada sifonable continúe hasta el MSC. Si se trata de una llamada
sifonable, el PSM propiamente dicho procesa la llamada y envía y
acepta mensajes desde la BS 107 y desde el MSC 110. En otras
palabras, el PSM en tal forma de realización actúa como un MSC y
como una BS y procesa todos los mensajes de señalización a este
respecto. Como tal, el proceso PSM proporciona una gran cantidad de
la misma funcionalidad que el MSC de circuito y una BS 107 en el
sentido de que responde de la misma manera que un MSC a mensajes que
proceden desde la BS 107 y responde a mensajes que proceden desde la
MS como si fuera una BS 107. En general, existen múltiples procesos
PSM que son ejecutados al mismo tiempo sobre varias tarjetas de
procesador para proporcionar la capacidad de escala y rendimiento
necesarios. Se proporcionan procesos de software adicionales para
resistencia a fallo y fiabilidad. La finalidad de estos procesos
consiste en proporcionar resistencia al fallo para otros procesos
PSM. En una forma de realización, cada PSM tiene un proceso
"sombra" que proporciona una cobertura "sombra". En el
caso de que un proceso PSM falle, el proceso sombra correspondiente
está diseñado para asumir el proceso fallado.
Todas las formas de realización anteriores
facilitan la realización de un conmutador transparente. No obstante,
subconjuntos de funcionalidad proporcionan ventajas sobre el estado
de la técnica. Por ejemplo, un conmutador que es parcialmente
visible para la red puede ofrecer todavía muchas de las ventajas
descritas anteriormente.
Además, las formas de realización han sido
descritas, en parte, con relación a protocolos CDMA, pero las formas
de realización se pueden modificar también para trabajar con GSM,
IS-136 y/u otros protocolos 2G y 3G.
La conexión de redes truncales desde el
conmutador mandatario hasta el MSC es opcional.
Habiendo descrito una forma de realización
ejemplar, sería evidente para los técnicos ordinarios en la materia
que se pueden realizar cambios en la forma de realización descrita
sin apartarse del alcance de la invención.
Claims (5)
1. Un método para proporcionar el procesamiento
de fallos en una red de comunicaciones móviles que tiene al menos un
subsistema de estaciones de base, referido en adelante como BS
(107), al menos una estación móvil, referida en adelante como MS
(114), al menos un centro de conmutación móvil, referido en adelante
como MSC (110), y al menos un conmutador (300) en comunicación con
al menos uno de los subsistemas de estaciones de base (107) y al
menos uno de los MSCs (110), comprendiendo el método la siguientes
etapas:
- el conmutador (300) proporciona un contador de números de secuencia hacia delante, referido en adelante como FSN y un contenedor de números de secuencia hacia atrás, referido en adelante como BSN para comunicación con el MSC (110);
- el conmutador (300) proporciona un contador de números de secuencia hacia delante FSN y un contador de números de secuencia hacia atrás BSN para comunicación con la BS (107);
- el conmutador (300) recibe mensajes desde el MSC (110) y la BS (107) y mantiene la pareja correspondiente de FSN y BSN de acuerdo con los mensajes;
- el conmutador (300) detecta si un mensaje recibido es un mensaje de cambio de orden, referido en adelante como COO, desde uno de entre el MSC (110) y la BS (107), que indica una interrupción en un primer enlace de señalización entre el conmutador y uno de entre el MSC (110) y la BS (107);
- el conmutador (300) fuerza una interrupción en un segundo enlace de señalización entre el conmutador (300) y el otro de entre el MSC (110) y la BS (107), en el que el segundo enlace de señalización está configurado para corresponder con el primer enlace de señalización;
- el conmutador (300) genera y emite un nuevo mensaje COO al otro de entre el MSC (110) y el BS (107); y
- el conmutador (300) genera y emite un nuevo mensaje COA a uno de entre el MSC (110) y el BS (107), en el que el nuevo mensaje COA contiene el BSN mantenido por el conmutador (300) para la comunicación con uno de entre el MSC (110) y la BS (107).
2. El método de la reivindicación 1, que
comprende, además, la etapa siguiente:
el conmutador (300) recibe información
retransmitida desde cada uno de entre el MSC (110) y la BS (107) y
transmite la información retransmitida al otro de entre el MSC (110)
y la BS (107).
3. El método de la reivindicación 1, en el que el
mensaje COO desde uno de entre el MSC (110) y la BS (107) indica un
primer enlace de señalización nuevo, en el que deberían recibirse
mensajes, y en el que el mensaje COO desde el otro de entre el MSC
(110) y la BS (107) indica un segundo enlace de señalización nuevo,
en el que deberían recibirse mensajes, y en el que el método
comprende, además, las siguientes etapas:
el conmutador (300) analiza el BSN en el COA
desde el otro de entre el MSC (110) y la BS (107) en comparación con
el FSN del segundo enlace de señalización; y
el conmutador (300) retransmite mensajes que
corresponden a diferencias entre el BSN en el COA y el FSN del
segundo enlace de señalización.
4. Un conmutador mandatario (300) para uso en una
red de comunicación móvil que tiene al menos un centro de
conmutación móvil MSC (110) y al menos un subsistema de estaciones
de base BS (107), en el que el MSC (110) y la BS (107) se comunican
cada uno de ellos mensajes de señalización de acuerdo con un
protocolo de señalización móvil, comprendiendo el conmutador
mandatario (300):
- una lógica de procesamiento de mensajes de señalización para recibir mensajes de señalización desde el MSC (110) y la BS (107) de acuerdo con dicho protocolo de señalización móvil;
- una lógica de transmisión de mensajes para la emisión de mensajes al MSC (110) y a la BS (107);
- un contador de números de secuencia hacia delante FSN y un contador de números de secuencia hacia atrás BSN para la comunicación con el MSC (110);
- un contador de números de secuencia hacia delante FSN y un contador de números de secuencia hacia atrás BSN para la comunicación con la BS (107);
- una lógica para detectar si un mensaje recibido es un mensaje de cambio de orden COO desde uno de entre el MSC (110) y la BS (107), que indica una interrupción en el primer enlace de señalización entre el conmutador mandatario y uno de entre el MSC (110) y la BS (107), respectivamente, y para generar y emitir un mensaje COA a uno de entre el MSC (110) o la BS (107), que contiene el BSN mantenido por el conmutador (300) para la comunicación con el MSC (110) o bien con la BS (107); y
- una lógica de emulación de errores para forzar una interrupción en un segundo enlace de señalización entre el conmutador mandatario (300) y el otro de entre el MSC (110) y la BS (107), en la que el segundo enlace de señalización está configurado para corresponder al primer enlace de señalización, y para generar y emitir un nuevo mensaje de COO hasta el otro de entre el MSC (110) y la BS (107), respectivamente.
5. El conmutador mandatario (300) de la
reivindicación 4, que comprende, además:
una lógica de retransmisión de mensajes para
comparar el BSN en un COA con el FSN del enlace correspondiente y
para retransmitir mensajes que corresponden a diferencias entre el
BSN en el COA y el FSN.
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