ES2241067T3 - Dispositivo de red celulara de banda ancha. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de red celular de banda ancha, que comprende una unidad (1) de control de estaciones base adaptada para controlar la distribución de tráfico celular en modo de transferencia asíncrono que consta de células en modo de transferencia asíncrono, y unos medios (3) de conmutación de modo de transferencia asíncrono adaptados para conmutar tráfico celular en modo de transferencia asíncrono, caracterizado porque el dispositivo comprende además un controlador (2) de modo de transferencia asíncrono conectado a y que es controlado por dicha unidad (1) de control de estaciones base, los medios (3) de conmutación de modo de transferencia asíncrono están conectados a y son controlados por dicho controlador (2) de modo de transferencia asíncrono, y el controlador (2) de modo de transferencia asíncrono está dispuesto para proporcionar una interfaz con vistas a convertir órdenes emitidas por la unidad (1) de control de estaciones base en órdenes que provoquen acciones de conmutación de los medios(3) de conmutación de modo de transferencia asíncrono.
Description
Dispositivo de red celular de banda ancha.
La presente invención se refiere a un dispositivo
para controlar el tráfico celular en un sistema de comunicaciones
móviles basado en la tecnología del modo de transferencia asíncrono,
y se refiere también a un controlador de estaciones base que utiliza
dicho dispositivo.
En los últimos años, el Sistema Global para
Comunicaciones Móviles (GSM) y otras redes celulares han crecido
rápidamente por todo el mundo. Así, un número creciente de abonados
ha conducido a un incremento correspondiente del ancho de banda en
las redes con concentración de enlaces de sistemas celulares tales
como subsistemas de estaciones base (BSS) en el GSM.
Las Figs. 5a y 5b muestran esquemáticamente
ejemplos de partes de redes con concentración de enlaces en sistemas
de comunicaciones móviles. En dichas redes con concentración de
enlaces, un centro de conmutación de servicios móviles MSC y un
registro de posiciones visitantes VLR asociado están conectados a un
controlador de estaciones base BSC. A su vez, el controlador de
estaciones base BSC está conectado a una estación transceptora base
BTS, la cual está acoplada a estaciones móviles (no mostradas) en
los respectivos usuarios finales. El controlador de estaciones base
BSC y la estación transceptora base BTS constituyen un denominado
subsistema de estaciones base BSS, el cual en las Figs. 5a y 5b se
indica por medio de líneas de trazos.
Más detalladamente, en la Fig. 5a se ilustra
parte de una red con concentración de enlaces basada en la
modulación por impulsos codificados (PCM) convencional, en la que
los enlaces de acoplamiento, es decir, las conexiones entre
elementos de la red, y la conmutación en el controlador de
estaciones base BSC se basan todas ellas en la PCM.
No obstante, recientemente la integración de
estaciones móviles tales como teléfonos móviles y de la comunicación
de datos ha dado origen a la introducción de servicios de datos
nuevos como, por ejemplo, el Servicio de Mensajes Cortos (SMS) o el
acceso a Internet usando una estación móvil. Junto con ellos,
actualmente se puede observar una demanda creciente de sustitución
de estas redes PCM convencionales de banda estrecha por sistemas de
comunicaciones de banda ancha.
Como tecnología futura de transferencia de datos
para ser usada en sistemas de comunicaciones de banda ancha, se ha
propuesto el modo de transferencia asíncrono, al que de forma
abreviada se hace referencia también como ATM.
La idea básica del modo de transferencia
asíncrono es la transferencia de datos en paquetes de datos pequeños
que tienen un tamaño fijo. A estos paquetes de datos se les denomina
células. Un flujo de dichas células representa una conexión de canal
virtual VCC entre usuarios finales respectivos. La naturaleza
virtual de la conexión se origina a partir del hecho de que las
células se transfieren únicamente cuando se dispone de datos a
enviar. De este modo, en contraposición a los sistemas conocidos
orientados a conexión, los recursos no se usan cuando no hay
presente una carga útil.
El modo de transferencia asíncrono también
resulta adecuado para transferir datos por paquetes en, por ejemplo,
redes GSM. En relación con esto, se han propuesto los Servicios
Generales de Radiocomunicaciones por Paquetes (GPRS), en los cuales
a través de una interfaz de radiocomunicaciones GSM se transfieren
paquetes de datos como, por ejemplo, tráfico IP.
No obstante, con un subsistema de estaciones base
convencional basado en PCM como el mostrado en la Fig. 5a, dichos
paquetes de datos en primer lugar se deben transformar al formato
PCM en la estación transceptora base BTS y a continuación se vuelven
a transformar en el formato de paquetes antes de ser enviados a las
redes públicas de datos por paquetes tales como, por ejemplo,
Internet. También se deben realizar las mismas transformaciones para
paquetes de datos que viajan en la dirección opuesta, es decir,
desde las redes públicas de datos hacia la estación transceptora
base BTS. Mediante el uso de procedimientos en modo de transferencia
asíncrono, se puede evitar esta transformación de datos, y por otra
parte es posible encaminar directamente paquetes de datos en células
en modo de transferencia asíncrono desde el subsistema de estaciones
base BSS a redes públicas basadas en el modo de transferencia
asíncrono.
Para usar el modo de transferencia asíncrono en
la red con concentración de enlaces de un sistema GSM, se deben
sustituir por enlaces ATM por lo menos los enlaces PCM
convencionales entre elementos de red respectivos. En la disposición
resultante, a continuación los elementos de red GSM basados en la
PCM común se conectan por medio de enlaces ATM, de los cuales se
muestra un ejemplo en la Fig. 5b.
Dicha técnica se denomina Servicios de Emulación
de Circuitos (CES), la cual, no obstante, no constituye todavía una
realización eficaz del ATM, ya que el controlador de estaciones base
BSC y, por lo tanto, el subsistema de estaciones base BSS no
soportan en este caso la conmutación ATM.
El documento
EP-A-0 801 513 da a conocer un
puerto de radiocomunicaciones que proporciona un acceso de datos
independiente a una infraestructura basada en ATM a través de un
conmutador ATM. Además, el documento
EP-A-0 729 282 da a conocer un
circuito de control para controlar un procesador ATM
multiplexor/demultiplexor. Adicionalmente, el documento
EP-A-0 749 259 da a conocer un
dispositivo de red celular de banda ancha según se define en el
preámbulo de la reivindicación 1, en el que los medios de
conmutación ATM son controlados por una unidad de procesador PBS que
se basa en un gestor de conexión de software.
Por esta razón, es un objetivo de la presente
invención proporcionar un dispositivo que sea capaz de soportar la
conmutación ATM en el nivel de los subsistemas de estaciones base y,
por lo tanto, que implemente una realización eficaz del modo de
transferencia asíncrono en redes de comunicaciones móviles.
A la vista de las ampliaciones futuras que se
esperan en dichas redes de comunicaciones móviles, la presente
invención también proporcionará un dispositivo que se pueda
fabricar, instalar y mantener con unos costes reducidos. La
tecnología del modo de transferencia asíncrono también puede
proporcionar un gran aumento de la capacidad en comparación con la
tecnología PCM. Por lo tanto, se puede reducir el número de líneas
físicas en los subsistemas de estaciones base.
Este objetivo se alcanza por medio de un
dispositivo de red celular de banda ancha según se define en la
reivindicación 1.
Con la configuración anterior, se implementa un
dispositivo de red celular de banda ancha basado en el modo de
transferencia asíncrono combinando las funciones de una unidad
controladora de estaciones base con un conmutador de modo de
transferencia asíncrono.
El dispositivo es capaz de ejecutar la
conmutación en modo de transferencia asíncrono en un subsistema de
estaciones base y por otra parte representa unos costes reducidos
para un controlador de estaciones base basado en el modo de
transferencia asíncrono con vistas a ser usado en redes celulares
basadas en el modo de transferencia asíncrono.
Otras formas de realización de la presente
invención son objeto de las reivindicaciones dependientes
adjuntas.
Preferentemente, dicha unidad de estación base
proporciona una implementación de entre implementaciones de
software, hardware o mixta software/hardware de funciones del
controlador de estaciones base y comprende unos medios de
instrucciones del controlador de modo de transferencia
asíncrono.
El controlador de modo de transferencia asíncrono
está dispuesto para proporcionar una interfaz con vistas a convertir
órdenes emitidas por la unidad controladora de estaciones base en
órdenes que provoquen acciones de conmutación de los medios de
conmutación de modo de transferencia asíncrono.
De forma ventajosa, el controlador de modo de
transferencia asíncrono está adaptado para utilizar señalización
basada en el modo de transferencia asíncrono y para proporcionar
órdenes de control con vistas a controlar hardware de conexión de
los medios de conmutación de modo de transferencia asíncrono.
Según una evolución adicional, el controlador de
modo de transferencia asíncrono está dispuesto para comprender por
lo menos dos capas funcionales, siendo una de las capas funcionales
una capa superior, relacionada con la red celular, adaptada para
realizar funciones relacionadas con la red celular, y siendo una de
las capas funcionales una capa inferior, relacionada con el modo de
transferencia asíncrono, adaptada para realizar funciones
relacionadas con los medios de conmutación del modo de transferencia
asíncrono.
De este modo, la capa funcional inferior del
controlador de modo de transferencia asíncrono está dispuesta de
forma ventajosa para controlar el hardware de conmutación de los
medios de conmutación del modo de transferencia asíncrono.
Además, el controlador de modo de transferencia
asíncrono puede estar adaptado para ser un controlador del Protocolo
de Gestión General de Conmutadores. En ese caso, los medios de
conmutación del modo de transferencia asíncrono están adaptados para
soportar dicho Protocolo de Gestión General de Conmutadores.
A continuación, se describirá más detalladamente
la invención por medio de formas de realización preferidas haciendo
referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la Fig. 1 ilustra esquemáticamente una red de
comunicaciones móviles que usa enlaces en modo de transferencia
asíncrono y una conmutación de modo de transferencia asíncrono;
la Fig. 2 ilustra el dispositivo de red celular
de banda ancha según una primera forma de realización preferida;
la Fig. 3 ilustra el dispositivo de red celular
de banda ancha de acuerdo con una segunda forma de realización
preferida;
la Fig. 4 ilustra el dispositivo de red celular
de banda ancha según una tercera forma de realización preferida;
la Fig. 5a muestra esquemáticamente parte de una
red conocida de comunicaciones móviles que usa enlaces PCM y
conmutación PCM; y
la Fig. 5b muestra esquemáticamente parte de una
red de comunicaciones móviles propuesta que usa enlaces ATM y
conmutación PCM.
La Fig. 1 ilustra esquemáticamente parte de una
red de comunicaciones móviles, por ejemplo, una red GSM, que
comprende sustancialmente los mismos componentes básicos que los
correspondientes a las Fig. 5a y 5b, aunque en esta ocasión
proporcionando enlaces ATM y conmutación ATM en el propio
controlador de estaciones base BSC.
Es decir, los enlaces PCM convencionales tanto
entre el centro de conmutación de servicios móviles MSC y el
registro de posiciones de visitantes VLR asociado y el controlador
de estaciones base BSC como entre el controlador de estaciones base
BSC y la estación transceptora base BTS se sustituyen por enlaces
ATM. Adicionalmente, el controlador de estaciones base BSC como
elemento de conmutación central en el subsistema de estaciones base
BSS está adaptado para realizar la conmutación ATM.
La Fig. 2 ilustra un controlador de estaciones
base BSC como dispositivo de red celular de banda ancha según una
primera forma de realización preferida. El dispositivo comprende una
unidad controladora de estaciones base o unidad BSC 1,
respectivamente, un controlador 2 de modo de transferencia asíncrono
o ATM y un conmutador 3 de modo de transferencia asíncronoa ATM.
La unidad BSC 1 está conectada al controlador ATM
2 y puede constar de un software puro, y un hardware puro o una
implementación mixta de software/hardware de un controlador de
estaciones base BSC común. La unidad BSC 1 proporciona funciones
normales del controlador de estaciones base tales como procesado de
traspasos, señalización GSM, etcétera, y, si fuera necesario,
también toma decisiones sobre las interconexiones individuales de
canales de tráfico o canales de señalización.
La diferencia principal entre esta unidad BSC 1 y
un controlador de estaciones base convencional basado en PCM
consiste en que no existe ningún conmutador de grupo PCM ni las
funciones correspondientes del controlador en la unidad BSC 1. En
cambio, la unidad BSC 1 comprende medios (no mostrados) para dar
instrucciones al controlador ATM 2. En relación con esto, la unidad
BSC 1 puede estar dispuesta en forma de una implementación de
software puro la cual emule funciones del controlador de estaciones
base de hardware, o puede estar dispuesta en forma de una
implementación mixta que use parte del hardware de un controlador de
estaciones base común.
El controlador ATM 2 está conectado al conmutador
ATM 3 y de este modo proporciona una interfaz para que la unidad BSC
1 emita órdenes para conectar o desconectar canales de tráfico que
pasan a través del conmutador ATM 3. Adicionalmente, el controlador
ATM 2 también proporciona órdenes adecuadas para que el conmutador
ATM 3 permita que su hardware establezca las conexiones requeridas,
y puede incluir adaptaciones específicas de fabricantes de equipos
originales (OEM) requeridas para hacer que el conmutador ATM 3
funcione correctamente.
El conmutador ATM 3 forma el elemento de
conmutación real de hardware ATM. Está controlado por el controlador
ATM 2 usando bien una interfaz normalizada como, por ejemplo, el
Protocolo de Gestión General de Conmutadores (GSMP), o bien una
solución particular correspondiente.
Los enlaces ATM que acoplan el conmutador ATM 3 a
los elementos de red respectivos llegan al conmutador ATM 3 y
abandonan el mismo por los puertos respectivos de entrada y salida
de dicho conmutador. Por lo tanto, la función principal del
conmutador ATM 3 es conectar un canal virtual (VC) que entra por un
puerto de entrada a uno o una pluralidad de canales virtuales que
salen por uno o una pluralidad de puertos de salida del mismo. De
este modo, la conmutación de puertos realizada por el conmutador ATM
3 es capaz de producir un funcionamiento multidifusión, y el mismo
se indica esquemáticamente por medio de líneas de puntos.
La Fig. 3 ilustra el dispositivo de red celular
de banda ancha de acuerdo con una segunda forma de realización.
Aunque la unidad BSC 1 y el conmutador ATM 3 se
corresponden fundamentalmente con los correspondientes usados en la
primera forma de realización descrita anteriormente, en este caso el
controlador ATM 2 está separado en dos capas funcionales. No
obstante, se entiende que el número de capas no se limita a dos,
sino que puede ser cualquier número adecuado para realizar las
funciones a ejecutar por el controlador ATM 2.
En la estructura de dos capas mostrada, el
controlador ATM 2 incluye una capa superior 2a y una capa inferior
2b. Según el sistema GSM que sirve como red de comunicaciones
móviles ilustrativa, la capa superior 2a constituye una capa
relacionada con el GSM que se ocupa de la conversión de la
señalización y otros aspectos relacionados con el GSM, tal como se
muestra en la Fig. 3, y da instrucciones a la capa inferior 2b sobre
qué puertos y/o canales virtuales se deben interconectar o conmutar,
respectivamente, en el conmutador ATM 3. Por consiguiente, la capa
inferior 2b se ocupará de otras tareas, por
ejemplo,
relacionadas con conmutadores ATM, tales como el mantenimiento y la gestión de errores del conmutador ATM 3.
relacionadas con conmutadores ATM, tales como el mantenimiento y la gestión de errores del conmutador ATM 3.
La Fig. 4 ilustra el controlador de estaciones
base como dispositivo de red celular de banda ancha según una
tercera forma de realización.
Aunque la unidad BSC se corresponde nuevamente
con la de la primera forma de realización, en este caso, en lugar de
los controladores ATM 2 según la primera y la segunda formas de
realización, se utiliza un controlador 2 de Protocolo de Gestión
General de Conmutadores (GSMP), y el conmutador ATM 3 está adaptado
para soportar el GSMP usado por el controlador GSMP 2.
El GSMP, el cual ha sido publicado recientemente
con la referencia RFC1987 por el Grupo de Trabajo de Ingeniería de
Internet, es un protocolo de función general que proporciona una
interfaz para controlar un conmutador ATM 3 basado en hardware. El
GSMP permite que un controlador establezca y libere conexiones a
través del conmutador ATM 3, que añada y elimine hojas en una
conexión punto-a-multipunto, que
gestione los puertos individuales del conmutador ATM 3, y que
solicite información y estadísticas de la configuración.
Según la tercera forma de realización, se
proporciona un controlador de estaciones base BSC basado en ATM que
comprende una combinación de una unidad controladora de estaciones
base y un conmutador GSMP usando un controlador GSMP entre ellos.
Esta disposición proporciona una construcción rápida y al mismo
tiempo económica de un controlador de estaciones base BSC basado en
ATM. En esta construcción, es posible combinar la unidad BSC 1 con
cualquier tipo de conmutador GSMP. De esta manera, se puede usar
hardware de una variedad de fabricantes diferentes, y la capacidad
de la red subyacente se puede incrementar fácilmente cuando en el
subsistema de estaciones base BSS se introduzcan estaciones
transceptoras base BTS y transceptores (TRX) adicionales (no
mostrados).
Debería entenderse que la descripción anterior y
las figuras adjuntas están destinadas únicamente a ilustrar la
presente invención. De este modo, el dispositivo según la invención
también se puede usar en redes que sean diferentes a la GSM a la que
se hace referencia como ejemplo. Las formas de realización
preferidas de la invención también pueden variar dentro del alcance
de las reivindicaciones adjuntas.
Claims (7)
1. Dispositivo de red celular de banda ancha, que
comprende
una unidad (1) de control de estaciones base
adaptada para controlar la distribución de tráfico celular en modo
de transferencia asíncrono que consta de células en modo de
transferencia asíncrono, y
unos medios (3) de conmutación de modo de
transferencia asíncrono adaptados para conmutar tráfico celular en
modo de transferencia asíncrono,
caracterizado porque
el dispositivo comprende además un controlador
(2) de modo de transferencia asíncrono conectado a y que es
controlado por dicha unidad (1) de control de estaciones base,
los medios (3) de conmutación de modo de
transferencia asíncrono están conectados a y son controlados por
dicho controlador (2) de modo de transferencia asíncrono, y
el controlador (2) de modo de transferencia
asíncrono está dispuesto para proporcionar una interfaz con vistas a
convertir órdenes emitidas por la unidad (1) de control de
estaciones base en órdenes que provoquen acciones de conmutación de
los medios (3) de conmutación de modo de transferencia
asíncrono.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que dicha unidad (1) de control de estaciones base proporciona una
implementación de entre implementaciones de software, hardware o
mixta software/hardware de funciones del controlador de estaciones
base y comprende unos medios de instrucciones del controlador de
modo de transferencia asíncrono adaptados para dar instrucciones al
controlador (2) de modo de transferencia asíncrono.
3. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que el controlador (2) de modo de transferencia asíncrono está
adaptado para utilizar señalización basada en el modo de
transferencia asíncrono y para proporcionar órdenes de control con
vistas a controlar hardware de conexión de los medios (3) de
conmutación de modo de transferencia asíncrono.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 ó 3, en el que el controlador (2) de modo de transferencia
asíncrono está dispuesto para comprender por lo menos dos capas
funcionales, siendo una de las capas funcionales una capa superior
(2a), relacionada con la red celular, adaptada para realizar
funciones relacionadas con la red celular, y siendo una de las capas
funcionales una capa inferior (2b), relacionada con el modo de
transferencia asíncrono, adaptada para realizar funciones
relacionadas con los medios de conmutación del modo de transferencia
asíncrono.
5. Dispositivo según la reivindicación 4, en el
que la capa funcional inferior (2b) del controlador (2) de modo de
transferencia asíncrono está dispuesta para controlar el hardware de
conmutación de los medios (3) de conmutación del modo de
transferencia asíncrono.
6. Dispositivo según la reivindicación 1, en el
que el controlador (2) de modo de transferencia asíncrono está
adaptado para ser un controlador del Protocolo de Gestión General de
Conmutadores (GSMP), y en el que los medios (3) de conmutación del
modo de transferencia asíncrono están adaptados para soportar dicho
Protocolo de Gestión General de Conmutadores.
7. Controlador de estaciones base (BSC) para ser
usado en subsistemas de estaciones base (BSS) en redes celulares
basadas en el modo de transferencia asíncrono, que comprende el
dispositivo de red celular de banda ancha según una de las
reivindicaciones anteriores.
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