ES2249325T3 - Sistema de red celular hibrida y procedimiento de comunicaciones. - Google Patents
Sistema de red celular hibrida y procedimiento de comunicaciones.Info
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Abstract
Subsistema de estación base para su utilización en un sistema de telecomunicaciones inalámbricas móviles, caracterizado porque el subsistema comprende: por lo menos un transceptor de estación base (32), que se comunica, a través de una interfaz aérea basada en CDMA, con una pluralidad de estaciones móviles (22, 24; 52, 54) que funcionan según una pluralidad de reglas de protocolo diferentes e incluyen por lo menos una primera estación móvil (22; 52), que funciona según una primera regla de protocolo, y por lo menos una segunda estación móvil (24; 54), que funciona según una segunda regla de protocolo y un gestor de radiobúsqueda/acceso (36) que, para cada llamada entre el subsistema de estación base (20; 50) y una de las estaciones móviles (22, 24; 52, 54), encamina la llamada por medio de una red (26, 28, 30; 56, 58, 60) sensible a la regla de protocolo de la estación móvil (22, 24; 52, 54), siendo utilizados un canal de sincronización común y un canal de radiobúsqueda común para la primera y la segunda estaciones móviles (22, 24; 52, 54) en por lo menos una célula para admitir una condición en la que la primera y la segunda estaciones móviles (22, 24; 52, 54) toman posición en dicha por lo menos una célula.
Description
Sistema de red celular híbrida y procedimiento de
comunicaciones.
La presente invención se refiere en general a las
telecomunicaciones inalámbricas y, en particular, a las redes
telefónicas celulares avanzadas.
El Sistema Global para Telecomunicaciones Móviles
(GSM) se utiliza en las redes telefónicas celulares de muchos países
de todo el mundo. Las normas GSM definen las pilas de protocolos de
comunicación, construidas en una capa física de acceso múltiple por
división del tiempo (TDMA), que se utilizan en la transmisión de
tráfico de señalización y del usuario entre los elementos de la red.
Estos elementos incluyen unidades de abonado (conocidas como
estaciones móviles o MS) y subsistemas de estación base (BSS). El
protocolo de red de norma GSM se denomina GSM-MAP
(protocolo de aplicación móvil), y la interfaz entre los BSS y la
red se denomina interfaz A GSM.
El acceso múltiple por división del código (CDMA)
es una tecnología de comunicaciones digitales mejorada, que ofrece
una utilización más eficaz del ancho de banda de radio que la
tecnología TDMA, así como un enlace más fiable y sin desvanecimiento
entre los abonados de los teléfonos celulares y las estaciones base.
La regla CDMA principal es la regla TIA/EIA-95
(denominada comúnmente IS-95), publicada por la
Asociación de industrias de telecomunicación (TIA). La regla
IS-95 define sus propias pilas de protocolos,
construidas en una capa física CDMA, y un modelo de señalización
para el procesamiento de llamadas que es compatible con la regla de
red TIA/EIA-41 (IS-41). La interfaz
entre los BSS CDMA y la red es definida por la regla
TIA/EIA-634 (IS-634).
Debido a que la interfaz aérea CDMA
IS-95 se basa en una tecnología fundamentalmente
distinta a la de la interfaz TDMA GSM, existen diferencias
sustanciales entre las pilas de protocolos convencionales
IS-95 y GSM, así como entre las reglas de red
orientadas a GSM y CDMA, tales como la regla
IS-41.
La solicitud de patente PCT nº PCT/US96/20764,
que se incluye en la presente memoria a título de referencia,
describe un sistema de telecomunicaciones inalámbricas que utiliza
una interfaz aérea CDMA para implementar servicios y protocolos de
red GSM. Mediante este sistema, algunas o todas las estaciones base
TDMA y las unidades de abonado de una red GSM son sustituidas o
complementadas por un correspondiente equipo CDMA. Los BSS CDMA de
este sistema están adaptados para comunicarse con una red GSM por
medio de una interfaz A GSM. Por lo tanto, la parte esencial de los
servicios de red GSM se mantiene y la conversión TDMA a CDMA resulta
sumamente transparente para los usuarios. Un sistema de este tipo,
en el que los protocolos GSM se implementan a través de una interfaz
aérea CDMA, se denomina "sistema GSM-CDMA" en
la presente solicitud de patente.
Las redes de comunicaciones celulares híbridas,
que incluyen elementos GSM y CDMA, se describen asimismo en las
publicaciones de patentes PCT WO 95/24771 y WO 96/21999, y en un
artículo de Tscha et al., titulado "A Subscriber Signalling
Gateway between CDMA Mobile Station and GSM Mobile Switching
Center", en Proceedings of the 2nd International Conference on
Universal Personal Communications, Ottawa (1993), pp.
181-185. No obstante, ninguna de estas referencias
se refiere a la cuestión de mantener o añadir servicios de red
IS-95/IS-41 u otros servicios de red
que no se basan en la norma GSM en el contexto de la red híbrida
GSM-CDMA.
La publicación de patente británica GB nº
2.320.653 de "Northern Telecom Limited" da a conocer una
disposición y un procedimiento para controlar la comunicación entre
una estación móvil y una estación base en una red de comunicaciones
móviles. La patente US nº 5.664.004 a nombre de "Nokia
Telecommunications OY" da a conocer un sistema de radio móvil que
tiene la capacidad de funcionar con varias interfaces de radio a
través de una sola interfaz de señalización de una red de
comunicación GSM (Sistema global para comunicaciones móviles). La
patente US nº 5.732.076 a nombre de "Omnipoint Corporation" da
a conocer un sistema de comunicación integrado que admite varios
protocolos de comunicación en una red de acceso múltiple por
división del tiempo (TDMA).
Un objetivo de algunos aspectos de la presente
invención consiste en proporcionar procedimientos y aparatos para
tener capacidad para funcionar con protocolos de comunicación
IS-95 en coexistencia con una red de comunicaciones
celulares híbrida GSM-CDMA.
Otro de los objetivos de algunos aspectos de la
presente invención consiste en proporcionar una estación base
celular híbrida capaz de admitir estaciones móviles que funcionan
según varios protocolos o reglas de red.
En las formas de realización preferidas de la
presente invención, un sistema de comunicaciones celulares
GSM-CDMA incluye un subsistema de estación base
híbrido (BSS) que presenta varias interfaces de red para comunicarse
tanto con una red GSM como con una o más redes que funcionan según
otras reglas, incluida preferentemente la regla
IS-41. El BSS híbrido presenta una interfaz aérea
CDMA que presta servicio de forma simultánea a las MS
GSM-CDMA y a otras MS compatibles con reglas de
protocolo CDMA diferentes, preferentemente compatibles con la regla
IS-95. Las MS GSM-CDMA se comunican
con el BSS híbrido mediante protocolos GSM a través de una capa
física CDMA, como se describe, por ejemplo, en la solicitud de
patente US de nº de serie 09/119.717, titulada "Improved Base
Station Handover in a Hybrid GSM-CDMA Network",
presentada el 20 de julio de 1998 y cedida al cesionario de la
presente solicitud de patente.
Por lo tanto, la presente invención permite
ofrecer servicios de red GSM a través de una interfaz aérea basada
en CDMA, sin necesidad de que todas las MS CDMA sean compatibles con
GSM-CDMA. Los abonados cuyas MS admiten protocolos
GSM-CDMA pueden comunicarse con la red GSM, mientras
que las MS IS-95 coexistentes se comunican con la
red IS-41 u otra red. De esta forma, la
compatibilidad con las MS IS-95 existentes se
mantiene.
Preferentemente, las MS GSM-CDMA
e IS-95 coexisten en la misma célula o células
servidas por el BSS híbrido y comparten una frecuencia CDMA común.
Durante el funcionamiento en modalidad dedicada (es decir, durante
una llamada), las MS GSM-CDMA e
IS-95 se comunican a través de canales de tráfico
dedicados diferentes, que se acoplan por medio del BSS híbrido a las
respectivas redes. Sin embargo, en modalidad de reposo (es decir,
mientras se está a la espera de efectuar o recibir una llamada), las
MS GSM-CDMA e IS-95 comparten
preferentemente un canal de sincronización común y, más
preferentemente, canales de radiobúsqueda comunes en relación con el
BSS. Pero los distintos tipos de MS responderán a los diferentes
mensajes por los canales de sincronización o de radiobúsqueda,
dependiendo de sus respectivas reglas y protocolos de red.
Por consiguiente, según una forma de realización
preferida de la presente invención, se proporciona, en un sistema de
telecomunicaciones inalámbricas móviles, un subsistema de estación
base que incluye:
por lo menos un transceptor de estación base, que
se comunica a través de una interfaz aérea con una pluralidad de
estaciones móviles que funcionan según una pluralidad de reglas de
protocolo diferentes, incluida por lo menos una primera estación
móvil que funciona según una primera regla de protocolo y por lo
menos una segunda estación móvil que funciona según una segunda
regla de protocolo y
un gestor de radiobúsqueda/acceso que, para cada
llamada entre el subsistema de estación base y una de las estaciones
móviles, encamina la llamada por medio de una red sensible a la
regla de protocolo de la estación móvil.
Preferentemente, el subsistema de estación base
incluye una pluralidad de unidades de procesamiento de llamadas, que
acoplan el subsistema de estación base a una pluralidad de redes
según respectivas reglas de interfaz diferentes. Todavía más
preferentemente, el gestor de radiobúsqueda/acceso determina las
respectivas reglas de protocolo de las estaciones móviles que
establecen las llamadas por medio del subsistema de estación base, y
encamina adecuadamente las llamadas hacia las unidades de
procesamiento de llamadas que están asociadas a las respectivas
reglas de protocolo.
En una forma de realización preferida, la
pluralidad de redes incluye una red GSM-MAP y una
red IS-41, y las respectivas reglas de interfaz
incluyen una interfaz A GSM y una regla IS-634. De
forma adicional o alternativa, la pluralidad de redes incluye una
red telefónica pública conmutada, y la respectiva regla de interfaz
incluye preferentemente una regla V 5.x.
Preferentemente, la interfaz aérea incluye una
interfaz aérea basada en CDMA. Más preferentemente, la primera regla
de protocolo incluye una regla IS-95, y la segunda
regla de protocolo se basa en los protocolos de redes GSM. En una
forma de realización preferida, el subsistema de estación base
transmite un mensaje CDMA que es recibido y decodificado por la
primera y la segunda estación móvil en modalidad de reposo, y un
mensaje GSM-CDMA que es recibido y decodificado sólo
por la segunda estación móvil.
En otra forma de realización preferida, la
primera regla de protocolo incluye la regla CDMA2000, y la segunda
regla de protocolo incluye la regla WCDMA.
Preferentemente, el transceptor o los
transceptores de estación base pueden funcionar con por lo menos una
célula, en la cual se instalan la primera y la segunda estaciones
móviles. Más preferentemente, se utilizará una asignación de
frecuencia común para la primera y la segunda estación móvil de la
célula, así como un canal de sincronización común y un canal de
radiobúsqueda común.
Asimismo, según una forma de realización
preferida de la presente invención, se proporciona, en un sistema de
telecomunicaciones inalámbricas móviles que incluye una pluralidad
de estaciones móviles que funcionan según una pluralidad de reglas
de protocolo diferentes, un procedimiento para la comunicación con
las estaciones móviles que incluye las etapas siguientes:
iniciación de una llamada entre un subsistema de
estación base y una de las estaciones móviles de la pluralidad
existente y
encaminamiento de la llamada entre la estación
base y una red que se comunica con la estación base que es sensible
a la regla de protocolo de la estación móvil.
Preferentemente, el encaminamiento de la llamada
incluye la determinación de la regla de protocolo de la estación
móvil y la selección de una de las redes de una pluralidad de redes
sensibles a la determinación. Preferentemente, la selección de una
red de la pluralidad incluye la selección de una red
GSM-MAP o, de forma adicional o alternativa, una red
IS-41, y el encaminamiento de la llamada comprende
el encaminamiento de una llamada por medio de una interfaz A GSM o
el encaminamiento de la llamada por medio de una interfaz
IS-634. En una forma de realización preferida, la
selección de una red de la pluralidad incluye la selección de una
red telefónica pública conmutada y, preferentemente, el
encaminamiento de la llamada por medio de una interfaz V 5.x.
Preferentemente, la iniciación de la llamada
incluye el establecimiento de la llamada a través de una interfaz
aérea basada en CDMA. Preferentemente, el establecimiento de la
llamada incluye el establecimiento de la llamada según una regla de
protocolo IS-95 o, de forma alternativa o adicional,
el establecimiento de la llamada basado en los protocolos de redes
GSM. En una forma de realización preferida, el establecimiento de la
llamada incluye el establecimiento de la llamada según la regla de
protocolo CDMA2000 o la regla de protocolo WCDMA.
Además, según una forma de realización preferida
de la presente invención, se proporciona, en un sistema de
telecomunicaciones inalámbricas móviles que incluye una pluralidad
de estaciones móviles que funcionan según una pluralidad de reglas
de interfaz, incluyendo dichas unidades móviles por lo menos una
primera estación móvil que funciona según una primera regla de
protocolo y por lo menos una segunda estación móvil que funciona
según una segunda regla de protocolo, un procedimiento para la
comunicación con las estaciones móviles que incluye la transmisión
de señales a por lo menos una célula, en la cual se establecen la
primera y la segunda estación móvil.
Preferentemente, la transmisión de las señales
incluye la utilización de una asignación de frecuencia común para la
primera y la segunda estación móvil de la célula. De forma adicional
o alternativa, la transmisión de las señales incluye la utilización
de un canal de sincronización común y, preferentemente, la
utilización de un canal de radiobúsqueda común para la primera y la
segunda estación móvil en la célula.
Preferentemente, la transmisión de las señales
incluye la transmisión a través de una interfaz aérea basada en
CDMA. Más preferentemente, la primera regla de protocolo incluye una
regla IS-95, y la segunda regla de protocolo se basa
en los protocolos de redes GSM. Por otra parte, la primera regla de
protocolo incluye la regla CDMA2000, y la segunda regla de protocolo
incluye la regla WCDMA.
La presente invención se comprenderá mejor a
partir de la siguiente descripción detallada de las formas de
realización preferidas, considerada conjuntamente con los dibujos
adjuntos.
La Figura 1 es un diagrama de bloques esquemático
de un subsistema de estación base GSM-CDMA híbrido,
que se comunica con varias estaciones móviles y redes, según una
forma de realización preferida de la presente invención.
La Figura 2 es un diagrama de bloques esquemático
que ilustra las pilas de protocolos de comunicación entre el BSS
híbrido y las MS de la Figura 1, según una forma de realización
preferida de la presente invención.
La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra
de forma esquemática un procedimiento de selección de célula y de
toma de posición de una MS que se comunica con el BSS de la Figura
1, según una forma de realización preferida de la presente
invención.
La Figura 4 es un diagrama de bloques esquemático
de un subsistema de estación base híbrido que se comunica con varias
estaciones móviles y redes, según una forma de realización preferida
alternativa de la presente invención.
A continuación, se hará referencia a la Figura 1,
que es un diagrama de bloques esquemático de un subsistema de
estación base (BSS) GSMA-CDMA híbrido 20, que se
comunica con las estaciones móviles (MS) 22 y 24 y con las redes 26,
28 y 30, según una forma de realización preferida de la presente
invención. La red GSM-MAP 28 comprende una red móvil
pública terrestre basada en las normas de comunicaciones GSM, y la
red IS-41 26 funciona en conjunción con las reglas
definidas para el uso con las comunicaciones CDMA descritas
anteriormente.
La red 30 puede funcionar según cualquier regla
de red adecuada conocida en la técnica, incluidas las reglas no
diseñadas específicamente para las comunicaciones móviles. En una
forma de realización preferida de la presente invención, la red 30
comprende una red telefónica pública conmutada (PSTN). La interfaz
entre el BSS 20 y la red 30 se define según una de las reglas V 5.x
publicadas por el ETSI (por ejemplo, la regla V 5.1 o la regla V
5.2). Como alternativa, la red 30 y la interfaz correspondiente
pueden definirse según otras reglas conocidas en la técnica, tales
como la GR 3.03 o la "genérica tipo C". Aunque sólo se
representa una única "otra red" en la Figura 1, se
sobrentenderá que el BSS 20 puede configurarse para la comunicación
con números mayores de dichas otras redes, así como con varias redes
GSM-MAP e IS-41.
Las MS 22 y 24 se comunican con el BSS 20 a
través de un enlace RF inalámbrico utilizando una capa física CDMA
IS-95, en una o más de las bandas de frecuencias de
comunicaciones celulares aceptadas. La MS 22 funciona según
protocolos que sustancialmente cumplen la regla
IS-95 y, más preferentemente, la regla
IS-95B. La MS 24 se comunica con el BSS 32
utilizando protocolos GSM a través de una capa física CDMA
compatible con la regla IS-95, como se describirá
más adelante en mayor detalle. Aunque para mayor claridad sólo se
representa una de las MS 22 y 24 en la Figura 1, se sobrentenderá
que, en realidad, el BSS 20 se comunica generalmente de forma
simultánea con una pluralidad de estos tipos de MS. Un sistema de
comunicaciones celulares corriente incluirá muchos BSS del tipo
descrito en la presente memoria.
El BSS 20 se construye alrededor de un conmutador
de interconexión (CIS) 34, que controla un grupo de transceptores de
estación base (BTS) 32 y se comunica con éstos. Cada BTS transmite
señales RF a las MS 22 y 24 y recibe señales RF desde éstas cuando
las MS se hallan dentro de un área geográfica, o célula, servida por
el BTS particular. Cada célula y cada frecuencia CDMA (definidas por
las reglas IS-95) sirven preferentemente tanto a la
MS IS-95 22 como a la MS GSM-CDMA
24. Por otra parte, es posible asignar diferentes células o
diferentes frecuencias CDMA para los dos tipos de servicio. En
modalidad de reposo, la MS 22 y la MS 24 tratan de identificar y
"tomar posición" en una célula adecuada que proporciona una
señal intensa y una alta probabilidad de abrir con éxito un canal de
tráfico hacia el BSS 20 cuando sea necesario. El tratamiento de la
modalidad de reposo en un sistema híbrido GSM-CDMA
se describe de forma general en la solicitud de patente de Israel nº
126.869, cedida al cesionario de la presente solicitud de patente.
Los aspectos del tratamiento de la modalidad de reposo, relacionados
particularmente con el BSS híbrido 20, se describirán más adelante
en mayor detalle.
Para que una de las MS 22 ó 24 inicie una
llamada, la MS envía una petición de acceso adecuada al BSS 20,
según los respectivos protocolos IS-95 y
GSM-CDMA. El CIS 34 pasa la petición a un gestor de
radiobúsqueda/acceso híbrido (PAM) 36, que analiza la petición para
determinar hacia cuál de las redes 26, 28 ó 30 debe encaminarse la
llamada. La elección de encaminamiento depende de los parámetros de
identidad y programa de la MS y, opcionalmente, una preferencia de
red indicada por el usuario de la MS.
Basándose en la determinación del PAM 36, el CIS
encamina la llamada que se va a procesar hacia uno de los
procesadores de llamadas 38 ó 40. Las llamadas efectuadas por la MS
IS-95 22 son encaminadas hacia el procesador de
llamadas IS-95 38 que establece un canal de tráfico
hasta la red IS-41 26, de la forma conocida en la
técnica. Las llamadas efectuadas por la MS GSM-CDMA
24 son encaminadas preferentemente hacia un procesador de llamadas
GSM-CDMA 40 que es compatible con la señalización
GSM y que establece un canal de tráfico hasta la red
GSM-MAP 28, como se conoce asimismo en el ámbito de
la técnica. Por otra parte, si la MS 24 dispone de software
adecuado, el usuario de la MS podrá establecer la llamada a través
de una red IS-41 26, si así lo desea, en cuyo caso
la llamada se encamina hacia el procesador de llamadas 38. En
ciertas circunstancias (por ejemplo, tras un fallo en la red
GSM-MAP 28), las llamadas pueden ser encaminadas
automáticamente desde la MS 24, a través del procesador de llamadas
38. Preferentemente, el procesador de llamadas 38 se utiliza también
para establecer canales de tráfico hasta otras redes 30. Una vez
establecido un canal, el PAM 36 comunica a la MS su asignación de
canal de tráfico, y la llamada continúa por medio de un selector
42.
Las interfaces de señalización entre los
procesadores de llamadas 38 y 40 y las respectivas redes 26 y 28
funcionan preferentemente según las respectivas reglas
IS-634 e interfaz A GSM descritas anteriormente.
Algunos aspectos del funcionamiento de estas interfaces, así como
del flujo de mensajes a través de la interfaz A GSM, se describen en
mayor detalle en la solicitud de patente US nº de serie 09/119.717,
titulada "Base Station Handover in a Hybrid GSM/CDMA Network",
presentada el 20 de julio de 1998 y cedida al cesionario de la
presente solicitud. Como alternativa, puede utilizarse cualquier
otro tipo de interfaz adecuada conocida en la técnica en las
comunicaciones entre los procesadores de llamadas 38 y 40 y las
redes 26, 28 y 30.
El funcionamiento de cada uno de los canales de
tráfico es gestionado por el selector 42 que realiza tareas tales
como la codificación vocal y el control del nivel de potencia de la
señale. Puesto que en el funcionamiento CDMA las MS 22 y 24 pueden
comunicarse de forma simultánea con dos o más BTS 32, el selector 42
también elige y transmite a la red la mejor copia de cualquier trama
de tráfico procedente de los BTS.
La radiobúsqueda de las MS 22 y 24 se inicia en
respuesta a las señales de radiobúsqueda recibidas desde las
respectivas redes 26 y 28. No obstante, otras redes 30 (por ejemplo,
la PSTN) mencionadas anteriormente tal vez no presenten la capacidad
inherente de funcionar con la movilidad de las unidades de abonado
(es decir, las MS 22 y 24) y, por consiguiente, no puedan generar
señales de radiobúsqueda. En tales casos, la radiobúsqueda se genera
preferentemente en el procesador de llamadas 38 en respuesta a una
llamada de entrada desde la red 30.
La Figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra
esquemáticamente las pilas de protocolos utilizadas en las
interfaces de señalización entre las MS 22 y 24 y el BSS
GSM-CDMA 20, según una forma de realización
preferida de la presente invención. Las comunicaciones entre la MS
22 y el BSS 20 se establecen sustancialmente según una interfaz de
regla IS-95, basada en una capa física CDMA (capa 1)
y una capa de enlace de datos (capa 2), que es compatible con una
capa de interfaz de radio/señalización según la regla
IS-95. Si la MS 24 efectúa o recibe una llamada a
través de una red IS-41 26, también se utiliza esta
pila de protocolos.
En general, no obstante, la MS 24 intercambia
señales con el BSS 20 mediante una pila de protocolos híbrida
GSM-CDMA basada en la misma capa física CDMA
IS-95 (capa 1) que la utilizada por la MS 22. Los
detalles sobre las capas de protocolos se describen en la solicitud
de patente US de nº de serie 09/119.717 mencionada anteriormente,
titulada "Base Station Handover in a Hybrid
GSM-CDMA Network", publicada el 20 de julio de
1998 y cedida al cesionario de la presente solicitud. La capa
superior de la pila de protocolos es compatible con la capa 3 de la
interfaz de radio GSM (RIL3), que incluye una subcapa de gestión de
recursos de radio (RR), una subcapa de gestión de movilidad (MM) y
una subcapa de gestión de llamadas (CM). La subcapa RR y la capa de
enlace de datos GSM-CDMA (capa 2) se modifican para
adaptarlas a los mensajes de señalización IS-95 y a
los mensajes GSM-CDMA especiales, como se describe
en la solicitud de patente US mencionada anteriormente.
La Figura 3 es un diagrama de flujo que ilustra
esquemáticamente un procedimiento en modalidad de reposo seguido por
las MS 22 y 24 para seleccionar una célula, que está asociada a uno
de los BTS 32, y tomar posición en ella, según una forma de
realización preferida de la presente invención. En esta forma de
realización, la MS 22 y la MS 24 comparten canales de sincronización
(Sinc) y de radiobúsqueda comunes, a través de los cuales el BTS
transmite los respectivos mensajes de sincronización y de
radiobúsqueda. Los mensajes, que van a ser decodificados por las MS,
incluyen tanto información de interfaz de la regla
IS-95 como información adicional necesaria sólo para
el funcionamiento GSM-CDMA. Únicamente la MS
GSM-CDMA 24 puede decodificar la información
adicional, que comprende información suplementaria proporcionada por
las normas GSM, siendo ignorada por lo tanto dicha información por
la MS IS-95 22.
Cuando las MS 22 y 24 buscan una célula donde
establecerse, éstas obtienen en primer lugar una señal piloto del
BTS 32 y, a continuación, tratan de hallar e identificar el canal de
sincronización BTS. El BTS 32 transmite dos mensajes a través del
canal de sincronización: un mensaje de canal de sincronización de
regla IS-95 y un mensaje de canal de sincronización
GSM-CDMA especial. El mensaje IS-95
puede ser decodificado por la MS 22 y la MS 24, pero el mensaje
GSM-CDMA puede ser decodificado sólo por la MS 24.
Por consiguiente, para evitar la transmisión de información
duplicada, el mensaje GSM-CDMA incluye
preferentemente sólo la información adicional que no está presente
en el mensaje IS-95. Como alternativa, el mensaje
GSM-CDMA puede incluir toda la información del canal
de sincronización relacionada. En cualquier caso, si la MS 22 o la
MS 24 no pueden decodificar el mensaje o los mensajes de
sincronización, la MS continuará buscando una célula.
Tras decodificar el mensaje o los mensajes de
sincronización, las MS 22 y 24 siguen con la decodificación del
correspondiente canal de radiobúsqueda. En el caso de la regla
IS-95, el mensaje del canal de radiobúsqueda
contiene parámetros del sistema IS-95 y es
decodificado preferentemente por las MS 22 y 24. Como en el caso de
los mensajes de sincronización, los mensajes del canal de
radiobúsqueda incluyen preferentemente un mensaje adicional
decodificado sólo por la MS 24, que contiene información del sistema
GSM-CDMA especial, tal como el área de localización
GSM y el ID de la célula que genera el mensaje. Si la MS 22 ó 24 no
puede decodificar el canal de radiobúsqueda, vuelve a empezar la
búsqueda de otra célula.
Una vez que los parámetros del sistema y, si
procede, la información del sistema GSM-CDMA han
sido decodificados satisfactoriamente, la MS 22 ó 24 toma posición
en la célula a la que pertenecen los canales de sincronización y de
radiobúsqueda. Por lo tanto, la célula admite una condición de
"coexistencia completa", en la que tanto las MS de regla
IS-95 como las MS GSM-CDMA
especiales pueden establecerse y recibir mensajes en la misma
célula. Dicha coexistencia completa asegura una utilización eficaz
de los recursos del sistema, puesto que para una célula dada, todas
las MS funcionan con una sola frecuencia CDMA utilizando los mismos
canales de sincronización y de radiobúsqueda.
Los mensajes de radiobúsqueda transmitidos por el
BSS 20 incluyen de forma preferente y sustancial todos los mensajes
de información adicional del canal de radiobúsqueda definidos en la
regla IS-95, por ejemplo:
- \bullet
- parámetros del sistema (descritos anteriormente)
- \bullet
- mensaje de parámetros de acceso
- \bullet
- mensaje de lista de canales CDMA
- \bullet
- mensaje de parámetros ampliados del sistema
- \bullet
- mensaje de la lista de vecinas
- \bullet
- mensaje de la lista ampliada de vecinas
- \bullet
- mensaje de la lista general de vecinas
Los mensajes incluyen también mensajes
GSM-CDMA, que son inteligibles sólo para la MS 24,
incluidos:
- \bullet
- mensaje de información del sistema GSM (descrito anteriormente)
- \bullet
- mensaje de lista de vecinas GSM.
Preferentemente, los mensajes
GSM-CDMA transmitidos a través de los canales de
sincronización y radiobúsqueda incluyen un identificador exclusivo,
tal como el campo MSG_TYPE, que permite su diferenciación respecto
de los mensajes IS-95 corrientes.
\newpage
Para iniciar una llamada, el BSS 20 transmite
mensajes de radiobúsqueda generales IS-95 para la MS
22, y mensajes de petición de radiobúsqueda GSM-CDMA
especiales para la MS 24. Después de la radiobúsqueda, se establecen
diferentes tipos de canales dedicados para las MS
IS-95 y GSM-CDMA. Aunque ambos
tipos de canales dedicados se basan en la capa física
IS-95, éstos utilizan protocolos de señalización
diferentes y efectúan las correspondientes identificaciones de los
respectivos tipos de MS a las que prestan servicio. Preferentemente,
el BSS 20 admite ambos tipos de canales dedicados sustancialmente en
cada célula.
En otras formas de realización preferidas de la
presente invención, la MS IS-95 22 y la MS
GSM-CDMA 24 no comparten las mismas células, sino
que utilizan células solapadas diferentes. En una de dichas formas
de realización, el mensaje del canal de sincronización de una célula
GSM-CDMA no es compatible con el mensaje de
sincronización de la regla IS-95, debido a que el
mensaje de sincronización GSM-CDMA presenta un campo
MSG_TYPE distinto, por ejemplo. La MS 22 no puede decodificar el
mensaje de sincronización y, por consiguiente, abandona la
célula.
En otra de dichas formas de realización, las MS
22 y 24 pueden decodificar el mensaje del canal de sincronización en
la célula GSM-CDMA, pero sólo la MS 24 puede
decodificar el mensaje de radiobúsqueda y leer la información del
sistema. También en este caso, la MS 22 abandonará la célula. Por
otra parte, el mensaje de sincronización puede redirigir la MS 22
hacia otro canal de radiobúsqueda que cumple la regla
IS-95. Por lo tanto, la carga del canal de
radiobúsqueda que se utiliza para las comunicaciones
GSM-CDMA se reducirá.
Aunque las formas de realización preferidas se
han descrito haciendo referencia a un sistema híbrido
GSM-CDMA particular, se sobrentenderá que los
principios de la presente invención pueden ser aplicados igualmente
a la señalización de otros sistemas de comunicación híbridos,
también. Además, aunque las formas de realización preferidas hacen
referencia a reglas de comunicaciones basadas en TDMA y CDMA
específicas, los expertos en la materia sobrentenderán que los
procedimientos y principios descritos en la presente memoria pueden
utilizarse asimismo en conjunción con otros procedimientos de
codificación de datos y modulación de señales.
La Figura 4, por ejemplo, es un diagrama de
bloques esquemáticos que presenta un BSS híbrido 50 que se comunica
con diversas MS 52 y 54 y redes 56, 58 y 60, según una forma de
realización preferida alternativa de la presente invención. En este
ejemplo, la MS 52 funciona a través de una interfaz aérea que cumple
la regla CDMA2000, que es una regla de comunicaciones celulares de
tercera generación basada en general en la regla
IS-95C y retrocompatible con las reglas
IS-95C actuales. La MS 54 funciona a través de una
interfaz aérea basada en la regla WCDMA propuesta por el ETSI, que
es análogamente una regla de tercera generación (denominada también
UMTS), basada en protocolos de redes GSM con una capa física CDMA.
El BSS 50 presenta una estructura interna que es similar a la del
BSS 20, representado en la Figura 1, y encamina las llamadas entre
cada una de las MS 52 y 54 y la red seleccionada adecuadamente que,
en el presente ejemplo, incluye una red IS-41 56,
una red GSM-MAP 58 y otra red 60, tal como una PSTN.
Como en el caso de la MS 22 y MS 24 descritas anteriormente, las MS
CDMA2000 52 y MS WCDMA 54 coexisten preferentemente en una célula
común del BSS 50.
El alcance de la presente invención abarca no
sólo los sistemas y los procedimientos de comunicaciones completos
descritos anteriormente, sino también diversos elementos innovadores
de estos sistemas y procedimientos, así como combinaciones y
subcombinaciones de éstos. Por consiguiente, se observará que las
formas de realización preferidas descritas anteriormente se
mencionan a título de ejemplo y que el alcance completo de la
presente invención estará limitado únicamente por las
reivindicaciones.
Claims (32)
1. Subsistema de estación base para su
utilización en un sistema de telecomunicaciones inalámbricas
móviles, caracterizado porque el subsistema comprende:
por lo menos un transceptor de estación base
(32), que se comunica, a través de una interfaz aérea basada en
CDMA, con una pluralidad de estaciones móviles (22, 24; 52, 54) que
funcionan según una pluralidad de reglas de protocolo diferentes e
incluyen por lo menos una primera estación móvil (22; 52), que
funciona según una primera regla de protocolo, y por lo menos una
segunda estación móvil (24; 54), que funciona según una segunda
regla de protocolo y
un gestor de radiobúsqueda/acceso (36) que, para
cada llamada entre el subsistema de estación base (20; 50) y una de
las estaciones móviles (22, 24; 52, 54), encamina la llamada por
medio de una red (26, 28, 30; 56, 58, 60) sensible a la regla de
protocolo de la estación móvil (22, 24; 52, 54), siendo utilizados
un canal de sincronización común y un canal de radiobúsqueda común
para la primera y la segunda estaciones móviles (22, 24; 52, 54) en
por lo menos una célula para admitir una condición en la que la
primera y la segunda estaciones móviles (22, 24; 52, 54) toman
posición en dicha por lo menos una célula.
2. Subsistema de estación base según la
reivindicación 1, que comprende una pluralidad de unidades de
procesamiento de llamadas (38, 40, 42) que acoplan el subsistema de
estación base (20; 50) a una pluralidad de redes (26, 28, 30; 56,
58, 60), según unas respectivas reglas de interfaz diferentes.
3. Subsistema de estación base según la
reivindicación 2, en el que el gestor de radiobúsqueda/acceso (36)
determina las respectivas reglas de protocolo de las estaciones
móviles (22, 24; 52, 54) que establecen llamadas por medio del
subsistema de estación base (20; 50), y encamina adecuadamente las
llamadas hacia las unidades de procesamiento de llamadas (38, 40,
42) que están asociadas a las respectivas reglas de protocolo.
4. Subsistema de estación base según la
reivindicación 2, en el que la pluralidad de redes (26, 28, 30; 56,
58, 60) comprende una red GSM-MAP (28; 58).
5. Subsistema de estación base según la
reivindicación 4, en el que las reglas de interfaz incluyen una
regla de interfaz A GSM.
6. Subsistema de estación base según la
reivindicación 2, en el que la pluralidad de redes (26, 28, 30; 56,
58, 60) comprende una red IS-41 (26; 56).
7. Subsistema de estación base según la
reivindicación 6, en el que las reglas de interfaz incluyen una
regla IS-634.
8. Subsistema de estación base según la
reivindicación 2, en el que la pluralidad de redes (26, 28, 30; 56,
58, 60) comprende una red telefónica pública conmutada (30; 60).
9. Subsistema de estación base según la
reivindicación 8, en el que las reglas de interfaz incluyen una
regla V 5.x.
10. Subsistema de estación base según la
reivindicación 1, en el que la primera regla de protocolo comprende
una regla IS-95.
11. Subsistema de estación base según la
reivindicación 1, en el que la segunda regla de protocolo se basa en
los protocolos de redes GSM.
12. Subsistema de estación base según la
reivindicación 11, en el que el subsistema de estación base (20; 50)
transmite un mensaje CDMA, que es recibido y decodificado por la
primera y la segunda estaciones móviles (22, 24; 52, 54) en
modalidad de reposo, y otro mensaje GSM-CDMA, que es
recibido y decodificado sólo por la segunda estación móvil (24;
54).
13. Subsistema de estación base según la
reivindicación 1, en el que la primera regla de protocolo comprende
una regla CDMA2000.
14. Subsistema de estación base según la
reivindicación 1, en el que la segunda regla de protocolo comprende
una regla WCDMA.
15. Subsistema de estación base según la
reivindicación 1, en el que se utiliza una asignación de frecuencia
común para la primera y la segunda estaciones móviles de la
célula.
16. Subsistema de estación base según la
reivindicación 1, en el que la estación móvil o cada estación móvil
(22, 24; 52, 54) obtienen una señal piloto de un transceptor de
estación base por lo menos (32) para identificar el canal de
sincronización común de dicha señal piloto.
17. Subsistema de estación base según la
reivindicación 1, en el que la estación móvil o cada estación móvil
(22, 24; 52, 54) obtienen una señal piloto de un transceptor de
estación base por lo menos (32) para identificar el canal de
radiobúsqueda común de dicha señal piloto.
18. Procedimiento para la comunicación con
unidades móviles en un sistema de telecomunicaciones inalámbricas
móviles, en el que una pluralidad de estaciones móviles funciona
según una pluralidad de reglas de protocolo diferentes,
caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas
siguientes:
iniciación de una llamada, a través de una
interfaz aérea basada en CDMA, entre un subsistema de estación base
y una de las estaciones móviles de la pluralidad,
encaminamiento de la llamada entre la estación
base y una red que se comunica con la estación base, sensible a la
regla de protocolo de la estación móvil y
transmisión de señales a por lo menos una célula,
utilizando un canal de sincronización común y un canal de
radiobúsqueda común para dicha estación móvil y por lo menos otra
estación móvil que funciona según otra regla de protocolo, para
admitir una condición en la que tanto una estación móvil como la
otra estación móvil se establecen en dicha por lo menos una
célula.
19. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que el encaminamiento de la llamada comprende la determinación de
la regla de protocolo de la estación móvil y la selección de una de
las redes de una pluralidad sensible a la determinación.
20. Procedimiento según la reivindicación 19, en
el que la selección de una de las redes de la pluralidad comprende
la selección de una red GSM-MAP.
21. Procedimiento según la reivindicación 20, en
el que el encaminamiento de la llamada comprende el encaminamiento
de la llamada por medio de una interfaz A GSM.
22. Procedimiento según la reivindicación 19, en
el que la selección de una de las redes de la pluralidad comprende
la selección de una red IS-41.
23. Procedimiento según la reivindicación 22, en
el que el encaminamiento de la llamada comprende el encaminamiento
de la llamada por medio de una interfaz IS-634.
24. Procedimiento según la reivindicación 19, en
el que la selección de una de las redes de la pluralidad comprende
la selección de una red telefónica pública conmutada.
25. Procedimiento según la reivindicación 24, en
el que el encaminamiento de la llamada comprende el encaminamiento
de la llamada por medio de una interfaz V 5.x.
26. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que el establecimiento de la llamada comprende el establecimiento
según una regla de protocolo IS-95.
27. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que el establecimiento de la llamada comprende el establecimiento
de la llamada basándose en los protocolos de redes GSM.
28. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que el establecimiento de la llamada comprende el establecimiento
de la llamada según una regla de protocolo CDMA2000.
29. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que el establecimiento de la llamada comprende el establecimiento
de la llamada según una regla de protocolo WCDMA.
30. Procedimiento según la reivindicación 18, en
el que la transmisión de las señales comprende la utilización de una
asignación de frecuencia común para la primera y la segunda
estaciones móviles de la célula.
31. Procedimiento según la reivindicación 18, que
comprende la obtención, por parte de la estación móvil o cada una de
las estaciones móviles, de una señal piloto de por lo menos un
transceptor de estación base, y la identificación del canal de
sincronización común de dicha señal piloto.
32. Procedimiento según la reivindicación 18, que
comprende la obtención, por parte de la estación móvil o cada una de
las estaciones móviles, de una señal piloto de por lo menos un
transceptor de estación base, y la identificación del canal de
radiobúsqueda común de dicha señal piloto.
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