ES2256065T3 - Sistema de comunicaciones radio celular. - Google Patents
Sistema de comunicaciones radio celular.Info
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Abstract
Un sistema de comunicaciones por radio celular que tiene al menos una primera y una segunda red de radio que tienen diferentes zonas de cobertura geométrica, incluyendo el sistema de comunicaciones radio celular: una estación móvil (374) direccionable usando direcciones IP de Protocolo de Internet, estando adaptada la estación móvil para itinerar entre la primera y segunda red de radio, incluyendo la primera red una red doméstica de la estación móvil y la segunda red incluyendo una red extranjera de la estación móvil; un primer controlador (200) asociado con la primera red; y caracterizado el sistema por un segundo controlador (300) asociado con la segunda red, estando adaptado el segundo controlador (300) cuando la estación móvil (374) está en itinerancia de la primera red a la segunda red: (i) para recibir una petición de activación de contexto de la estación móvil (374) para que el sistema de comunicaciones radio celular asigne a la estación móvil (374) una dirección IP estática previamente asignada a la estación móvil (374) por el primer controlador (200); (ii) en respuesta a la petición de la estación móvil (374), comprobar con el primer controlador (200) que la dirección IP estática no ha sido asignada a otra estación móvil; y (iii) para asignar la dirección IP estática previamente asignada a la estación móvil (374) por el primer controlador (200) a la estación móvil (374) para uso en la segunda red, si la dirección IP estática no ha sido asignada a otra estación móvil.
Description
Sistema de comunicaciones radio celular.
La presente invención se refiere al campo de
sistemas de comunicaciones móviles por radio.
Los sistemas de comunicaciones móviles por radio
de la técnica anterior se pueden dividir en células. Los teléfonos
móviles o radios móviles, denominados en adelante estaciones
móviles, se pueden mover dentro de una célula. Las estaciones
móviles también se pueden mover de una célula a otra.
La figura 1 ilustra una célula única de un
sistema de radio celular. Los elementos representados en la figura 1
muestran el esquema general de un sistema personal radio móvil (PMR)
10. Las radios portátiles 2, 4 y 6 de la figura 1 pueden comunicar
con una estación base 8. Las radios 2, 4 y 6 podrían ser igualmente
radios móviles montadas en vehículos. Cada una de las radios
representadas en la figura 1 pueden comunicar mediante una estación
base 8 con una o varias radios. Si las radios 2, 4 y 6 son capaces
de operación en modo directo, pueden comunicar directamente con otra
o con otras radios, sin que el enlace de comunicación pase por la
estación base 8. Las radios 2, 4 y 6 constituyen estaciones móviles
en este
sistema.
sistema.
Ejemplos de sistemas de radio de la técnica
anterior del tipo general ilustrado en la figura 1 son los sistemas
de radio iDEN y TETRA.
La figura 2 muestra la disposición de varias
células 110, 120, 130, 140, 150 de un sistema de radio celular. Una
"Infraestructura de Software y Medición" (SwMI) 100 controla
estas cinco células. La SwMI y las células que la SwMI controla
constituyen una "red" radio. La SwMI es responsable de varias
funciones. Éstas incluyen típicamente el control de la asignación de
direcciones IP a estaciones móviles que operan en la red, y el
enrutamiento de comunicaciones a y entre agentes móviles en la red.
Una radio como las representadas como 2, 4 o 6 en la figura 1 se
puede mover de una célula a otra dentro de la red, comunicando en
cualquiera de las células.
La SwMI 100 representada en la figura 2 realiza
varias funciones, indicadas como "FA", "IP" y "HA" en
el bloque 100. El recuadro "IP" indica que la SwMI es
responsable de asignar direcciones IP (números) a radios que operan
dentro de las células 110-150. La dirección IP
permite enviar paquetes de datos con la dirección IP correcta a la
radio dentro de la red. La SwMI mantendrá una tabla que muestra la
célula dentro de la que una radio móvil está situada, para poder
enrutar llamadas a una estación base situada dentro del rango de
comunicación de la estación móvil.
El bloque "HA" en el elemento 100 indica que
la SwMI también realiza funciones de "Agente doméstico" (HA)
para radios que operan normalmente en la red. Finalmente, el bloque
"FA" en el elemento 100 indica que la SwMI también realiza
funciones de "Agente extranjero" (FA) para radios que entran en
la red, pero que normalmente no operan en dicha red. Las funciones
de Agente doméstico y Agente extranjero se explicarán con mayor
detalle a continuación y en conexión con la figura 4.
Las estaciones móviles pueden ser capaces de
operar en varias redes diferentes, por ejemplo las de diferentes
países. Esto se denomina "itinerancia". Una radio diseñada
según la norma TETRA puede itinerar de una red a otra. Dentro de las
normas de telefonía digital móvil GSM y PCS 1800, los teléfonos
móviles pueden itinerar entre redes y/o países.
En el futuro, será deseable que las estaciones
móviles puedan ser contactadas fácilmente mediante direcciones de
Protocolo de Internet (IP). Sería especialmente deseable que las
estaciones móviles direccionables IP sean capaces de itinerar de una
red a otra red.
Se han propuesto varios esquemas para que las
estaciones móviles direccionables IP puedan itinerar dentro de una
red de comunicaciones celular por radio, o entre tales redes.
Más adelante se explican cuatro ejemplos de estos
esquemas.
Se ha propuesto un sistema de protocolo de
Internet completamente móvil. En este sistema, las estaciones
móviles son capaces de reconocer cuándo están en una célula
"extranjera" que no es parte de la red dentro de la que operan
normalmente. La red dentro de la que operan normalmente es la red en
el la que están bajo el control de su "Agente doméstico". El
agente doméstico está provisto de las direcciones IP para las
estaciones móviles dentro de la red en la que la estación móvil
opera normalmente. Se dice que una célula no bajo el control del
agente doméstico está bajo el control de un "Agente
extranjero".
Cuando una estación móvil se ha desplazado de su
red doméstica a otra, una red extranjera, todavía pueden llegar a la
estación móvil paquetes de datos con direcciones IP. El protocolo de
Internet móvil permite que el agente doméstico mapee y encapsule las
direcciones IP de estaciones móviles a la ``atención de dirección
del agente extranjero, para enviar al agente extranjero.
Según la propuesta de protocolo de Internet
móvil, las estaciones móviles serán capaces de transmitir
información a su Agente doméstico acerca del Agente extranjero donde
están situadas corrientemente. Esto requiere que la estación móvil
esté adaptada para reconocer que no está en una célula que está bajo
el control del Agente doméstico, y también que reconozca la
identidad del Agente extranjero, y proporcione dicha información a
su Agente doméstico como parte de la realización del registro con el
Agente doméstico.
La radio IP móvil iDEN tiene un modo donde puede
llevar a cabo una función IP móvil como un proxy para Equipo
Terminal de Datos no móvil (DTE) unido a él. Un ejemplo de dicho DTE
podría ser un ordenador portátil. En este caso, la radio iDEN se
debe disponer de manera que realice la función proxy, y debe ser
capaz de IP móvil en el sentido descrito anteriormente.
Datos de Paquetes Digitales Celulares (CDPD) es
un sistema inalámbrico de datos utilizado en los Estados Unidos. En
este sistema, el direccionamiento IP durante la itinerancia es
posible solamente si la infraestructura y la estación móvil están
adaptadas para la función de movilidad.
Así, en CDPD, la itinerancia de dirección IP
solamente es posible para los microteléfonos que han sido adaptados
apropiadamente, y para estos microteléfonos, solamente dentro de
células que pueden soportar itinerancia.
El estándar de datos de paquetes TETRA EPT
WG3(98) 005 describe los medios para que la SwMI asigne una
dirección IP a una radio móvil. El procedimiento de asignación IP es
parte de la "activación de contexto" TETRA. Una estación móvil
realiza activación de contexto. La activación de contexto es el acto
de una estación móvil que se registra en una red para empezar a
enviar y recibir datos de paquetes usando direccionamiento IP por la
red. La red asigna una dirección IP a la estación móvil al tiempo de
activación de contexto. Así, la activación de contexto permite que
la estación móvil obtenga una conexión de Internet para enviar y
recibir "paquetes IF".
Una radio TETRA no tiene que efectuar activación
de contexto para realizar simplemente comunicación de voz por una
red de radio. Sin embargo, cuando la radio tiene que enviar datos de
paquetes por la red TETRA, la radio debe realizar la activación de
contexto. Se le puede ordenar a la radio TETRA que efectúe la
activación de contexto por el usuario. Alternativamente, la radio
puede observar que tiene que efectuar activación de contexto debido
a un estímulo exterior, tal como cuando la radio ha sido conectada a
un PC, y el PC arranca.
Cuando la activación de contexto está completa,
la red puede mapear la dirección IP asignada a una radio a dicha
Identidad de Abonado TETRA Individual de la radio (ITSI). Cuando la
red recibe un paquete de datos para la radio, la red puede localizar
la radio usando el mapa de posición que contiene de los números ITSI
de las radios. Esto permite posteriormente que la red envíe el
paquete de datos a la posición de radio dentro de la red.
La dirección IP asignada a una estación móvil en
una red puede ser "estática" o "dinámica". Una dirección
IP "estática" es normalmente una dirección que la radio móvil
pide utilizar cuando realice activación de contexto. Ésta será la
dirección IP que la radio móvil ha utilizado previamente.
Sin embargo, una radio puede no especificar
ninguna dirección IP particular en la activación de contexto. Si
éste es el caso, hay dos resultados posibles. En primer lugar, la
red puede reconocer la estación móvil, y asignar a la estación móvil
la misma dirección IP que la red ha asignada previamente a dicha
estación móvil. Esto es direccionamiento estático, pero sin que la
estación móvil especifique ninguna dirección IP, su petición de
activación de contexto. El segundo resultado posible es que la red
asigne cualquier dirección IP al móvil que actualmente no se usa,
del grupo de direcciones IP disponible para dicha red. Ésta es
asignación de dirección "dinámica". La SwMI contiene un grupo
de direcciones IP para uso en asignación dinámica. El grupo de
direcciones disponible para una SWMI puede diferir del grupo
disponible para otra SWMI, por ejemplo del de una red en un país
diferente, o del de una red propiedad de una compañía diferente.
El estándar de datos de paquetes TETRA permite
que la radio móvil pida una dirección IP específica a aprobar por la
SWMI. Sin embargo, el estándar corriente no proporciona los medios
de itinerancia entre diferentes SWMIs.
Considerando el estándar de datos de paquetes
TETRA con más detalle, este estándar define 3 estados básicos del
radio móvil. Estos son:
(i) Inactivo - Éste es el estado antes de la
activación de contexto.
(ii) Espera - Éste es el estado después de la
activación de contexto.
(iii) Preparado - Éste es el estado durante la
actividad de datos.
La estación móvil tiene dos temporizadores. Uno
de estos es el temporizador de "espera". El temporizador de
espera mide el tiempo desde la activación de contexto. Típicamente
el temporizador se puede establecer a varias horas de activación de
contexto antes de "expirar", y la estación móvil vuelve a modo
de inactividad. Cuando el temporizador de espera ha expirado, una
radio móvil tiene que efectuar activación de contexto para comenzar
una vez más el intercambio de datos por la red.
El otro temporizador es el temporizador
"preparado". La radio móvil está en un estado preparado
mientras está en operación activa, intercambiando paquetes de datos
por la red. El límite de tiempo del temporizador preparado se diseña
de tal manera que, cuando el temporizador preparado todavía no haya
expirado, la estación móvil todavía esté probablemente en una
comunicación en curso por la red. El temporizador preparado cuenta
típicamente 10 segundos después de la actividad de paquetes de datos
más reciente. Así, el estado del temporizador preparado especifica
el estado de la radio móvil, es decir si está comunicando o no
actualmente. Cuando el temporizador preparado expira, la radio
vuelve al modo de espera. La expiración del temporizador preparado
no hace que la radio móvil tenga que efectuar activación de contexto
para comenzar transmisión o recepción IP de datos en paquetes.
En su red doméstica, la radio móvil mantendrá una
dirección IP hasta que el temporizador de espera expire. Esto
significa que el móvil mantendrá una dirección IP durante un período
bastante largo después de haber enviado o recibido un paquete de
datos usando dicha dirección IP. Este período podría ser típicamente
de 24 horas, durante el que la radio móvil está en modo de espera.
Mientras haya transcurrido un tiempo inferior a éste, la radio móvil
no tiene que efectuar activación de contexto para comenzar
transmisión o recepción IP de paquetes de datos. Si el móvil vuelve
a comenzar la transmisión o recepción IP de paquetes de datos cuando
está en modo de espera, el móvil reposicionará ambos temporizadores
de espera y preparado.
Sin embargo, una radio móvil también tiene que
efectuar activación de contexto tan pronto como entre en una red
nueva. Por lo tanto, una radio móvil TETRA intentará efectuar
activación de contexto cuando entre en una célula que esté bajo el
control de un Agente extranjero.
La movilidad de Identidad de Abonado TETRA
Individual (ITSI) es una propuesta de movilidad de estación móvil
dentro del estándar TETRA. Esta movilidad no se basa en un estándar
IP. Requiere recurso de elementos sensibles a capacidad de voz de la
infraestructura, tal como el Registro de Posición Inicial (HLR).
En la técnica anterior
EP-A-0944203 describe un método de
permitir itinerancia de un huésped móvil de acceso a Internet de una
red de área local a una red GSM, teniendo cada red un agente
doméstico para encaminar datagramas de Internet entre redes. En
US-A-5793762 se describe un sistema
y método para proporcionar servicios de voz y datos de Internet a
abonados móviles. En otro documento de la técnica anterior:
Rivadeneyra Sicilia J.M. y otros "A Communication Architecture To
Access Data Services Through GSM" indc. IFIP/ICCC Conference on
Information Networks and Data Communications, 15 de junio de 1998,
se describe una arquitectura de comunicaciones para acceder a redes
TCP/IP mediante GSM. Sin embargo, la operación referente a la
invención que se describirá ahora no se describe ni sugiere en la
técnica anterior.
Hay que proporcionar mejoras en los sistemas y
propuestas de la técnica anterior.
Según un primer aspecto de la presente invención
se facilita un sistema de comunicaciones por radio celular según se
reivindica en la reivindicación 1.
Según un segundo aspecto de la presente invención
se facilita un método de registro de estación móvil en un sistema de
comunicaciones radio celular según se reivindica en la
reivindicación 14.
Otras características de la presente invención se
definen en las reivindicaciones dependientes.
La figura 1 ilustra una célula única de un
sistema de radio celular según la técnica anterior.
La figura 2 ilustra una Infraestructura de
Software y Medición que controla cinco células de un sistema de
radio celular.
La figura 3 ilustra un ejemplo de una estación
celular móvil según la invención.
La figura 4 ilustra las redes doméstica y
visitada en una disposición según la presente invención
La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra
asignación de dirección IP y registro de IP móvil según la presente
invención, desde la perspectiva de la SwMI visitada.
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra
el proceso de decisión de la estación móvil para pedir asignación de
una dirección IP estática, desde la perspectiva del móvil.
La figura 3 ilustra una estación móvil según la
presente invención. La estación móvil de la figura 3 es de la forma
de una radio portátil o móvil. Sin embargo, se puede construir un
teléfono móvil que funcione n de forma análoga.
La radio 2 de la figura 3 puede transmitir voz
desde un usuario de la radio. La radio incluye un micrófono 34 que
proporciona una señal para transmisión por la radio. La señal del
micrófono se transmite por un circuito de transmisión 22.
El circuito de transmisión 22 transmite mediante
el interruptor 24 y la antena 26.
El transmisor 2 también tiene un controlador 20 y
una memoria de lectura solamente (ROM) 32. El controlador 20 es un
microprocesador en la realización de la figura 3. La ROM 32 es una
memoria permanente, y puede ser una memoria de lectura solamente
programable borrable eléctricamente no volátil (EEPROM). La ROM 32
puede contener varias regiones de memoria diferentes.
La radio 2 de la figura 3 también incluye una
pantalla 42 y un teclado 44, que sirven como parte de la circuitería
de la interface de usuario de la radio. Al menos la porción de
teclado 44 de la circuitería de interface de usuario es activable
por el usuario. También se pueden emplear activación de la radio por
voz, u otros medios de interacción con un usuario.
Las señales recibidas por la radio son dirigidas
por el conmutador 24 a la circuitería de recepción 28. Desde allí,
las señales recibidas se enrutan al controlador 20 y una circuitería
de procesado audio 38. Un altavoz 40 está conectado a un circuito
audio 38. El altavoz 40 forma otra parte de la interface de
usuario.
Se puede prever un terminal de datos 36. El
terminal 36 proporcionaría una señal incluyendo datos para
transmisión por el circuito transmisor 22, el interruptor 24 y la
antena 26. El circuito de recepción 28 puede estar adaptado para
recibir datos. Los datos recibidos se pueden suministrar desde el
circuito de recepción 28 al terminal de datos 36. La conexión para
ello no se representa en la figura 3, por razones de sencillez de la
ilustración.
La radio 2 también está provista de un
"temporizador preparado" 46 y un temporizador de "espera"
48, cuya función se explicará con más detalle más adelante.
La figura 4 muestra una realización de un sistema
de comunicaciones por radio celular según la presente invención. La
radio 2 de la figura 3 se puede usar en la disposición de la figura
4. La estación móvil 374 de la figura 4 es una radio de la forma
mostrada en la figura 3.
El sistema de comunicaciones por radio celular de
la figura 4 incluye al menos una estación base 358 para difundir
radioseñales a estaciones móviles, tal como la estación móvil 374,
dentro de una célula 350. La estación móvil 374 es direccionable
usando direcciones IP.
La célula 350 ocupa el territorio geográfico
ilustrado esquemáticamente a la derecha de la línea divisoria 290 en
la figura 4. La figura 4 también proporciona una representación
esquemática de otra célula 210. La célula 210 es parte de una red
diferente de la célula 350. Por lo tanto, las células 210 y 350
están bajo el control de SwMIs diferentes.
Las SwMIs que controlan las células 210 y 350 se
representan en la parte superior de la figura 4. La SwMI 200
controla la célula 210. La SwMI 200 puede controlar otras células,
de forma análoga a la disposición de la figura 2. La SwMI 300
controla la célula 350. SwMI 300 puede controlar otras células,
también de forma análoga a la disposición de la figura 2.
La SwMI 300, la célula 350 y otras células
controladas por la SwMI 300 forman una primera red. La SwMI 200, la
célula 210 y otras células controladas por la SwMI 200 forman una
segunda red diferente.
Es importante que la estación móvil 374
representada en la célula 350 se origina en la célula 210. Por lo
tanto, la SwMI 200 es el "Agente doméstico" para la estación
móvil 374. Por lo tanto, la estación móvil 374 "pertenece"
nominalmente a la segunda red.
La figura 4 también muestra otras dos estaciones
móviles 372 y 376 en la célula 350. Éstas pueden ser otras
estaciones móviles que están visitando la célula 350 de otra red,
exactamente cuando la estación móvil 374 está visitando la célula
350. Alternativamente, una o ambas estaciones móviles 372 y 376
pueden residir normalmente en la célula 350 u otra célula controlada
por la SwMI 300, y por lo tanto su agente doméstico será SwMI 300.
Las tres estaciones móviles 202, 204 y 206 en la célula 210 pueden
residir igualmente normalmente en la célula 210, o en otro lugar en
la red controlada por la SwMI 200. Sin embargo, los móviles 202, 204
y 206 pueden estar visitando la célula 210, pero normalmente residen
en otra red.
La estación móvil 374 ha entrado en la célula
350. Desde la perspectiva de la estación móvil 374, la célula 350
está bajo el control de un "Agente extranjero". La función del
"agente extranjero" para la estación móvil 374 la realiza la
SwMI 300.
El agente extranjero controla la asignación de
direcciones IP a estaciones móviles dentro de la célula 350. En
particular, el agente extranjero desempeña el papel de un primer
controlador dentro de la célula 350. El agente doméstico 200 en la
célula 210 desempeña el papel de un segundo controlador dentro de la
célula 210.
La SwMI 300 se ha ilustrado conectada mediante la
conexión 280 con la SwMI 200. Se representa un enlace físico, que
podría por ejemplo ser una línea fija tal como un enlace de fibra
óptica. Sin embargo, las SwMIs 200 y 300 pueden estar enlazadas de
otras formas, tal como por radio.
La SwMI 300, que actúa como un primer controlador
para la célula 350 de la primera red del sistema de comunicaciones
por radio celular, está adaptada para recibir una petición de la
estación móvil 374 para que el sistema de comunicaciones radio
celular asigne a la estación móvil 374 la dirección IP estática
previamente asignada a la estación móvil fuera de la célula 350. Si
la estación móvil 374 ha pasado directamente de la célula 210 a la
célula 350, la petición de la estación móvil 374 a la SwMI 300, que
actúa como agente extranjero, sería de la misma dirección IP que la
estación móvil 374 ha estado usando en la célula 210.
La SwMI 300 está adaptada además, en respuesta a
la petición de la estación móvil 374, para comprobar con la SwMI
200 asociada con la célula 210 que la dirección IP estática pedida
no ha sido asignada a otra estación móvil. Aunque en este ejemplo
la estación móvil 374 ha pasado directamente de la célula 210 a la
célula 350, en general la SwMI 300 está adaptada para comprobar con
el controlador de la célula en la posición donde la estación móvil
estaba registrada previamente. Éste puede haber sido otro agente
extranjero para la estación móvil 374, no representada en la figura
4.
Finalmente, la SwMI 300 está adaptada para
asignar la dirección IP estática previamente asignada a la estación
móvil 374, fuera de la célula 350, a la estación móvil 374 para uso
en la célula 350, si la dirección IP estática no ha sido asignada a
otra estación móvil. El registro con el Agente doméstico de SWMI 300
permite el envío de paquetes de datos a la SwMI 300 por túnel a
través de la red. Es posible que la dirección IP previamente
asignada a la estación móvil 374, fuera de la célula 350, haya sido
asignada por la SwMI 200 a otra estación móvil, y por lo tanto ya
no está disponible para asignación por la SwMI 300 para uso en la
célula 350. También es posible que a otra estación móvil ya dentro
de célula 350 se le haya dado la dirección IP previamente usada por
la estación móvil 374, y que por esta razón la dirección IP
previamente asignada a la estación móvil 374 ya no esté disponible
para asignación por la SwMI 300 a la estación móvil 374 para uso en
la célula 350.
La realización de la figura 4 se ha explicado en
términos de que la SwMI 300 verifica con la SwMI 200, el
controlador en la posición donde la estación móvil estaba registrada
previamente, que la dirección IP estática no ha sido asignada a
otra estación móvil. Sin embargo, es posible una realización
alternativa de la invención en la que el agente extranjero verifica
(que la dirección IP estática no ha sido asignada a otra estación
móvil) con un segundo controlador formado por la SwMI asociada con
la posición donde la dirección IP estática está registrada. Esto
sería apropiado donde la dirección IP pedida por la estación móvil
al entrar en la célula 350 es identificable como perteneciente
siempre a una célula particular. La ventaja de esta disposición es
que, cuando una estación móvil 374 itinera por varias redes, no
establecería una cadena entera de controladores de red con los que
el agente extranjero de la SwMI 300 tendría que comprobar la
disponibilidad de la dirección IP pedida por la estación móvil 374.
En cambio, el agente extranjero 374 podría comprobar inmediatamente
con la célula única donde la dirección IP estática permanece
registrada.
Son posibles otras mejoras del sistema de
comunicaciones por radio celular de la invención. La SwMI 300, que
actúa como primer controlador, puede estar adaptada además para
efectuar registro de IP móvil con el agente doméstico SwMI 200, que
actúa como el segundo controlador, por cuenta de la estación móvil
374. Esto permitiría el envío de datos de paquetes IP a la estación
móvil 374 en la célula 350, sin que la estación móvil 374 sea un
terminal capaz de IP móvil. La estación móvil 374 podría ser
entonces un terminal más simple sin dicha funcionalidad añadida.
Por lo tanto, dicha disposición tiene la ventaja de proporcionar
movilidad IP completa para estaciones móviles, usando solamente
adaptaciones a la SwMI de la red que controla la célula 350. No se
necesitaría ninguna adaptación de la estación móvil, por ejemplo una
radio TETRA, para facilitar esta itinerancia de red. Por lo tanto,
usando el principio de la presente invención, una estación móvil IP
direccionable también se podría transformar por lo tanto en una
estación de itinerancia de IP móvil, solamente con cambio en la
infraestructura de la red. Esto facilita el direccionamiento de IP
móvil para estaciones móviles TETRA existentes, y puede reducir la
complejidad de las futuras estaciones de IP móvil.
Si la SwMI 300, que actúa como el primer
controlador, está adaptada además para efectuar registro de IP
móvil con el agente doméstico SwMI 200 por cuenta de la estación
móvil 374, la SwMI 300 puede utilizar el número ITSI de la estación
móvil para hacerlo. El número ITSI permite a la SwMI acceder a
detalles de la estación móvil almacenados en el Registro de
Posición Inicial (HLR) de la SwMI doméstica.
La figura 4 ilustra una disposición por la que el
móvil 374 ha "itinerado" de una red de comunicaciones móviles
a otra. Sin embargo, el móvil 374 puede estar conectado inicialmente
en cambio a una Red de Área Local (LAN), por ejemplo mediante una
conexión de cable a una oficina. El móvil 374 se puede quitar
después de su conexión alámbrica por el usuario, y tiene que
establecer comunicación mediante una red móvil. Tal transición se
puede producir de forma similar a la itinerancia representada en la
figura 4. Una transición de una red móvil de nuevo a una LAN fija
se puede producir de forma análoga.
La estación móvil 374 incluye un temporizador
preparado 46. La estación móvil 374 también incluye un temporizador
de espera 48. Véase la figura 3.
En la operación, la estación móvil 374 realiza
activación de contexto en la célula entrante 350. Esto es debido a
que la estación móvil 374 tiene que comunicar mediante la SwMI 300,
mientras que ha comunicado previamente, en este ejemplo, mediante
la SwMI 200. Sin embargo, la estación móvil 374 puede estar adaptada
para comprobar con un temporizador de espera o un temporizador
preparado antes de pedir la dirección IP estática. La estación
móvil 374 puede estar adaptada para pedir la misma dirección IP que
tenía fuera de la célula 350 solamente si uno de estos
temporizadores no ha expirado.
La estación móvil 374 puede estar adaptada:
(i) para comprobar si el temporizador preparado
46 ha expirado, y
(ii) si el temporizador preparado 374 no ha
expirado, pedir asignación de la dirección IP estática previamente
asignada a la estación móvil 374 fuera de la célula 350.
La estación móvil 374 puede realizar la
comprobación de si el temporizador preparado 46 ha expirado al
tiempo de la primera activación de contexto en la célula. Por lo
tanto, esto garantizará que la estación móvil 374 pida asignación
de la dirección IP estática previamente asignada a la estación móvil
374 fuera de la célula 350 si la estación móvil 374 está
transmitiendo o recibiendo datos al tiempo de entrar en la célula
350. Hacer esto tiene una gran ventaja para la estación móvil 374,
puesto que garantizará que un intercambio de datos en curso, cuando
la estación móvil 374 entre en la célula 350, continúe y se complete
usando la misma dirección IP durante todo el intercambio. Esto
mejora la posibilidad de que todos los paquetes de datos IP en el
intercambio lleguen con éxito a la estación móvil 374.
La estación móvil 374 puede estar adaptada
alternativamente:
(i) para comprobar si el temporizador de espera
48 de la estación móvil ha expirado; y
(ii) si el temporizador de espera 48 no ha
expirado, pedir asignación de la dirección IP estática previamente
asignada a la estación móvil 374 fuera de la célula 350.
La estación móvil 374 puede realizar la
comprobación de si el temporizador de espera 48 ha expirado al
tiempo de la primera activación de contexto en la célula 350. Así,
la estación móvil 374 pedirá la dirección IP estática previamente
asignada a ella fuera de la célula 350 si está activa o en el estado
inactivo al tiempo de entrar en la célula 350.
La célula 350 puede ser parte de una unidad
administrativa del sistema de comunicaciones radio celular que
tiene un grupo diferente de direcciones IP que la posición donde la
estación móvil 374 estaba registrada previamente. Éste es el caso
del ejemplo de la figura 4, la función administrativa de asignar
direcciones IP realizada por la SwMI 300, y la célula 350 está bajo
el control de una Infraestructura de Conmutación y Gestión (SwMI)
diferente de la posición donde la estación móvil estaba registrada
previamente. El sistema de comunicaciones radio celular de la
invención puede ser parte de una red de datos conmutados en
paquetes.
Anteriormente se explicó una realización
alternativa donde la SwMI 300, actuando como agente extranjero,
verifica con un segundo controlador asociado con la posición donde
la dirección IP estática se registra que la dirección IP estática
no ha sido asignada a otra estación móvil. En este caso la célula
350 puede ser parte de una unidad administrativa del sistema de
comunicaciones radio celular que tiene un grupo de direcciones IP
diferente de la posición donde está registrada la dirección IP
estática. En el ejemplo de la figura 4, el primer controlador está
constituido por el controlador de datos SwMI de la célula 350, y la
célula 350 está bajo el control de una Infraestructura de
Conmutación y Gestión (SwMI) diferente de la posición donde está
registrada la dirección IP estática. El controlador de datos de una
SWMI puede tener varias funciones. Son típicamente el enrutamiento
de paquetes de datos, el tunelado de paquetes de datos de una SWMI a
otra, y la gestión, incluyendo asignación, de direcciones IP.
La SwMI 300 puede estar adaptada para asignar una
nueva dirección IP a la estación móvil 374 del grupo de direcciones
IP disponibles en la red controlada por la SwMI 300 si la dirección
IP estática previamente asignada a la estación móvil fuera de la
célula ha sido asignada a otra estación móvil. Esto significaría
que la petición por la estación móvil 374 de la dirección IP
estática que había usado antes de entrar en la célula no tendría
éxito. Sin embargo, esto garantizaría que a la estación móvil 374 no
se le asignaría una dirección IP actualmente asignada a estaciones
móviles tal como 372 o 376. La nueva dirección IP asignada a la
estación móvil 374 sería entonces una dirección IP dinámica.
Considerada en términos generales, la invención
proporciona una técnica para itinerancia entre SWMIs. Durante la
activación de contexto la estación móvil 374 recibe una dirección
IP. Fuera de su red doméstica, la estación móvil 374 puede pedir
una dirección IP estática como parte de la activación de
contexto.
Cuando una estación móvil según la invención
itinera de su SWMI doméstica a una SWMI visitada, se lleva a cabo
nueva activación de contexto. La invención propone una movilidad de
tráfico, que se basa en funcionalidad IP móvil como se describe en
RFC 2002. Sin embargo, la funcionalidad de nodo móvil no está
situada en la estación móvil. Esta funcionalidad existe en la
infraestructura SwMI visitada. La dirección IP estática
proporcionada a la estación móvil en itinerancia es tratada como
una dirección IP móvil por la infraestructura y como una dirección
IP estática ordinaria por la estación móvil.
Cuando la estación móvil itinera a una SWMI
visitada construida según la presente invención, la estación móvil
puede verificar si su temporizador preparado está activado, o puede
verificar si el temporizador de espera está activado. En base a las
condiciones de uno de estos temporizadores, la estación móvil decide
si desea mantener o no la misma dirección IP que antes, para
mantener viva la sesión IP. Si el temporizador relevante está
activado, la estación móvil solicita la misma dirección estática que
ha sido asignada por la SwMI doméstica. La SwMI visitada verifica
con la SwMI doméstica si la dirección IP todavía puede ser
utilizada. Si la respuesta es sí, la SwMI visitada puede realizar
registro de IP móvil por cuenta de la estación móvil con el agente
doméstico, que puede residir de hecho en la SwMI doméstica o en
Internet.
El agente doméstico envía después paquetes de
datos direccionados para dicha estación móvil a la SwMI visitada.
La SwMI visitada también realiza funcionalidad de Agente extranjero
de IP móvil.
Si el móvil está en un estado inactivo cuando
entra en la célula visitada, la estación móvil puede no pedir
ningún tipo de dirección específico. La SwMI visitada puede asignar
entonces una dirección estática o una nueva dirección dinámica a la
estación móvil. En el caso estático la SwMI asignará la dirección IP
antigua después de la verificación con la SwMI doméstica. La SwMI
visitada también realizará registro de IP móvil en el agente
doméstico para proporcionar la movilidad. Si la SwMI visitada asigna
una dirección IP dinámica a la estación móvil del grupo de
direcciones IP disponible para la SwMI visitada, la SwMI visitada
podría realizar registro de IP móvil de la dirección IP dinámica
para proporcionar movilidad para dicha IP dinámica, en un caso en
el que la estación móvil itinera mientras está en un estado
preparado.
Las ventajas de la invención incluyen
proporcionar movilidad entre SwMIs y mantener una sesión de
comunicación IP en curso después de itinerar a una SWMI visitada
que normalmente soporta asignación dinámica de direcciones IP.
Un ejemplo práctico de itinerancia entre redes
diferentes mientras está en comunicación en curso sería el
siguiente. Una radio TETRA direccionable IP puede, por ejemplo,
estar operando en el límite de su red doméstica. Entonces puede
estar intercambiando paquetes de datos mediante una radio estación
base perteneciente a dicha red. Durante este intercambio, el radio
TETRA puede pasar a otra red, por ejemplo propiedad de una compañía
diferente. Con la disposición de la invención, la radio sería capaz
de continuar el intercambio de datos usando la misma dirección IP
que ha estado usando en la red doméstica. El registro de IP móvil
sería atendido por el agente extranjero (SwMI) en la nueva red. El
envío de paquetes de datos IP lo realizaría el agente doméstico.
Esto proporciona continuidad de servicio y una reducida probabilidad
de perder la llamada, en comparación con redes que carecen de la
disposición de la invención.
Además del sistema de comunicaciones por radio
celular explicado anteriormente, la invención también abarca un
método de registro de estación móvil en un sistema de comunicaciones
radio celular.
La presente invención se refiere a un sistema de
comunicaciones radio celular incluyendo al menos una estación base
para transmitir radioseñales a estaciones móviles dentro de una
célula. El método de registro de estación móvil según la invención
incluye:
(a) una estación móvil que entra en una célula
del sistema de comunicaciones radio celular, siendo direccionable
la estación móvil usando direcciones IP;
(b) pidiendo la estación móvil que el sistema de
comunicaciones radio celular asigne a la estación móvil la
dirección IP estática previamente asignada a la estación móvil fuera
de la célula; y
(a) un primer controlador asociado con la célula
que comprueba con un segundo controlador asociado con la posición
donde la estación móvil estaba registrada previamente que la
dirección IP estática no ha sido asignada a otra estación móvil,
y
si la dirección IP estática no ha sido asignada a
otra estación móvil, el primer controlador asigna la dirección IP
estática previamente asignada a la estación móvil, fuera de la
célula, a la estación móvil para uso en la célula.
Es posible un método alternativo según la
presente invención. Este método alternativo incluye los pasos
a)-c) anteriores; sin embargo, en el paso c) el
primer controlador asociado con la célula verifica con un segundo
controlador asociado con la posición donde la dirección IP estática
se registra que la dirección IP estática no ha sido asignada a otra
estación móvil. Esto sustituye a la comprobación con un segundo
controlador asociado con la posición donde la estación móvil estaba
registrada previamente, en el paso c) anterior.
La figura 5 es un diagrama de flujo que ilustra
la asignación de dirección IP y registro de IP móvil según la
presente invención, desde la perspectiva de la SwMI visitada.
Comenzando en el recuadro 502, un móvil itinera a
una zona servida por una SWMI "visitada". Si la SwMI visitada
no prefiere asignación dinámica de direcciones IP, véase el recuadro
504, con la SwMI doméstica se comprueba si la dirección IP estática
del móvil está disponible, véase el recuadro 506.
Si la dirección IP estática está disponible, la
SwMI visitada realiza el registro de IP móvil con el Agente
doméstico, véase el recuadro 518, y la aceptación de contexto indica
aprobación de la dirección IP estática, véase el recuadro 520.
Después, el móvil vuelve al estado de espera, véase el recuadro
514.
Si la comprobación en el recuadro 506 revela que
la dirección IP estática no está disponible, la SwMI visitada
asigna una dirección IP dinámica al móvil del grupo de direcciones
IP disponible para la SwMI, véase el recuadro 508. La SwMI realiza
después el registro de IP móvil en el Agente doméstico local, véase
el recuadro 510. El paso 510 se representa en un recuadro de puntos
porque es un paso opcional. El registro del paso 510 es por lo
general con el Agente doméstico de la SwMI visitada. La SwMI se
podría disponer para utilizar direcciones IP móvil de su grupo
dinámico para proporcionar movilidad dentro de la SwMI durante
sesiones locales.
La dirección IP dinámica se envía al móvil
mediante la aceptación de contexto, véase el recuadro 512.
Posteriormente el móvil vuelve al estado de espera, véase el
recuadro 514.
Si en la comprobación del recuadro 504 se halla
que la SwMI visitada prefiere asignación dinámica de direcciones
IP, el móvil puede pedir una dirección IP estática a asignarle,
véase el recuadro 516. En este caso, el proceso se mueve al
recuadro 506, descrito anteriormente. Si el móvil no pide una
dirección IP estática a asignarle, el proceso pasa del recuadro 516
al recuadro 508, descrito anteriormente.
Así, la figura 5 muestra un proceso según la
invención.
El paso del recuadro 506 puede incluir verificar
con la posición dónde el móvil estaba registrado previamente, o
verificar con la posición dónde está registrada la dirección IP
estática pedida.
La figura 6 es un diagrama de flujo que ilustra
el proceso de decisión de la estación móvil para pedir asignación
de una dirección IP estática, desde la perspectiva del móvil.
Comenzando en el recuadro 602, un móvil itinera a
una zona servida por una SWMI "visitada". Si el temporizador
preparado del móvil no está en el estado "activado", véase el
recuadro 604, el móvil verifica su temporizador de espera, véase el
recuadro 606. Si el temporizador de espera está activado, el móvil
verifica si una aplicación está "abierta" en la radio, véase
el recuadro 608. Una aplicación abierta es la que se ejecuta en la
radio. Por lo tanto, la radio verifica en el recuadro 608 si alguna
de sus aplicaciones se está ejecutando actualmente. Un ejemplo de
una aplicación sería un navegador de Internet ejecutado por una
radio "iDEN" de Motorola.
Si no hay aplicación abierta, o si el recuadro
606 produjo el resultado de que el temporizador de espera no estaba
activado, el móvil no especifica una dirección IP durante la
activación de contexto, véase el recuadro 610. El móvil recibe
entonces una dirección IP mediante la aceptación de contexto, véase
el recuadro 612, y finalmente está en un estado de espera, véase el
recuadro 614.
Si el temporizador preparado está activado, véase
el recuadro 604, o el temporizador de espera está activado y hay
una aplicación abierta en la radio, véase el recuadro 608, el móvil
pide una dirección IP estática durante la activación de contexto.
Véase el recuadro 616. El móvil puede recibir posteriormente una
aprobación de la dirección IP estática mediante la aceptación de
contexto, véase el recuadro 618. El móvil usa entonces el paquete
canal de datos para seguir transmitiendo o recibiendo paquetes de
datos, usando la dirección IP estática, véase el recuadro 620.
Finalmente, el móvil está en un estado preparado, véase el recuadro
622.
El mensaje "aceptación de contexto" de los
recuadros 512, 520, 612 y 618 es un mensaje enviado desde la SwMI a
la estación móvil. El mensaje de aceptación de contexto informa al
móvil de la dirección IP que debe usar.
Claims (26)
1. Un sistema de comunicaciones por radio celular
que tiene al menos una primera y una segunda red de radio que
tienen diferentes zonas de cobertura geométrica, incluyendo el
sistema de comunicaciones radio celular:
una estación móvil (374) direccionable usando
direcciones IP de Protocolo de Internet, estando adaptada la
estación móvil para itinerar entre la primera y segunda red de
radio, incluyendo la primera red una red doméstica de la estación
móvil y la segunda red incluyendo una red extranjera de la estación
móvil;
un primer controlador (200) asociado con la
primera red; y caracterizado el sistema por un segundo
controlador (300) asociado con la segunda red, estando adaptado el
segundo controlador (300) cuando la estación móvil (374) está en
itinerancia de la primera red a la segunda red:
(i) para recibir una petición de activación de
contexto de la estación móvil (374) para que el sistema de
comunicaciones radio celular asigne a la estación móvil (374) una
dirección IP estática previamente asignada a la estación móvil
(374) por el primer controlador (200);
(ii) en respuesta a la petición de la estación
móvil (374), comprobar con el primer controlador (200) que la
dirección IP estática no ha sido asignada a otra estación móvil;
y
(iii) para asignar la dirección IP estática
previamente asignada a la estación móvil (374) por el primer
controlador (200) a la estación móvil (374) para uso en la segunda
red, si la dirección IP estática no ha sido asignada a otra
estación móvil.
2. Un sistema según la reivindicación 1, donde el
segundo controlador (300) está adaptado además para efectuar
registro de IP móvil con el primer controlador por cuenta de la
estación móvil.
3. Un sistema según la reivindicación 1, donde la
estación móvil (374) incluye un temporizador preparado, estando
adaptada la estación móvil (374):
(i) para comprobar si el temporizador preparado
ha expirado, y
(ii) si el temporizador preparado no ha expirado,
pedir asignación de la dirección IP estática.
4. Un sistema según la reivindicación 3, donde la
estación móvil (374) está adaptada para efectuar la comprobación de
si el temporizador preparado ha expirado al tiempo de primera
activación de contexto en la segunda red.
5. Un sistema según la reivindicación 1, donde la
estación móvil (374) incluye un temporizador de espera, y la
estación móvil está adaptada:
(i) para comprobar si el temporizador de espera
de la estación móvil ha expirado; y
(ii) si el temporizador de espera no ha expirado,
pedir asignación de la dirección IP estática.
6. Un sistema según la reivindicación 5, donde la
estación móvil (374) está adaptada para efectuar la comprobación de
si el temporizador de espera ha expirado al tiempo de la primera
activación de contexto en la segunda red.
7. Un sistema según la reivindicación 1, donde la
segunda red es una unidad administrativa del sistema de
comunicaciones radio celular que tiene un grupo diferente de
direcciones IP de la primera red.
8. Un sistema según la reivindicación 1, donde el
primer controlador (200) es el controlador de datos de
Infraestructura de Conmutación y Gestión SwMI de la primera red, y
la segunda red está bajo el control de una SwMI diferente de la
primera red.
9. Un sistema según la reivindicación 1, donde el
sistema de comunicaciones radio celular es parte de una red de
datos conmutados en paquetes.
10. Un sistema según la reivindicación 1, donde
el segundo controlador (300) está adaptado para asignar una nueva
dirección IP a la estación móvil (374) del grupo de direcciones IP
disponibles para la segunda red si la dirección IP estática
previamente asignada a la estación móvil (374) por el primer
controlador (200) ha sido asignada a otra estación móvil.
11. Un sistema según la reivindicación 10, donde
la nueva dirección IP es una dirección IP dinámica.
12. El sistema de comunicaciones radio celular de
la reivindicación 1, donde el primer controlador 2) es un agente
doméstico de la estación móvil según protocolo de Internet
móvil.
13. El sistema de comunicaciones radio celular de
la reivindicación 1, donde el segundo controlador (300) es un
agente extranjero de la estación móvil según protocolo de Internet
móvil.
14. Un método de registro de estación móvil en un
sistema de comunicaciones radio celular, incluyendo el sistema de
comunicaciones radio celular una pluralidad de redes radio que
tienen diferentes zonas de cobertura geométrica, incluyendo el
método de registro de estación móvil los pasos de:
entrada (502, 602) de una estación móvil en una
red extranjera de la pluralidad de redes, siendo direccionable la
estación móvil usando direcciones IP; y caracterizada por la
petición (516, 616) de la estación móvil de que el sistema de
comunicaciones radio celular asigne a la estación móvil la dirección
IP estática previamente asignada a la estación móvil mientras esté
en una red doméstica de la pluralidad de redes; y
comprobar (506) por un primer controlador
asociado con la red extranjera con un segundo controlador asociado
con la red doméstica que la dirección IP estática no ha sido
asignada a otra estación móvil, y, si la dirección IP estática no
ha sido asignada a otra estación móvil, asignar (518, 618) por el
primer controlador la dirección IP estática previamente asignada a
la estación móvil, mientras está en la red doméstica, a la estación
móvil para uso mientras está en la red extranjera.
15. Un método según la reivindicación 14,
incluyendo además realizar por el primer controlador registro de IP
móvil con el segundo controlador por cuenta de la estación
móvil.
16. Un método según la reivindicación 14,
incluyendo además realizar por el primer controlador registro de IP
móvil con el segundo controlador por cuenta de la estación
móvil.
17. Un método según la reivindicación 14,
incluyendo además verificar (604) por la estación móvil si un
temporizador preparado de la estación móvil ha expirado, y, si el
temporizador preparado no ha expirado, pedir (616) por la estación
móvil asignación de la dirección IP estática.
18. Un método según la reivindicación 16,
incluyendo además verificar por la estación móvil si el temporizador
preparado ha expirado al tiempo de la primera activación de
contexto al entrar en la red extranjera.
19. Un método según la reivindicación 14,
incluyendo además verificar (606) por la estación móvil si un
temporizador de espera de la estación móvil ha expirado, y, si el
temporizador de espera no ha expirado, pedir (608, 616) por la
estación móvil asignación de la dirección IP estática.
20. Un método según la reivindicación 18
incluyendo además verificar por la estación móvil si el temporizador
de espera de la estación móvil ha expirado al tiempo de la primera
activación de contexto al entrar en la red extranjera.
21. Un método según la reivindicación 14, donde
la red extranjera es una unidad administrativa del sistema de
comunicaciones radio celular que tiene un grupo de direcciones IP
diferente de la red doméstica.
22. Un método según la reivindicación 14, donde
la red extranjera está bajo el control de una Infraestructura de
Conmutación y Gestión SwMI diferente de la red doméstica.
23. Un método según la reivindicación 14, donde
el sistema de comunicaciones radio celular es parte de una red de
datos conmutados en paquetes.
24. Un método según la reivindicación 14, donde,
si la dirección IP estática previamente asignada a la estación
móvil mientras está en la red doméstica ha sido asignada a otra
estación móvil, asignar (508, 510, 512) por el primer controlador
una nueva dirección IP a la estación móvil del grupo de direcciones
IP disponibles en la red extranjera.
25. Un método según la reivindicación 23, donde
la nueva dirección IP es una dirección IP dinámica.
26. El método de la reivindicación 14, donde el
segundo controlador es un agente doméstico de la estación móvil
según protocolo de Internet móvil.
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