ES2331999T3 - Procedimiento y arquitectura de red para configurar un terminal de radio, un terminal de radio, un nodo de red y un producto de programa de ordenador para el mismo. - Google Patents

Procedimiento y arquitectura de red para configurar un terminal de radio, un terminal de radio, un nodo de red y un producto de programa de ordenador para el mismo. Download PDF

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Enrico Buracchini
Paolo Goria
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Abstract

Arquitectura de red que comprende una red de comunicación que es operativa según un sistema de comunicación predeterminado y que comprende al menos un terminal de radio (UE/MS) que pertenece a dicha red de comunicación y que comprende módulos para gestionar un intercambio de información en el interior de dicha red de comunicación utilizando dicho sistema de comunicación predeterminado, - estando dicha arquitectura caracterizada por - al menos un nodo (Servidor OTA), conectado a dicha red de comunicación y que comprende - un conjunto de módulos de programa operativo configurados para implementar al menos un conjunto de elementos de una pila de protocolos para configurar dicho terminal de radio (UE/MS), y por el hecho de que - dicho terminal de radio y dicho nodo están provistos de módulos de programa hertzianos respectivo configurados para gestionar una conexión hertziana entre dicho terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA) a través de dicha red de comunicación y para descargar de manera transparente en dicha red de comunicación al menos un módulo de dicho conjunto de módulos de programa operativo para configurar al menos en parte a dicho terminal de radio (UE/MS).

Description

Procedimiento y arquitectura de red para configurar un terminal de radio, un terminal de radio, un nodo de red y un producto de programa de ordenador para el mismo.
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a las redes de comunicación por radio y a los terminales de radio reconfigurables que emplean una red de comunicación radio.
Más específicamente, la presente invención se refiere a la configuración de un terminal de radio reconfigurable, siendo dicha configuración llevada a cabo instalando en dicho terminal de radio un programa operativo descargado por ondas de radio (OTA) desde la red de comunicación radio.
Antecedentes de la invención
Ya es conocido de la literatura (J. Mitola, "The Software Radio Architecture", IEEE Communications Magazine, Mayo de 1995 y E. Buracchini, "The Software Radio Concept", IEEE Communications Magazine, Septiembre de 2000) que los sistemas reconfigurables como los terminales, estaciones base y nodos de la red, son equipos cuyo funcionamiento operativo se puede configurar a voluntad. Por ejemplo, un terminal de radio reconfigurable capaz de funcionar con un sistema de segunda generación (2G), como el GSM/GPRS (Global System for Mobile communication/General Packet Radio Service), puede ser reconfigurado para volverse capaz de funcionar con sistemas de tercera generación (3G), como el sistema UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) o el sistema CDMA 2000 (Code Division Multiple Access 2000), o el sistema WI-FI (WIrless FIdelity) o el sistema DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial) y así sucesivamente.
Debe entenderse por "sistema" una pluralidad de elementos coordinados entre sí según criterios predeterminados, es decir coordinados según un "Estándar", para realizar una función específica que es, por ejemplo, la de operar como una red de comunicación.
En el presente documento ejemplos de sistemas son el sistema GSM, el sistema GPRS, el sistema UMTS, el sistema WLAN (Wireless Local Area Network) y así sucesivamente, cada uno de los cuales satisface el Estándar correspondiente.
Para llevar a cabo la reconfiguración de un terminal, es necesario que las funciones operativas del terminal se realicen con una tecnología también reconfigurable. Referente a esto, los terminales o dispositivos reconfigurables están provistos de hardware reprogramable constituido, por ejemplo, por una pluralidad de FPGAs (Field Programmable Gate Array), DSPs (Digital Signal Processor) y microprocesadores: las funcionalidades individuales del dispositivo, incluso en el nivel más bajo, son realizadas por un código de programa. Como consecuencia, para reconfigurar un dispositivo reprogramable, basta con sustituir el programa operativo que gestiona el hardware del propio
dispositivo.
Por el término "programa operativo" debe entenderse en la presente descripción el programa, organizado en librerías, que define tanto a la interfaz de radio o las capas inferiores (por ejemplo L1, L2, L3) como a las capas superiores (por ejemplo de L4 a L7) de la pila de protocolos de un sistema considerado, como por ejemplo GSM/GPRS, UMTS y así sucesivamente.
Como es sabido, en el sector de las telecomunicaciones, el procedimiento más empleado para obtener un agrupamiento funcional es el modelo OSI (Open System Interconnection). Las funcionalidades están agrupadas en planos o capas funcionales representados en forma de pila de capas.
Cada capa suministra servicios a la capa inmediatamente superior, siendo dichos servicios a su vez mejoras de los servicios suministrados por la capa inmediatamente inferior.
La capa más baja (capa 1) está en general destinada a transmitir la información físicamente.
Según la especificación OSI, el número de capas de estándares es 7: respectivamente capas física, de conexión, de red, de transporte, de sesión, de presentación y de aplicación. Cada sistema, por ejemplo GSM/GPRS, UMTS y así sucesivamente, implementa la parte necesaria de dicha pila de estándares.
Al considerar un terminal de radio, los beneficios proporcionados al emplear hardware reconfigurable hardware son varios, pero uno de ellos es inmediatamente evidente: el terminal de radio puede ser reconfigurado según el sistema que cubre el área donde está localizado el terminal (área funcional). Por lo tanto, sí el terminal se emplea en un área cubierta por un sistema de segunda generación, como el GSM/GPRS, el terminal puede ser reconfigurado para ser capaz de recibir a dicho sistema; igualmente, en un área cubierta por un sistema de tercera generación, como el UMTS, el terminal puede ser configurado en conformidad.
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Es conocido que un código de programa puede ser transferido o descargado a un terminal al menos de tres formas diferentes:
- a través de una tarjeta inteligente utilizando un SIM (Subscriber Identity Module) que debe ser insertado en el interior del terminal de radio móvil;
- a través de una conexión externa utilizando por ejemplo un enlace con un ordenador personal a través de un puerto infrarrojo/ serie/USB;
- por vía radio o hertziana (OTA) utilizando un canal de radio específico. Referente a la descarga de programas, las etapas fundamentales de un protocolo genérico que permite gestionar la descarga de programas a un terminal se han definido en el marco del programa Defined Radio Forum (Foro SDR) que puede consultarse en la URL siguiente: www.sdrforum.org.
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El protocolo, tal como se ha definido en el foro SDR, es de tipo servidor tipo cliente.
Las etapas del protocolo de descarga son las siguientes:
- inicio de descarga: etapa durante la cual el terminal comunica al servidor, en el cual reside el programa a descargar, la intención de empezar una descarga de programa;
- autenticación mutual: el terminal y el Servidor se autentican entre sí;
- intercambio de capacidad: el Servidor comunica la información de capacidad relativa al programa a descargar y el terminal verifica si el programa puede ser cargado en la memoria del terminal, instalado y ejecutado;
- aceptación de descarga: el Servidor comunica al terminal la descarga, instalación y opciones de facturación; el terminal decide si las indicaciones suministradas por el Servidor son o no aceptables;
- comprobación de descarga e integridad: durante la descarga de programas, el código recibido es comprobado; el terminal solicita la retransmisión de los bloques radio recibidos incorrectamente;
- instalación: durante la etapa de instalación, las condiciones de licencia y de facturación del programa son proporcionados por el Servidor;
- comprobación in-situ: antes de empezar el programa, el terminal lleva a cabo algunas comprobaciones con ayuda de vectores de comprobación descargados junto con el código de programa;
- intercambio de no rechazo: una vez instalado y comprobado el código de programa, el terminal confirma al Servidor que la instalación ha sido exitosa para iniciar, por ejemplo, el proceso de facturación.
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Es conocido del estado de la técnica, por ejemplo de E. Buracchini, "The Software Radio Concept", IEEE Communications Magazine, Septiembre de 2000, que la descarga de programas vía radio o hertziana prevé el empleo por parte del terminal de un canal de radio. Asimismo es conocido que la descarga de código de programa puede realizarse de dos maneras, dependiendo de la tipología del canal de radio:
- de manera "fuera de banda": mediante un canal "universal" independiente del sistema actual, por ejemplo cuando se enciende el terminal, que se ajusta automáticamente a dicho canal y realiza la descarga del programa operativo relativo al sistema que opera en el área funcional;
- de manera "en band": utilizando los canales radio de los sistemas de telefonía móvil estándar de segunda y tercera generación, como los sistemas GSM/GPRS y UMTS respectivamente, lo cual perite que el terminal, que ya opera en uno de esos canales, reciba el programa operativo relativo al sistema diferente del que se está utilizando actualmente; por ejemplo, un terminal reconfigurable que opera con un sistema de segunda generación, como el GSM/GPRS, puede realizar la descarga de un sistema de tercera generación, como el UMTS, utilizando el canal de radio de segunda generación con el cual opera.
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Un ejemplo de programa de descarga "fuera de banda" se describe por ejemplo en la solicitud de patente japonesa Nº. 2001061186. Este sistema describe un sistema y un procedimiento para descargar contenidos de programa vía radio. Cuando se enciende un terminal de radio, busca en un canal universal cual es el sistema actual en el área de funcionamiento y lleva a cabo la descarga de programas relativos al sistema indicado.
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Un ejemplo de descarga de programas "en banda" se describe por ejemplo en la solicitud de patente americana Nº 2003/0163551. Este documento describe un sistema y un procedimiento para descargar software vía radio
empleando:
- canales dedicados durante las etapas de negociación entre el servidor y el terminal (intercambio de capacidad, autenticación, facturación y así sucesivamente), y
- canales comunes compartidos durante el proceso de descarga para proporcionar el servicio de descarga a tantos usuarios como sea posible simultáneamente, sin imponer restricciones a los recursos de radio disponibles.
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Al considerar la manera de descargar "en banda", el documento AAW, "Architecture of IP based Network Elements Supporting Reconfigurable Terminals", SCOUT Workshop 16 de Septiembre de 2003 sugiere modificar profundamente algunos protocolos y algunos nodos de la red, por ejemplo los nodos de acceso de radio y/o los nodos de red centrales, para hacer posible la gestión de la descarga de un programa operativo.
Estas modificaciones implican un esfuerzo considerable para los fabricantes de equipos para la red de operadores e impacta considerablemente en los estándares de los sistemas de telefonía móvil existentes. Por lo tanto, las técnicas conocidas presentan la limitación de que, cuando se desea añadir a la red de telefonía móvil existente, como por ejemplo GSM/GPRS o UMTS, el programa operativo de gestión de descargas para terminales reconfigurable, son necesarias amplias modificaciones en los protocolos y en los nodos de la red.
Un procedimiento para la gestión de programas de descarga para un terminal reconfigurable en un sistema inalámbrico también se describe en "Design of software download management for reconfigurable terminals in a WCDMA system" de Jijun Lou y otros, IEEE, 2002.
Considerando la manera fuera de banda, según el estado de la técnica, se necesario implementar un canal de radio dedicado y por lo tanto equipos de red o nodos de red dedicados en la red para su implementación.
En resumen, el Solicitante destaca que en el estado de la técnica la descarga de programas tanto "en banda" como en "fuera de banda" implica modificar profundamente algunos protocolos y algunos nodos de la red para configurar un terminal de radio reconfigurable.
Resumen de la invención
Es por lo tanto un objeto de la presente invención gestionar la descarga de un programa operativo para reconfigurar un terminal de radio sin modificar la arquitectura ni los protocolos de los nodos de la red.
El mencionado objeto de la presente invención se alcanza a través de un procedimiento, una arquitectura de red y un producto de programa de ordenador como los reivindicados en las reivindicaciones adjuntas.
Según la invención se proporcionan una arquitectura, un procedimiento y un producto de programa de ordenador o conjunto productos de programas de ordenador relacionados, cargable en la memoria de al menos un ordenador y que comprende partes de código de programa para llevar a cabo las etapas consistentes en el procedimiento de la invención cuando se ejecuta el programa en un ordenador. Tal como se emplea aquí, la referencia a un tal producto de programa de ordenador debe entenderse como equivalente a la referencia a un medio legible por un ordenador que contiene instrucciones para controlar un sistema de ordenador para coordinar la realización del procedimiento de la invención. Con la referencia a "al menos un ordenador" se pretende evidentemente destacar la posibilidad de implementar la presente invención de forma modular y distribuida. Específicamente, según la presente invención se proporcionan, según una realización preferida, una arquitectura y un procedimiento según los cuales el terminal puede realizar por vía radio la descarga de un programa operativo mediante el cual es posible reconfigurar la terminal de radio móvil, sin siendo intrusivos ni la arquitectura ni el procedimiento; en particular, la descarga se puede implementar de una manera transparente al sistema de acceso radio de telefonía móvil empleado que puede ser de segunda generación, como el GSM/GPRS, el IS95 (Interim Standard 95) o el PDC (Phone Digital Cellular), o de tercera generación (por ejemplo los sistemas de acceso radio de la familia IMT 2000 - International Mobile Telecommunications
2000).
Según la invención, la arquitectura está provista de un nodo conectado a la red capaz de gestionar la descarga de un programa operativo por ondas de radio, sin afectar a los protocolos de red ya existentes.
Según una realización preferida de la invención, el producto de programa de ordenador explota el protocolo TCP/IP (Transport Control Protocol/Internet Protocol) que está soportado tanto por los sistemas de segunda como de tercera generación.
Según la invención, el protocolo propuesto es coherente con las recomendaciones proporcionadas por el Foro SDR.
Según la invención, el programa de descarga hertziano es transparente a la red de acceso y a la red central.
Según la invención, la arquitectura es independiente del sistema considerado y se puede implementar en cualquier sistema presente o futuro, tal como los sistemas de segunda generación, como por ejemplo el GSM/GPRS, sistemas de tercera generación, como UMTS, y otros, como por ejemplo DVB, WLAN, 802.16, etc.
Según la invención, se proporciona un nodo de tipo servidor en el que reside el programa operativo y que está conectado a la red y es capaz de realizar la descarga del programa operativo en el terminal de radio. Además, según la invención, el procedimiento empleado para reconfigurar el terminal de radio no es intrusivo y puede explotar todas las características de la red que le da soporte.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá a continuación con referencia a las figuras adjuntas de realizaciones de la invención preferidas aunque no limitativas, en las cuales:
- La figura 1 ilustra una realización de la invención implementada en una red GPRS o UMTS genérica;
- La figura 2 es un diagrama de estado de las etapas de protocolo llevadas a cabo por un producto de programa de ordenador en el lado terminal de radio;
- La figura 3 es un diagrama de estado de las etapas de protocolo llevadas a cabo por un servidor en el lado de red;
- Las figuras 4a a 4k ilustran la estructura de los mensajes de protocolo intercambiados entre un terminal de radio móvil y el Servidor;
- Las figura 5a a 5j son diagramas de flujo que muestran en detalle el proceso de descarga de un programa operativo a instalar en un terminal de radio móvil;
- La figura 6 ilustra un diagrama secuencial del proceso de descarga que muestra en particular la apertura de la conexión radio entre un terminal de radio móvil y el Servidor.
A lo largo de toda la descripción se han empleado en las figuras las mismas referencias para indicar los mismos componentes o que implementan funciones sustancialmente equivalentes.
Descripción detallada de la invención
Con referencia a la figura 1, se representa una realización de la invención implementada en un sistema de segunda (2G) y tercera (3G) generación. En particular, se representa una arquitectura de red o arquitectura que comprende una red (Red) GPRS genérica, una red UMTS genérica y un servidor (Servidor OTA) o nodo conectado a la red.
La red también comprende un terminal reconfigurable UE/MS (Equipo de Ususario/Estación Móvil), una red de acceso de radio GERAN (red de acceso de radio GSM EDGE) de un sistema GPRS y una UTRAN (Red de acceso de radio terrestre UMTS) de un sistema UMTS y la red central de dominio de paquetes, constituida, por ejemplo, por los nodos SGSN (Nodo de Soporte de servicio GPRS) y GGSN (Nodo de Soporte de pasarela GPRS). El nodo GGSN está conectado, por ejemplo, a través de un servidor PROXY (PROXY), a una red de tipo Internet (Internet).
El terminal UE/MS está provisto, según una realización preferida de la presente invención, de una aplicación de programa, llamada Cliente OTA, que es capaz de gestionar la descarga de un programa operativo desde el Servidor OTA directamente conectado, por ejemplo, al nodo GGSN de la red central. El Servidor OTA, como sabrá apreciar un experto en la materia, también puede estar conectado indirectamente a la red central, por ejemplo a través de uno o más dispositivos de comunicación de tipo conocido.
La aplicación de programa de Cliente OTA y el nodo Servidor OTA correspondiente emplean, por ejemplo, el protocolo de transporte TCP/IP.
La arquitectura del Servidor OTA proporciona un contexto a cada Cliente OTA con el cual está activa la sesión de descarga. El funcionamiento de la aplicación de programa proporciona un diagrama de estado para cada cliente OTA y para el contexto correspondiente definido como Contexto de Cliente gestionado por el Servidor OTA.
Según una realización preferida, el programa operativo comprende un conjunto de módulos de programa operativos, preferentemente una pluralidad de módulos de programa. La invención permite la descarga de módulos de programa operativo que implementan al menos un conjunto de elementos de una pila de protocolos empleados en la red para reconfigurar un terminal de radio UE/MS.
Como podrá apreciar un experto en la materia, también es posible descargar un módulo de programa operativo para actualizar una o más capas de protocolo o una parte de una capa específica de la pila de protocolos con la finalidad de insertar nuevas funcionalidades, actualizaciones o programas de ajuste.
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Con referencia a la figura 2, se representa el diagrama de estado de la aplicación de programa Cliente OTA instalada en el terminal UE/MS (lado Terminal).
Los términos empleados para denominar a los estados son puramente indicativos, aunque es significativo el comportamiento correspondiente tal como se describe.
Según una realización preferida de la presente invención, los estados y las transiciones relativas del cliente OTA, son las siguientes:
- estado IDLE: el Cliente OTA o Cliente está en este estado cuando no hay activo ningún proceso de descarga de programas; el Cliente vuelve a este estado sí el proceso termina correctamente o sí ocurre un fallo;
- estado DOWNLOAD INITIATION: cuando es necesario realizar la descarga del programa operativo, por ejemplo cuando lo solicita el usuario o está controlado por la red, el Cliente entra en este estado y se inicia un temporizador T100; el temporizador T100 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T100 expira antes de un cambio de estado, el Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado MUTUAL AUTENTICACIÓN: en este estado el Cliente realiza la autenticación mutua con el Servidor OTA; el Cliente entra en este estado cuando una solicitud de autenticación llega desde el Servidor; el Cliente inicia un temporizador T200; el temporizador T200 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T200 expira antes de un cambio de estado o falla la autenticación, el Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado SOLICITUD DE CAPACIDAD: en este estado el Cliente proporciona al servidor su capacidad; el Cliente entra en este estado cuando el Servidor solicita su capacidad; el Cliente inicia un temporizador T300; el temporizador T300 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T300 expira antes de un cambio de estado, el Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado DOWNLOAD ACCEPTANCE: en este estado el Cliente determina sí continua la descarga según la información recibida por el Servidor; el Cliente entra en este estado cuando recibe desde el Servidor el perfil de descarga a realizar; sí el perfil recibido es rechazado, el Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado SOFTWARE DOWNLOAD: en este estado el Cliente realiza la descarga del programa; el Cliente entra en este estado sí el perfil de descarga es aceptado; el Cliente inicia un temporizador T400; el temporizador T400 es puesto a cero y reiniciado en cada bloque de programa recibido por el Servidor; el temporizador T400 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T400 expira antes de un cambio de estado o la descarga falla o los programas descargados no cumplen con la capacidad, el Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado INSTALLATION: en este estado el Cliente envía una solicitud de licencia al Servidor e instala el programa operativo; el Cliente entra en este estado al final de la descarga; el Cliente inicia un temporizador T500; el temporizador T500 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T500 expira antes de un cambio de estado o la licencia no es aceptada, el Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado IN-SITU TESTING: en este estado el Cliente realiza algunas comprobaciones en los programas descargados utilizando algunos vectores de comprobación recibidos por el Servidor; el Cliente entra en este estado cuando el programa operativo se ha instalado; una vez finalizadas las comprobaciones, el Cliente vuelve al estado IDLE.
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Con referencia a la figura 3, se representa el diagrama de estado de un Contexto de Cliente gestionado por un servidor OTA (Lado Terminal).
Como se ha destacado previamente, los términos utilizados para nombrar a los estados son puramente indicativos, aunque sí es significante el comportamiento correspondiente tal como se describe.
Los estados y las transiciones relativas del Contexto-Cliente se describen a continuación:
- estado IDLE: el Contexto de Cliente gestionado por el Servidor OTA está en este estado cuando no hay proceso de descarga de programas activo alguno; el Contexto de Cliente vuelve a este estado sí un proceso termina correctamente o sí ocurre un fallo;
- estado DOWNLOAD INITIATION: en este estado el Contexto-Cliente o Servidor OTA ordena al Cliente OTA realizar una descarga; cuando es necesario realizar la descarga del programa operativo, cuando por ejemplo dicha descarga es solicitada por el cliente OTA o está programada según una actualización periódica, el Contexto de Cliente entra en este estado y se inicia un temporizador T101; el temporizador T101 se para antes de un cambio de estado; sí el temporizador T101 expira antes de un cambio de estado, entonces el Contexto de Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado MUTUAL AUTENTICACIÓN: en este estado el Servidor se autentica y solicita el Cliente OTA que se identifique; el Servidor OTA entra en este estado cuando recibe del Cliente la confirmación de descarga; el Servidor OTA inicia un temporizador T201; el temporizador T201 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T201 expira antes de un cambio de estado o falla la autenticación, el Contexto de Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado SOLICITUD DE CAPACIDAD: en este estado el Servidor OTA solicita al Cliente OTA su capacidad; el Servidor OTA entra en este estado cuando se completa la autenticación; el Servidor OTA inicia un temporizador T301; el temporizador T301 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T301 expira antes de un cambio de estado o la capacidad no permite la descarga, el Contexto de Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado DOWNLOAD ACCEPTANCE: en este estado el Servidor OTA comunica al Cliente OTA el perfil de descarga; el Servidor OTA entra en este estado cuando recibe la capacidad del terminal y dicha capacidad es aceptada; el Servidor OTA inicia un temporizador T302; el temporizador T302 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T302 expira antes de un cambio de estado o el Cliente OTA rechaza la descarga propuesta, el Contexto de Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado SOFTWARE DOWNLOAD: en este estado el Servidor OTA realiza la descarga del programa hacia el Cliente OTA; el Servidor OTA entra en este estado sí el perfil de descarga es aceptado por el Cliente OTA; el Cliente inicia un temporizador T401; el temporizador T401 es puesto a cero y se reinicia en cada señal de reconocimiento Ack recibida por el Cliente; el temporizador T401 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T401 expira antes de un cambio de estado o la descarga falla, el Contexto de Cliente vuelve al estado IDLE;
- estado INSTALLATION: en este estado el Servidor OTA comunica al Cliente OTA los términos de la licencia y espera hasta que el Cliente realiza la instalación y las comprobaciones de los programas descargados; el Servidor OTA entra en este estado cuando finaliza la descarga; el Servidor OTA inicia un temporizador T501; el temporizador T501 se para en caso de cambio de estado; sí el temporizador T501 expira antes de un cambio de estado o la licencia no ha sido aceptada por el Cliente OTA, el Cliente OTA vuelve al estado IDLE; sí el Servidor OTA recibe una señal de reconocimiento referente a la instalación exitosa por el Cliente OTA, vuelve al estado IDLE.
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La estructura de los mensajes de protocolo intercambiados entre el Servidor OTA y el Cliente OTA se describirán a continuación en detalle con referencia a las figuras 4a-4k.
Los términos empleados para denominar los mensajes y los campos relacionados son puramente indicativos, auqnue es significativa la definición correspondiente tal como se describe.
Con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Solicitar Inicio de Descarga. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Con este mensaje el terminal solicita el Servidor empezar una sesión de descarga. En general, cada sesión de descarga es controlada por el Servidor OTA.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Solicitar Inicio de Descarga);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que realiza la solicitud.
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Con referencia a la figura 4b, se describe la estructura del mensaje Solicitud de Descarga. Este mensaje es enviado desde el Servidor OTA al Cliente OTA. Mediante este mensaje el Servidor ordena al Cliente empezar una sesión de descarga. Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Solicitud de Descarga);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA hacia el que se hace la solicitud;
- Available_Download(s): comprende la lista de las posibles descargas; cada elemento contiene una cadena de descripción y un identificador numérico; el número de elementos presentes en la lista es variable.
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Con referencia a la figura 4c, se describe la estructura del mensaje Reconocimiento de Descarga. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA comunica al Servidor OTA el consentimiento para empezar una sesión de descarga.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Reconocimiento de Descarga);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje;
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- Selected_Download(s): comprende la lista de las descargas seleccionadas por el usuario; cada elemento contiene una cadena de descripción y un identificador numérico; el número de elementos presentes en la lista es variable;
- OTA-Client_Challenge_Number: es un número aleatorio que el Servidor OTA encriptará con su propia llave y un algoritmo de encriptada adecuado, por ejemplo un algoritmo AES (Advanced Encryption Standard), para realizar la primera etapa de la autenticación mutua.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Rechazo de Descarga. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA comunica al Servidor OTA que no puede empezar una sesión de descarga.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Rechazo de Descarga);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje.
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Con referencia a la figura 4d, se describe la estructura de la solicitud de autenticación mensaje. Este mensaje es enviado desde el Servidor OTA al Cliente OTA. Mediante este mensaje el Servidor OTA comunica sus credenciales al Cliente OTA y solicita que el Cliente OTA se identifique.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Solicitud de Autenticación);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA al que se envía el mensaje;
- OTA-Server_Response_Number: es un número encriptado por el Servidor OTA con su propia llave y un algoritmo de encriptado adecuado, como por ejemplo AES, que concluye la primera etapa de la autenticación mutua;
- OTA-Server_Challenge_Number: es un número aleatorio que el Cliente encriptará con su propia llave y un algoritmo de encriptado adecuado, como por ejemplo AES, para realizar la segunda etapa de la autenticación mutua.
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Con referencia a la figura 4e, se describe la estructura del mensaje Respuesta de Autenticación. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente comunica sus credenciales al Servidor OTA, que ya ha autenticado el Servidor.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Respuesta de Autenticación);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje;
- OTA-Client_Response_Number: identifica un número encriptado por el Cliente OTA con su propia llave y un algoritmo de encriptado adecuado, como por ejemplo AES, que concluye la segunda y última etapa de la autenticación mutua.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Fallo de Autenticación. Este mensaje es enviado desde el Servidor OTA al Cliente OTA. Mediante este mensaje el Servidor OTA/Cliente OTA comunica al Cliente OTA/Servidor OTA que el Servidor OTA no ha autenticado el Cliente OTA o vice versa.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Fallo de Autenticación);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía/ recibe el mensaje.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Solicitud de Capacidad. Este mensaje es enviado desde el Servidor OTA al Cliente OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA solicita al Servidor OTA sus opciones de reconfigurabilidad.
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Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Solicitud de Capacidad);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA al que se ha enviado el mensaje.
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Con referencia a la figura 4f, se describe la estructura del mensaje Respuesta de Capacidad. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA informa al Servidor OTA acerca de sus opciones de reconfigurabilidad.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Respuesta de Capacidad);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje;
- OTA-Client_Capability: describe las opciones de reconfigurabilidad del terminal.
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Con referencia a la figura 4g, se describe la estructura del mensaje Descripción de Descarga. Este mensaje es enviado desde el Servidor OTA al Cliente OTA. Mediante este mensaje el Servidor OTA informa al Cliente OTA sobre los datos relativos a la descarga.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Descripción de descarga);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA al que se ha enviado el mensaje;
- Downloads_list: comprende un elemento para cada descarga seleccionada por el Cliente, que comprende a su vez los siguientes campos:
- Download_Block_Number: es el número de bloques radio en que se segmentará el programa operativo antes de ser transmitido al Cliente;
- Billing_criteria: son los criterios referentes a las posibilidades de facturación de la descarga;
- Installation_criteria: son los criterios referentes a la instalación de programas. De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Aceptar Descarga. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA confirma la(s) descarga(s) seleccionadas.
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Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Aceptar Descarga);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Rechazo de Descarga. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA renuncia a las descarga(s) seleccionada(s).
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Rechazo de Descarga);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Fallo de Descarga. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA informa al Servidor OTA de que hay un fallo en el proceso de descarga de programas.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Fallo de Descarga);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Solicitud de Licencia. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente solicita al Servidor la clave para desencriptar los programas de explotación descargados y para instalarlos.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Solicitud de Licencia);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje.
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Con referencia a la figura 4h, se describe la estructura del mensaje Respuesta de Licencia. Este mensaje es enviado desde el Servidor OTA al Cliente OTA. Mediante este mensaje el Servidor OTA comunica al Cliente OTA la clave para desencriptar los programas de explotación descargados y para instalarlos.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Respuesta de Licencia);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA al que se ha enviado el mensaje;
- Decrypt_key: es la clave empleada para desencriptar el programa operativo.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Aceptar Licencia. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA indica al Servidor OTA que los programas de explotación descargados han sido desencriptados correctamente.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Aceptar Licencia);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Fallo de Licencia. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA informa al Servidor OTA de que los programas de explotación descargados no se han desencriptado correctamente.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Fallo de Licencia);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje.
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Con referencia a la figura 4i, se describe la estructura del mensaje Descripción de Comprobaciones. Este mensaje es enviado desde el Servidor OTA al Cliente OTA. Mediante este mensaje el Servidor OTA indica al Cliente OTA las comprobaciones a llevar a cabo en los programas de explotación descargados antes de iniciarlos.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Descripción de Comprobaciones);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA al que se ha enviado el mensaje;
- Test_list: comprende un elemento para cada comprobación a realizar y comprende a su vez el campo:
- Test_vector: comprende la Descripción de Comprobaciones.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Instalación Exitosa. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA indica al Servidor OTA que la comprobación de los programas de explotación descargados ha sido exitosa.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Instalación Exitosa);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje.
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De nuevo con referencia a la figura 4a, se describe la estructura del mensaje Fallo de Instalación. Este mensaje es enviado desde el Cliente OTA al Servidor OTA. Mediante este mensaje el Cliente OTA informa al Servidor OTA de que la comprobación de los programas de explotación descargados no ha sido exitosa.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Fallo de Instalación);
- OTA-Client_ID: identifica al Cliente OTA que envía el mensaje.
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El protocolo de ventana empleado para transmitir el programa operativo desde el Servidor al Cliente se basa en dos Unidades de Datos de Protocolos, o PDUs, llamados Block y Ack.
Con referencia a la figura 4j, se describe la estructura de un bloque radio Bloque en que se ha segmentado el programa operativo.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de bloque;
- Block_Number: identifica el número secuencial del bloque radio, empleándose dicho número secuencial cuando el Cliente OTA reensambla todo el programa operativo;
- Data: Están contenidos en el bloque radio, y estos datos tienen típicamente un tamaño de unos 1-2 kBytes.
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Con referencia a la figura 4k, se describe la estructura del mensaje Ack utilizado para indicar el estado de recepción del terminal.
Los campos suministrados en este caso son al menos un conjunto de los siguientes:
- Message_Type: identifica el tipo de mensaje enviado (Ack);
- Bitmask_Client: es una máscara de bit que tiene un tamaño igual al número total de bloques radio en que se ha segmentado el programa operativo; para cada bloque radio block se pone a "1" sí el bloque ha sido recibido con éxito y permanece en "0" sí el bloque ha sido recibido pero se ha corrompido o no se ha recibido.
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En resumen, según el ejemplo, el comportamiento funcional del Cliente OTA y el Servidor OTA es el siguiente:
- se inicia el proceso de descarga, por ejemplo, por el Servidor OTA: el Cliente OTA puede solicitar la activación del proceso de descarga;
- se realiza la autenticación mutua entre Cliente y Servidor, por ejemplo, según el procedimiento "desafío-respuesta";
- el programa operativo a descargar, por ejemplo, es segmentado en bloques de tamaño reducido, por ejemplo en el rango de 1 a 2 kBytes;
- la transferencia del programa operativo es gestionada, por ejemplo, por un protocolo de ventana simple en el que el tamaño de ventana coincide con el número de bloques en que se ha segmentado el programa operativo;
- los programas de explotación descargados se pueden encriptar y, por ejemplo, puede ser necesaria una clave para su desencriptado e instalación;
- antes de empezar el programa operativo, el Cliente puede comprobarlo con comprobaciones adecuadas sugeridas por el Servidor.
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Ahora, con referencia a las figuras 5a-5j, se describirán las interacciones de proceso entre el Cliente OTA y el Servidor OTA indicando para cada mensaje de protocolo recibido el comportamiento relativo según el estado en que se encuentren el Cliente OTA o el Contexto de Cliente. Las Figuras 5a-5j muestran un ejemplo de todas las interacciones de proceso posibles.
Para facilitar la comprensión, se recuerda que los temporizadores se inician/paran cuando el Cliente OTA o el Contexto de Cliente pasa de uno a otro estado, tal como se describió más arriba.
Con referencia a la figura 5a, cuando no se lleva a cabo operación alguna, el Cliente OTA y el Contexto de Cliente relativo al Cliente OTA considerado y gestionado por el Servidor OTA están en el estado IDLE (etapa 100).
Cuando el usuario, o la red, decide realizar la descarga de un nuevo programa operativo (etapa 102), se abre una conexión radio (etapa 104) y se inicia el temporizador T100. La conexión radio se ilustrará con más detalles más adelante con referencia a la figura 6.
En esta etapa, el Cliente OTA puede empezar el proceso de descarga de programas enviando el mensaje de protocolo Solicitar Inicio de Descarga al Servidor OTA (etapa 106), estando indicado en el mensaje el identificador que identifica al Cliente OTA. Por regla general, sí el identificador del Cliente OTA no se corresponde con el identificador del cliente OTA que recibe el mensaje de protocolo, se ignora el mensaje.
Entonces el Servidor OTA recibe el mensaje Solicitar Inicio de Descarga (etapa 108): sí el estado del Contexto de Cliente no es IDLE (etapa 110), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 112); sí no, el Contexto de Cliente pasa del estado IDLE al estado DOWNLOAD INITIATION (etapa 114), inicia el temporizador T101, y envía al Cliente el mensaje de protocolo Solicitud de Descarga indicando las distintas descargas posibles (etapa 116). El Cliente OTA recibe el mensaje Solicitud de Descarga (etapa 118): sí el estado del cliente OTA es IDLE (etapa 120), el Cliente OTA pasa del estado IDLE al estado DOWNLOAD INITIATION (etapa 124); sí no, se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 122).
Con referencia ahora a la figura 5b, se le propone entonces al usuario la selección de las descargas disponibles indicadas en el mensaje Solicitud de Descarga (etapa 126). Sí el usuario selecciona al menos una descarga (etapa 128), el Cliente OTA extrae un número aleatorio RNUM1 y lo almacena (etapa 142), y envía al Servidor OTA el mensaje Reconocimiento de Descarga que contiene en el campo OTA-Client_Challenge_Number el valor del número extraído RNUM1 (etapa 144).
Sí el usuario no selecciona descarga alguna (etapa 128), el Cliente OTA envía al Contexto de Cliente el mensaje Rechazo de Descarga (etapa 130) y vuelve al estado IDLE (etapa 132). Entonces el Servidor OTA recibe el mensaje Rechazo de Descarga (etapa 134). Sí el estado del Contexto de Cliente no es DOWNLOAD INITIATION (etapa 136), entonces se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 138); sí no, el Contexto de Cliente vuelve al estado IDLE (etapa 140).
Cuando el Servidor OTA recibe el mensaje Reconocimiento de Descarga (etapa 146): sí el estado del Contexto de Cliente no es DOWNLOAD INITIATION (etapa 148), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 150); sí no el Contexto de Cliente para el temporizador T101 y pasa del estado DOWNLOAD INITIATION al estado MUTUAL AUTENTICACIÓN (etapa 152), e inicia el temporizador T201.
Entonces un número aleatorio RNUM2 es extraído por el Servidor OTA y almacenado (etapa 154). El valor del campo OTA-Client_Challenge_Number es encriptado con la clave interna del Servidor OTA utilizando el algoritmo de encriptado seleccionado, como por ejemplo AES (etapa 156).
El Servidor OTA envía al Cliente OTA el mensaje de protocolo Solicitud de Autenticación con el valor encriptado en la etapa 156 escrito en el campo
OTA-Server_Response_Number y con el valor del número extraído RNUM2 en el campo Servidor OTA Challenge_Number (etapa 158).
Entonces, con referencia a la figura 5c, el Cliente OTA recibe el mensaje solicitud de autenticación (etapa 160) y para el temporizador T100: sí el Cliente OTA no está en el estado DOWNLOAD INITIATION (etapa 162), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 164); sí no, el Cliente OTA pasa del estado DOWNLOAD INITIATION al estado MUTUAL AUTENTICACIÓN (etapa 166) e inicia el temporizador T200.
Sí el número aleatorio almacenado RNUM1 no es válido (etapa 168), el mensaje Fallo de Autenticación es enviado por el Cliente OTA al Contexto de Cliente (etapa 170) y el Cliente OTA pasa del estado MUTUAL AUTENTICACIÓN al estado IDLE (etapa 172) y se para el temporizador T200. Entonces el Contexto de Cliente recibe el mensaje Fallo de Autenticación (etapa 174) y para el temporizador T201; sí el Contexto de Cliente está en el estado MUTUAL AUTENTICACIÓN (etapa 176), el Contexto de Cliente pasa del estado MUTUAL AUTENTICACIÓN al estado IDLE (etapa 180); sí no, se para el proceso (etapa 178).
Sí el valor almacenado RNUM1 es válido (etapa 168), el valor del número aleatorio almacenado RNUM1 es encriptado con la clave interna del Cliente OTA utilizando el algoritmo de encriptado seleccionado, como por ejemplo AES (etapa 182). Sí el valor encriptado en la etapa 182 no coincide con el valor contenido en el campo Response_Number del Servidor OTA (etapa 184), el proceso vuelve a la etapa 170 y se llevan cabo las etapas 170 a 180, ya descritas.
Sí el valor encriptado en la etapa 182 coincide con el valor contenido en el campo Response_Number del Servidor OTA (etapa 184), el valor del campo Challenge_Number del Servidor OTA es encriptado con la clave interna del Cliente OTA utilizando el algoritmo de encriptado seleccionado, como por ejemplo AES (etapa 186). Entonces el mensaje Respuesta de Autenticación que contiene el valor encriptado en la etapa 186 en el campo Response_Number del Cliente OTA es enviado (etapa 188) por el Cliente OTA al Contexto de Cliente.
Entonces el Servidor OTA recibe el mensaje Respuesta de Autenticación (etapa 190): con referencia a la figura 5d, sí el estado del Contexto de Cliente no es MUTUAL AUTENTICACIÓN (etapa 192), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 194); sí no, el valor del número aleatorio almacenado RNUM2 es encriptado con la llave interna del Servidor OTA utilizando el algoritmo de encriptado seleccionado, como por ejemplo AES (etapa 196).
Sí el valor encriptado en la etapa 196 no coincide con el valor del campo Response_Number del Cliente OTA (etapa 198), el mensaje Fallo de Autenticación es enviado por el Contexto de Cliente al Cliente OTA (etapa 200) y el Contexto de Cliente pasa del estado MUTUAL AUTENTICACIÓN al estado IDLE (etapa 202). Entonces el Cliente OTA recibe el mensaje Fallo de Autenticación (etapa 204): sí el Cliente OTA está en el estado MUTUAL AUTENTICACIÓN (etapa 206), el Cliente OTA pasa del estado MUTUAL AUTENTICACIÓN al estado IDLE (etapa 210); sí no, se para el proceso (etapa 208).
Sí el valor encriptado en la etapa 196 coincide con el valor del campo Response_Number del Cliente OTA (etapa 198), el Contexto de Cliente para el temporizador T201, pasa del estado MUTUAL AUTENTICACIÓN al estado SOLICITUD DE CAPACIDAD (etapa 212) y activa el temporizador T301. Entonces el mensaje de protocolo Solicitud de Capacidad es enviado por el Contexto de Cliente al Cliente OTA (etapa 214) y es recibido por el Cliente OTA (etapa 216) que para el temporizador T200: sí el estado del cliente OTA no es MUTUAL AUTENTICACIÓN (etapa 218), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 220); sí no, el Cliente OTA pasa del estado MUTUAL AUTENTICACIÓN al estado SOLICITUD DE CAPACIDAD (etapa 222) e inicia el temporizador T300. Entonces el Cliente OTA envía al Contexto de Cliente el mensaje Respuesta de Capacidad (etapa 224) y el Contexto de Cliente lo recibe (etapa 226).
Con referencia a la figura 5e, sí el estado del Contexto de Cliente no es SOLICITUD DE CAPACIDAD (etapa 228), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 230); sí no, sí la capacidad contenida en el mensaje no es compatible con el programa a descargar (etapa 232), el Contexto de Cliente pasa del estado RESPUESTA DE CAPACIDAD al estado IDLE (etapa 234) y el temporizador T301 se para. Sí la capacidad es compatible con el programa a descargar (etapa 232), el temporizador T301 se para, el Contexto de Cliente pasa del estado SOLICITUD DE CAPACIDAD al estado DOWNLOAD ACCEPTANCE (etapa 236) e inicia el temporizador T302 y envía al Cliente OTA el mensaje Descripción de Descarga (etapa 238). Entonces el Cliente OTA recibe el mensaje Descripción de Descarga (etapa 240) y para el temporizador T300: sí el Cliente OTA no está en el estado SOLICITUD DE CAPACIDAD (etapa 242), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 244); sí no, el Cliente OTA pasa del estado SOLICITUD DE CAPACIDAD al estado DOWNLOAD ACCEPTANCE (etapa 246). Las opciones de descarga como la facturación, la instalación y demás son propuestas al usuario (etapa 248). Con referencia a la figura 5f, sí el usuario rechaza la descarga (etapa 250), el Cliente OTA envía el mensaje Rechazo de Descarga al Contexto-Cliente (etapa 252) y pasa del estado DOWNLOAD ACCEPTANCE al estado IDLE (etapa 254). Además, el Contexto de Cliente recibe el mensaje Rechazo de Descarga (etapa 256); sí el estado del Contexto de Cliente no es DOWNLOAD ACCEPTANCE (etapa 258), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 260); sí no, el Contexto de Cliente pasa del estado DOWNLOAD ACCEPTANCE al estado IDLE (etapa 262).
Sí el usuario acepta la descarga (etapa 250), entonces el Cliente OTA envía al Contexto de Cliente el mensaje Aceptar Descarga (etapa 264) y el Cliente OTA pasa del estado DOWNLOAD ACCEPTANCE al estado SOFTWARE DOWNLOAD (etapa 266).
Entonces el Contexto de Cliente recibe el mensaje Aceptar Descarga (etapa 268) y para el temporizador T302: sí el estado del Contexto de Cliente no es DOWNLOAD ACCEPTANCE (etapa 270), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 272); sí no, el Contexto de Cliente pasa del estado DOWNLOAD ACCEPTANCE al estado SOFTWARE DOWNLOAD (etapa 274), e inicia el temporizador T400, y comienza la descarga de programa (etapa 276).
Sí la descarga de programas no es exitosa (etapa 278), entonces el Cliente OTA/Contexto de Cliente envía al Contexto de Cliente/Cliente OTA el mensaje Fallo de Descarga (etapa 280) y el Cliente OTA/Contexto de Cliente pasa del estado DOWNLOAD SOFTWARE al estado IDLE (etapa 282). La descarga de programas (etapa 276) se explicará con más detalle más adelante.
Sí la descarga es exitosa (etapa 278), entonces el Cliente OTA pasa del estado SOFTWARE DOWNLOAD al estado instalación (etapa 284). con referencia a la figura 5g, el Cliente OTA envía al Contexto de Cliente el mensaje Solicitud de Licencia (etapa 286) y el Servidor OTA lo recibe (etapa 288). Sí el estado del Contexto de Cliente no es SOFTWARE DOWN LOAD (etapa 290), entonces se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 292); sí no, el proceso de Contexto de Cliente pasa del estado SOFTWARE DOWNLOAD al estado instalación (etapa 294), e inicia el temporizador T500, y envía al Cliente OTA el mensaje Respuesta de Licencia que contiene a la clave para desencriptar el programa operativo (etapa 296).
El Cliente OTA recibe el mensaje Respuesta de Licencia (etapa 298): sí el Cliente OTA no está en el estado instalación (etapa 300), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 302); sí no, el Cliente OTA desencripta los programas descargados utilizando la clave indicada en el campo Llave de desencriptación (etapa 304). Con referencia a la figura 5h, sí el desencriptado no tiene éxito (etapa 306), el Cliente OTA envía el mensaje Fallo de Licencia al Contexto de Cliente (etapa 308), para el temporizador T500, y pasa del estado instalación al estado IDLE (etapa 310). Además, el Contexto de Cliente recibe el mensaje Fallo de Licencia (etapa 312): sí el Contexto de Cliente no está en el estado SOFTWARE DOWNLOAD (etapa 314), se para el proceso (etapa 316); sí no el Contexto-Cliente pasa del estado instalación al estado IDLE (etapa 318).
Sí el desencriptado no tiene éxito (etapa 306), los programas de explotación descargados son almacenados en el Cliente o terminal (etapa 320).
El Cliente OTA envía el mensaje Aceptar Licencia al Contexto de Cliente (etapa 322) y el Servidor OTA lo recibe (etapa 324): sí el estado del Contexto-Cliente no es INSTALACIÓN (etapa 326), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 328); sí no, el Contexto de Cliente envía el mensaje de protocolo Descripción de Comprobaciones al Cliente OTA (etapa 330) y el Cliente OTA lo recibe (etapa 332). Sí el Cliente OTA no está en el estado INSTALACIÓN (etapa 334), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 336); sí no, el Cliente OTA para el temporizador T500 y pasa del estado instalación al estado IN-SITU TESTING (etapa 338) donde las comprobaciones recibidas son realizadas en el programa operativo previamente almacenado (etapa 340).
Con referencia a la figura 5i, sí al menos una comprobación no tiene éxito (etapa 342), entonces el Cliente OTA borra el programa operativo de la memoria (etapa 344), envía el mensaje Fallo de Instalación (etapa 346) al Contexto de Cliente, y pasa del estado IN-SITU TESTING al estado IDLE (etapa 348). Además, el Contexto de Cliente recibe el mensaje Fallo de Instalación (etapa 350): sí el estado del Contexto de Cliente no es INSTALACIÓN (etapa 352), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 354): sí no, el Contexto-Cliente pasa del estado instalación al estado IDLE (etapa 356). sí todas las comprobaciones realizadas sobre el programa operativo son exitosas (etapa 342), entonces el nuevo programa operativo es instalado e iniciado en el Cliente OTA (etapa 358). El Cliente OTA envía el mensaje Insta- lación Exitosa al Contexto de Cliente (etapa 360) y pasa del estado IN-SITU TESTING al estado IDLE (etapa 362).
El Servidor OTA recibe el mensaje Instalación Exitosa (etapa 364): sí el estado del Contexto-Cliente no es INSTALACIÓN (etapa 366), se ignora el mensaje y se para el proceso (etapa 368); sí no, el Contexto de Cliente pasa del estado instalación al estado IDLE (etapa 370), completando así todo el proceso (etapa 372).
Con referencia a la figura 5j, se describirán a continuación con mayor detalle, el proceso de descarga de la etapa 276. El programa operativo es encriptado con una clave de encriptado y mediante un algoritmo de encriptado, como por ejemplo AES (etapa 400). Entonces el encriptado del programa operativo es segmentado en bloques de tamaño reducido de aproximadamente 1 a 2 kBytes (etapa 402).
Se asignan una máscara de bit Bitmask_Server y una máscara de bit Bitmask_Client igual al número de bloques radio en que se ha segmentado el programa y para cada bit de máscara se pone el valor "0"; cada máscara de bit corresponde al bloque radio cuyo número es igual a la posición bit, es decir el primer bit corresponde al primer bloque radio, el segundo bit al segundo bloque radio y así sucesivamente (etapa 404 y etapa 408).
En la etapa 406 se actualiza el Bitmask_Server según el contenido del Bitmask_Client. Más especialmente, sí un bit de Bitmask_Client se ha puesto a 1, entonces también se pone a uno el bit correspondiente de Bitmask_Server (etapa 406). Al ejecutar el proceso de descarga por primera vez, esta etapa no tiene significado puesto que todos los bits de Bitmask_Client y de Bitmask_Server se ponen a 0.
En la etapa 412, se verifica si todos los bits de la máscara de bit Bitmask_Server son iguales a 1. En caso positivo, la descarga del programa operativo ha finalizado y todos los bloques han sido recibidos correctamente (etapa 410); sí no, aún no ha finalizado la descarga y el Servidor OTA envía al Cliente OTA todos los bloques i para los cuales Bitmask_Server (i) = 0 (etapa 414). Obviamente, al ejecutar el proceso por primera vez, todos los N bloques en que se ha segmentado el programa operativo son enviados al Cliente.
Entonces el Cliente OTA recibe N bloques (etapa 416); para cada bloque recibido se reinicia el temporizador T400. Cada vez que se recibe correctamente un bloque (etapa 418), entonces el bit correspondiente de la máscara de bit Bitmask_Client (i) se pone a 1. Cuando todos los N bloques han sido enviados, el Cliente OTA envía al Servidor OTA un mensaje Ack que contiene a la máscara de bit Bitmask_Client en el que el bit i correspondiente a un bloque recibido correctamente es puesto a 1. Cuando se recibe un mensaje Ack, se reinicia el temporizador T401.
Entonces el proceso vuelve a la etapa 406 donde se actualiza la máscara de bit Bitmask_Server.
Cuando los programas de explotación se han descargado y almacenado en el terminal, en lugar de instalarlo y ejecutarlo inmediatamente, es posible instalarlo y ejecutarlo sucesivamente según una solicitud proveniente de la red o del usuario. Sí el terminal de radio UE/MS tiene suficiente memoria y capacidad de procesamiento, los programas de explotación descargados pueden ser almacenados e instalados concurrentemente con el sistema de funcionamiento ya existente. Esta opción es útil para permitir un funcionamiento multimodal del terminal UE/MS, en otras palabras esta opción permite que el terminal sea capaz de pasar de un modo operativo a otro sin necesidad de descargar el programa operativo.
Con referencia a la figura 6, se describirá a continuación con más detalle la apertura de la conexión radio realizada en la etapa 104.
En el terminal se consideran los siguientes módulos: la aplicación Cliente OTA, el protocolo TCP/IP, el módulo Non Access Stratum NAS y el módulo Access Stratum AS. Los dispositivos de acceso de radio GSM/ GPRS (GERAN) y UMTS (UTRAN) se consideran en su totalidad. El mismo razonamiento se aplica a los nodos de la red central. El nodo Servidor OTA está conectado a la red central. El funcionamiento detallado en caso de una Solicitud de Descarga proveniente del terminal UE/MS se describe a continuación:
- el Cliente OTA solicita el protocolo TCP/IP para abrir una conexión en un puerto X;
- el TCP/IP, antes de establecer la conexión, necesita un canal de radio y por lo tanto envía una solicitud correspondiente a los protocolos NAS del terminal;
- los protocolos NAS del terminal solicitan al módulo AS del terminal la apertura de una conexión radio;
- los protocolos AS del terminal abren la conexión radio con la red de acceso de radio GSM/GPRS (GERAN) o UMTS (UTRAN) y confirman la apertura al nivel NAS;
- el módulo NAS activa el contexto PDP;
- en el caso del sistema UMTS, la red central activa el Soporte de Acceso Radio RAB (Siglas de Radio Access Bearer) para el transporte;
- el módulo NAS confirma la apertura del canal de transporte al TCP/IP;
- el protocolo TCP/IP abre la conexión y confirma la apertura al Cliente OTA.
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En general, la gestión de la descarga de programas mediante una capa de aplicación también puede ser llevada a cabo con un procedimiento alternativo en el que el sistema radio es empleado para difusión y multidifusión.
En particular, esta variante se puede implementar, por ejemplo, de la manera siguiente:
- el terminal UE/MS está provisto de una aplicación capaz de gestionar la descarga de los programas de explotación OTA explotando Capacidades de difusión/ multidifusión, por ejemplo, el servicio MBMS (siglas de Multimedia Broadcast/Multicast Service) como se especifica en la versión 6 del Estándar 3GPP; en este caso, utilizando las Capacidades de difusión/ multidifusión de la red, es posible descargar el programa operativo a una pluralidad de terminales;
- la capa de aplicación capa lleva a cabo la autenticación según el Estándar 3GPP;
- desde el punto de vista de la red de acceso y de la red central, el servicio de descarga de programas es transparente y se considera como cualquier otro servicio MBMS, por ejemplo con la identificación "Descarga de Programa";
- Es posible explotar todas las características de la red considerada, como por ejemplo Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service) para garantizar una determinada fiabilidad de descarga;
- la arquitectura es independiente de la red de acceso considerada (GERAN/UTRAN);
- los usuarios que desean realizar la descarga pueden ellos mismos registrase en el Servidor;
- la descarga ocurre simultáneamente hacia todos los usuarios registrados.
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Otra variante de la invención consiste en descargar el programa OTA utilizando un canal universal. También en este caso es posible aplicar la invención para llevar a cabo la descarga del programa operativo sin modificar intrusivamente la arquitectura de red que gestiona a dicho canal universal. Como alternativa, la descarga ocurre a través de un canal de radio de la red de comunicación.
La invención se ha descrito en detalle para sistemas de segunda y tercera generación. Sin embargo, se puede implementar en cualquier otro tipo de redes, por ejemplo una Red Local Inalámbrica (WLAN, Wireless Local Area Network), DVB, etc.
De hecho, la solución propuesta según la presente invención proporciona un servidor OTA externo al sistema empleado y, por lo tanto, es tal que no modifica el sistema empleado.
Además, según una realización preferida de la presente invención, se proporciona emplear el protocolo TCP/IP, el cual, como sabe un experto en la materia, es de uso extendido en muchas redes y sistemas.
Según otras realizaciones de la presente invención, también es posible utilizar un protocolo de transporte diferente del TCP/IP, como por ejemplo el UDP (User Datagram Protocol), sin afectar a la arquitectura de la presente invención.
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Referencias citadas en la descripción
Esta lista de referencias citadas por el solicitante está prevista únicamente para ayudar al lector y no forma parte del documento de patente europea. Aunque se ha puesto el máximo cuidado en su realización, no se pueden excluir errores u omisiones y la OEP declina cualquier responsabilidad en este respecto.
Documentos de patente citados en la descripción
\bullet JP 2001061186 B [0017]
\bullet US 20030163551 A [0018]
Documentos no procedentes de patentes citados en la descripción
\bullet J. Mitola. The Software Radio Architecture. IEEE Communications Magazine, May 1995 [0003]
\bullet E. Buracchini. The Software Radio Concept. IEEE Communications Magazine, September 2000 [0003] [0016]

Claims (30)

1. Arquitectura de red que comprende una red de comunicación que es operativa según un sistema de comunicación predeterminado y que comprende al menos un terminal de radio (UE/MS) que pertenece a dicha red de comunicación y que comprende módulos para gestionar un intercambio de información en el interior de dicha red de comunicación utilizando dicho sistema de comunicación predeterminado, - estando dicha arquitectura caracterizada por - al menos un nodo (Servidor OTA), conectado a dicha red de comunicación y que comprende - un conjunto de módulos de programa operativo configurados para implementar al menos un conjunto de elementos de una pila de protocolos para configurar dicho terminal de radio (UE/MS), y por el hecho de que - dicho terminal de radio y dicho nodo están provistos de módulos de programa hertzianos respectivo configurados para gestionar una conexión hertziana entre dicho terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA) a través de dicha red de comunicación y para descargar de manera transparente en dicha red de comunicación al menos un módulo de dicho conjunto de módulos de programa operativo para configurar al menos en parte a dicho terminal de radio (UE/MS).
2. Arquitectura según la reivindicación 1, en la que dicha red de comunicación comprende una red de acceso de radio y una red central y en la que dicho nodo está conectado a dicha red central.
3. Arquitectura según la reivindicación 2 en la que dicha red de acceso de radio opera según un sistema de comunicación de red de segunda generación (GERAN).
4. Arquitectura según la reivindicación 2, en la que dicha red de acceso de radio opera según un sistema de comunicación de red de tercera generación (UTRAN).
5. Arquitectura según la reivindicación 2, en la que dicha red central comprende un dominio paquetes.
6. Arquitectura según la reivindicación 5, en la que dicho dominio paquetes comprende al menos un nodo de tipo de soporte de servicio GPRS (SGSN) y al menos un nodo de soporte de tipo pasarela GPRS (GGSN) y en la que dicho no-
do (Servidor OTA) está directamente conectado a dicho al menos un nodo de soporte de tipo pasarela GPRS (GGSN).
7. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicha conexión hertziana se establece a través de un canal universal de dicha red de comunicación.
8. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicha conexión hertziana se establece a través de un canal de radio de dicha red de comunicación.
9. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicho terminal de radio está provisto de una memoria capaz de almacenar al menos dos programas de explotación y por el hecho de que dicho terminal de radio comprende módulos de funcionamiento multimodo para conmutar entre dichos al menos dos programas de explotación.
10. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicho terminal de radio está configurado como un cliente (Cliente OTA) y dicho nodo (Servidor OTA) está configurado como un servidor.
11. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicha información comprende al menos dichos módulos de programa operativo.
12. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que - dicha red de comunicación está provista de Capacidades de difusión/ multidifusión, - dicho al menos un terminal de radio está provisto de una aplicación capaz de gestionar dichas Capacidades de difusión/ multidifusión, mediante las cuales dicha red de comunicación está configurada para permitir una descarga en multidifusión de dicho al menos un módulo de dicho conjunto a dicho al menos un terminal de radio.
13. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que para establecer dicha conexión hertziana entre dicho al menos un terminal de radio y dicho nodo, se emplea el protocolo TCP/IP.
14. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicho conjunto de módulos de programa operativo es apto para reconfigurar al menos en parte dicho terminal de radio (MS) con otro sistema de comunicación.
15. Procedimiento para configurar al menos un terminal de radio reconfigurable (UE/MS) que pertenece a una red de comunicación que es operativa según un sistema de comunicación predeterminado y capaz de intercambiar información en el interior de dicha red de comunicación utilizando dicho sistema de comunicación predeterminado, caracterizado por las etapas consistentes en:
- conectar a dicha red de comunicación al menos un nodo (Servidor OTA) que comprende un conjunto de módulos de programa operativo para configurar dicho terminal de radio (UE/MS) con al menos un conjunto de elementos de una pila de protocolos;
- establecer una conexión hertziana (OTA) entre dicho terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA) a través de dicha red de comunicación;
- descargar de manera transparente a dicha red de comunicación al menos un módulo de dicho conjunto de módulos de programa operativo desde dicho nodo (Servidor OTA) a dicho terminal de radio reconfigurable (UE/MS) para configurar al menos en parte dicho terminal de radio (UE/MS).
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16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicho establecimiento de una conexión hertziana (OTA) comprende intercambiar mensajes de protocolo llevando a cabo al menos un conjunto de las etapas siguientes:
- realizar una solicitud para descargar dicho al menos un módulo;
- autentificar mutuamente dicho al menos un terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA);
- verificar la capacidad de dicho terminal de radio para aceptar dicho al menos un módulo descargable desde dicho nodo;
- suministrar una información referente a las opciones de descarga;
- segmentar dicho al menos un módulo en bloques;
- transmitir dichos bloques desde dicho nodo (Servidor OTA) a dicho al menos un terminal de radio (UE/MS);
- reensamblar dichos bloques para reconstituir dicho al menos un módulo para configurar dicho terminal de radio (UE/MS) con un conjunto de elementos de una pila de protocolos y verificar dicho conjunto de elementos;
- instalar dicho conjunto de elementos en dicho terminal de radio.
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17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho intercambio de mensajes de protocolo también comprende la etapa consistente en:
- monitorizar la estructura de dichos bloques descargados a dicho terminal de radio (UE/MS).
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18. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho intercambio de mensajes de protocolo también comprende la etapa consistente en - gestionar un conjunto de temporizadores (T100, T200, T300, T400, T500, T101, T201, T301, T302, T401, T501) que limitan el tiempo permitido para llevar a cabo una conexión hertziana (OTA).
19. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho intercambio de mensajes de protocolo también comprende la etapa consistente en - asignar para cada etapa de protocolo al menos un par de temporizadores, un primer temporizador para monitorizar las etapas de protocolo realizadas por dicho terminal de radio (UE/MS) y un segundo temporizador para monitorizar las etapas de protocolo realizadas por dicho nodo (Servidor OTA), iniciándose cada uno de dichos temporizadores cuando se inicia una etapa de protocolo y finalizando cuando se ha realizado se ha realizado dicha etapa de protocolo.
20. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de autenticación mutua se basa en un procedimiento de "desafío-respuesta".
21. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de segmentación de dicho al menos un módulo de programa operativo en bloques comprende la etapa de segmentación en bloques que tienen un tamaño de 1 a 2 kBytes y por el hecho de que la etapa de transmitir dichos bloques comprende gestionar un protocolo de ventana en el que un tamaño de ventana corresponde al tamaño de los bloques en los cuales se ha segmentado el al menos un módulo de programa operativo.
22. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que antes de instalar dicho conjunto de elementos en dicho terminal de radio, se requiere una licencia.
23. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicho al menos un módulo de programa operativo, antes de ser descargado en dicho terminal de radio, se encripta con una clave.
24. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que para establecer dicha conexión hertziana entre dicho al menos un terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA), se emplea el protocolo TCP/IP.
25. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por comprender la etapa adicional de almacenar al menos dos programas de explotación en dicho terminal de radio reconfigurable (UE/MS).
26. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de descargar dicho al menos un módulo de dicho conjunto comprende la etapa de - descargar un conjunto de módulos de programa operativo apto para reconfigurar al menos en parte dicho terminal de radio (MS) con otro sistema de comunicación.
27. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de descargar dicho al menos un módulo de dicho conjunto comprende la etapa de - instalar y ejecutar dicho al menos un módulo de dicho conjunto según una solicitud proveniente desde dicho terminal de radio (UE/MS) o de dicha red de comunicación.
28. Terminal de radio (UE/MS) que comprende medios para llevar a cabo el procedimiento reivindicado en las reivindicaciones 15 a 27.
29. Nodo de red (Servidor OTA) para configurar una terminal de radio configurable (UE/MS) llevando a cabo el procedimiento reivindicado en las reivindicaciones 15 a 27.
30. Producto de programa de ordenador o conjunto de programas de ordenador que pueden ser descargados en la memoria de la menos un ordenador y que comprende partes de código de programa para llevar a cabo las etapas según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 27.
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