ES2334213T3 - Sistema de telefonia movil heterogeneo. - Google Patents
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Abstract
Sistema de telefonía móvil heterogéneo (1) para proporcionar servicios procedentes de una red de datos paquetizados para un terminal móvil (7) con al menos una primera red de telefonía móvil (2) y una segunda red de telefonía móvil (3), - presentando las redes de telefonía móvil (2, 3) en cada caso al menos un nodo de acceso (4, 5) hacia la red de datos paquetizados y pudiendo conectarse el nodo de la red de acceso (5) de la segunda red de telefonía móvil (3) sólo indirectamente a través del nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2) con la red de datos paquetizados, caracterizado porque - está previsto un primer contexto PDP del servicio de datos paquetizados GPRS desde el terminal móvil (7) al nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2), - entre el nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2) y el nodo de la red de acceso (5) de la segunda red de telefonía móvil (3) está previsto un túnel de datos (6) a establecer mediante un contexto PDP secundario del servicio de datos paquetizados GPRS, y - en el nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2) está prevista una función de distribución de paquetes (9) para contextos PDP secundarios del servicio de datos paquetizados GPRS para distribuir el tráfico de datos que llega entre la primera y la segunda red de telefonía móvil.
Description
Sistema de telefonía móvil heterogéneo.
La presente invención se refiere a un sistema de
telefonía móvil heterogéneo con al menos una primera y una segunda
red de telefonía móvil, presentando cada una de ambas redes de
telefonía móvil respectivos nodos de acceso a una red de datos
paquetizados. Las redes de telefonía móvil públicas, en particular
las redes 2G/3G, están diseñadas para ofrecer servicios en áreas lo
más amplias posible de un país. Al respecto puede presentarse el
caso de que en determinadas zonas, es decir, en determinadas
células, en particular cuando hay una elevada densidad de abonados
dentro de estas zonas o bien células, la capacidad ofrecida para los
servicios solicitados no sea suficiente. El problema se agrava aún
más con la posibilidad, mediante los sistemas móviles de acceso a
Internet, como por ejemplo mediante el servicio general de paquetes
vía radio GPRS (General Packet Radio Service) en redes de telefonía
móvil según el estándar GSM o UMTS (Universal Mobil
Telecommunications System, sistema universal móvil de
telecomunicaciones), de disponer de nuevos servicios con grandes
anchuras de banda, como por ejemplo multimedia.
El problema se presenta con más intensidad en
lugares y edificios como por ejemplo aeropuertos o ferias, en los
que hay que partir la mayoría de las veces también de una reducida
velocidad de movimiento de los abonados. Aquí podrían solucionar el
citado problema por ejemplo los dos fundamentos descritos a
continuación.
Podría pensarse en instalar micro o picocélulas,
es decir, células muy pequeñas, con la misma tecnología que el
conjunto de la red, por ejemplo en combinación con células overlay o
paraguas. En este procedimiento no percibiría el abonado nada de la
intervención, es decir, de la instalación de las células adicionales
en el sistema en su conjunto, es decir, la instalación sería
completamente transparente para el abonado de la red de telefonía
móvil. Además, se insertaría la instalación de tales células muy
pequeñas para el operador de la red de telefonía móvil sin
discontinuidades en su concepto de operación. No existiría ninguna
pérdida de transmisión ni interrupciones indeseadas en la
transmisión. En general no seria necesaria adicionalmente ninguna
medida especial para la tarificación y/o autentificación del
correspondiente abonado de la red de telefonía móvil. Desde luego,
la instalación de tales células muy pequeñas en el conjunto del
sistema sería muy costosa. Se trata de una tecnología de radio muy
costosa, ya que se apoya una movilidad muy elevada. Además,
posiblemente podría cargarse la red fuertemente con un tráfico de
señalización, ya que debido a que las células son pequeñas, se
producen múltiples handovers (transferencias) entre las células.
Entonces podría llegar la tecnología de radio a sus límites, en
particular en cuanto a las frecuencias de transmisión.
Además podría pensarse en instalar un sistema de
acceso a Internet alternativo inalámbrico. El mismo podría ser por
ejemplo una LAN (Local Area Network, red de área local) inalámbrica
(Wireless), un bluetooth o sistemas similares. La ventaja entonces
habría que considerar que sería que se logra efectivamente capacidad
adicional de transmisión. Además, la instalación de tales sistemas
alternativos no es en general tan costosa como la citada
instalación de células muy pequeñas. Evidentemente es un
inconveniente el hecho de que no es posible ningún acceso o sólo un
acceso muy limitado sin discontinuidades desde la red de telefonía
móvil 2G/3G a la red de telefonía móvil alternativa. Esto significa
que podrían resultar pérdidas e interrupciones durante la
transmisión. En el caso de que la WLAN (Wireless LAN, LAN
inalámbrica) pertenezca por ejemplo a otro operador de red distinto
al de la red de telefonía móvil de 2G/3G, debería autentificarse el
abonado en la WLAN por segunda vez, es decir, la instalación de una
red de telefonía móvil alternativa no es transparente para el
abonado. Si por el contrario opera la WLAN el mismo operador que el
de la red de telefonía móvil 2G/3G, entonces debería introducir el
mismo para la operación al menos nuevos métodos de autentificación y
de tarificación, lo cual incrementaría los costes de operación del
sistema.
Hasta ahora se eligieron usualmente soluciones
sobre capas de IP para crear sistemas de telefonía móvil
heterogéneos, como por ejemplo una combinación de una red de
telefonía móvil 2G/3G con una WLAN, que realizan tráfico de IP.
Bajo capas de IP se denominan al respecto protocolos de la familia
del Internet Protocol IP (protocolo de Internet), que son
independientes de la técnica de transmisión (por ejemplo LAN o WAN)
y de la técnica de acceso (red de telefonía móvil, red fija). Una
de las soluciones más debatidas al respecto es la IP móvil según
por ejemplo RFC2002 para IP-v4. En redes 3GPP 2G/3G
se realiza el acceso a Internet la mayoría de las veces según 3GPP
TS23.060. Se ponen a disposición entonces nodos de acceso (GGSN:
Gateway GPRS Support Nodes, nodos de soporte GPRS de pasarela), que
realizan en cada caso el acceso a Internet y que apoyan el
correspondiente protocolo de Internet (IP). Entonces está previsto
en el GGSN un punto de referencia fijo para Internet, en el que
puede llegarse a cada abonado con una dirección de IP. Dentro de la
red núcleo, es decir, dentro del área de telefonía móvil
propiamente dicha, se realiza la movilidad entre los nodos de la red
de acceso (GGSN) y nodos existentes en la red de servicios (Service
GPRS Support Node: SGSN, nodos de soporte de servicios GPRS) a
través de un túnel GTP. El enlace completo entre un terminal móvil
(MT) y el nodo de acceso GGSN, incluyendo los datos de control que
describen el enlace, se denomina contexto de protocolo de datos
paquetizados (PDP). Un abonado es alcanzable a través de una
dirección de IP fija, que le pone a disposición un proveedor de
servicio de Internet (ISP, Internet Service Provider) para los
abonados interlocutores. Si se registra este abonado ahora en una
red 2G/3G, entonces recibe el mismo de un Internet Service Provider
(proveedor de servicio de Internet) una dirección de IP,
preferiblemente dinámica. Al respecto pueden ser idénticos
organizativamente este proveedor de servicio de Internet y el
operador de telefonía móvil de la red 2G/3G. Para realizar un
cambio del abonado entre la red 2G/3G, y la WLAN mediante IP móvil,
sería necesario el siguiente proceder: con su dirección de IP de la
red de telefonía móvil 2G/3G debe registrarse el abonado en su Home
Agent (agente del lugar de origen) en Internet. Este Home Agent
(HA) puede ponerlo a disposición un segundo ISP (del lugar de
origen). En este HA puede llegarse al abonado a través de una
dirección de IP fija o de otra identificación en la red del segundo
ISP. A través de un túnel de IP móvil (MIP) se tunelan entonces los
paquetes de datos desde el Home Agent hasta el nodo de acceso GGSN
de la dirección de IP del abonado en la red de telefonía móvil
2G/3G. Para que lleguen los paquetes al terminal móvil (MT) del
abonado, debe existir en el GSSN un agente ajeno (Foreign Agent,
FA) que elimina el encapsulado de los paquetes tunelados hacia el
GGSN y los entrega al terminal móvil al que está asociada una Home
Adress (dirección del lugar de origen) fija. Si se registra el
abonado en la WLAN y existe en un controlador WLAN, que funciona
como nodo de acceso a Internet, igualmente un agente ajeno (Foreign
Agent, FA), entonces puede retransmitir el Home Agent en Internet
los paquetes mediante IP móvil (MIP) también directamente al
controlador WLAN. La ventaja de esta solución es que el abonado al
cambiar de sistema puede conservar su dirección de IP, con lo que
muchas aplicaciones no tienen que interrumpirse. Un inconveniente
es desde luego, tal como ya se indicó al principio, que en la zona
del WLAN deben introducirse o realizarse nuevos métodos y medidas,
respectivamente, para el control de la autorización de acceso y la
tarificación. Si debe ofrecerse entonces el posible cambio entre
ambas redes de telefonía móvil o bien ambos sistemas de acceso, tal
como aquí se ha descrito, entre la red de telefonía móvil 2G/3G y
WLAN como un servicio del operador de la red de telefonía móvil
2G/3G, debe proporcionar el mismo también el Home Agent, así como
para sus abonados direcciones de Home IP, ya que el Home Agent
controla o bien enruta cómo llegan los paquetes al MT. Además ha de
realizarse una correlación de las identificaciones de los abonados
y los datos de tarificación de las correspondientes redes. Se llega
así a un considerable gasto para el operador. Además se llega
posiblemente a largos tiempos de conmutación debido al protocolo,
ya que deben intercambiarse datos de registro y datos de
autentificación entre MT, FA y servidores para la autentificación,
autorización y tarificación (AAA) y HA. También unas distancias
grandes entre el Home Agent y las redes locales en las que se
encuentra el abonado móvil pueden dar lugar a largos tiempos de
conmutación.
Por el folleto EP 1057279 A2 se conoce un
sistema de telefonía móvil en el que un terminal móvil recibe datos
enviados por un interlocutor de comunicación brevemente a través de
dos estaciones de base de distintas células de radio, pero de la
misma red de radio, para así evitar pérdidas de datos durante un
proceso de handover (transferencia). El sistema de telefonía móvil
descrito no permite no obstante utilizar servicios disponibles en
una primera red de telefonía móvil para otra red de telefonía móvil
que no dispone de tales servicios.
Además, se conoce por el documento de
publicación WO 00/76145 A1 un sistema de telefonía móvil heterogéneo
en el que una red GPRS está conectada con una red local y pueden
hacerse accesibles a la red local servicios GPRS mediante un
elemento de red específico.
Además, da a conocer el folleto EP 917320 A2 un
sistema de enrutamiento para un sistema de telefonía móvil cuyo fin
es establecer vías de enlace lo mejores posible hacia un terminal
móvil y distribuir el tráfico de datos, dado el caso de manera
ventajosa, entre distintas vías de enlace.
Una tarea de la presente invención consistía
pues en poner a disposición un sistema de telefonía móvil que
muestre al menos las ventajas de ambos fundamentos citados, pero que
a la vez evite sus inconvenientes.
Esta tarea se resuelve mediante el sistema de
telefonía móvil correspondiente a la invención según la
reivindicación 1. Otras formas constructivas preferentes se citan
en las correspondientes reivindicaciones subordinadas.
Según la reivindicación 1 se pone a disposición
un sistema de telefonía móvil heterogéneo para proporcionar
servicios procedentes de una red de datos paquetizados a un terminal
móvil (MT) con al menos una primera red de telefonía móvil y una
segunda red de telefonía móvil, presentando las redes de telefonía
móvil en cada caso al menos un nodo de acceso a la red de datos
paquetizados y pudiendo conectarse el nodo de acceso de la segunda
red de telefonía móvil sólo indirectamente a través de los nodos de
acceso del primer sistema de telefonía móvil con la red de datos
paquetizados. Al respecto se prevé desde el terminal móvil hacia el
nodo de la red de acceso de la primera red de telefonía móvil un
primer contexto PDP del servicio de datos paquetizados GPRS.
Además, está previsto entre el nodo de la red de acceso de la
primera red de telefonía móvil y el nodo de la red de acceso de la
segunda red de telefonía móvil un túnel de datos a establecer
mediante un contexto Secondary-PDP (PDP secundario)
del servicio de datos paquetizados GPRS. Además, presenta el nodo de
la red de acceso de la primera red de telefonía móvil una función
de distribución de paquetes para contextos PDP secundarios del
servicio de datos paquetizados GPRS para distribuir el tráfico de
datos entrante entre la primera y la segunda red de telefonía
móvil.
En una forma constructiva preferente del sistema
de telefonía móvil heterogéneo, la red de datos paquetizados es la
red pública Internet.
En el marco de la invención se combina ahora al
menos una primera red de telefonía móvil con una segunda red de
telefonía móvil, disponiendo ambas redes de telefonía móvil en cada
caso de al menos un nodo de acceso a una red de datos paquetizados,
preferiblemente a Internet. En el caso de que la primera red de
telefonía móvil sea una red de telefonía móvil 2G/3G, se realiza el
nodo de acceso mediante un GGSN (Gateway GPRS Support Node, nodo de
soporte GPRS de pasarela). En la segunda red de telefonía móvil, por
ejemplo una WLAN, se denomina al nodo de acceso con las funciones
correspondientes a la invención agente de movilidad local (Local
Mobility Agent, LMA). Estos nodos de acceso son mediante una
función de enrutador de IP una interfaz hacia una red de datos
paquetizados, preferiblemente hacia la red de IP fija y funcionan
como Access Router (enrutadores de acceso), es decir, terminan
protocolos específicos de la red de telefonía móvil y la técnica de
acceso. Entonces pueden utilizarse ventajosamente también
protocolos de IP, en particular de IP móvil (MIP). En el marco de
la invención no se encuentra ahora unido directamente el nodo de
acceso de la segunda red de telefonía móvil directamente con la red
de datos paquetizados, preferible-
mente Internet, sino que se tunelan todos los datos a través del nodo de acceso de la primera red de telefonía móvil.
mente Internet, sino que se tunelan todos los datos a través del nodo de acceso de la primera red de telefonía móvil.
Además puede integrarse en el nodo de acceso de
la primera red de telefonía móvil al menos una función de agente.
En una forma constructiva preferente del sistema de telefonía móvil
correspondiente a la invención la función es una función de Home
Agent, preferiblemente una función de enrutamiento. Así se desplaza
la función de enrutamiento desde la red de datos paquetizados,
preferiblemente Internet, a la primera red de telefonía móvil,
preferiblemente a una red de telefonía móvil 2G/3G. De esta manera
se elimina la operación de un Home Agent en la red de datos
paquetizados o bien en Internet y la asignación de direcciones de IP
fijas en Internet. La dirección de IP en el sistema de telefonía
móvil puede mantenerse cuando se cambia entre la primera y la
segunda red de telefonía móvil. Así no se produce ninguna
interrupción de las aplicaciones. El enrutamiento ha mejorado así
sensiblemente.
En una forma constructiva preferente del sistema
de telefonía móvil heterogéneo correspondiente a la invención la
primera red de telefonía móvil es una red overlay (superpuesta) de
la segunda red de telefonía móvil. Entonces queda asegurada también
en las zonas de alimentación de la segunda red de telefonía móvil la
alimentación a través de la primera red de telefonía móvil. De
manera especialmente preferente la primera red de telefonía móvil
es una red de telefonía móvil 2G/3G. Entonces no se abandona un
enlace de la primera red de telefonía móvil con un terminal móvil
incluso cuando se utiliza la segunda red de telefonía móvil, es
decir, el terminal móvil está "always on" (siempre conectado)
en la primera red de telefonía móvil. Según la esencia de una red
overlay, es en consecuencia posible utilizar una o varias funciones
de la primera red de telefonía móvil también para la segunda red de
telefonía móvil. Así se utiliza a la vez preferiblemente una función
de autentificación de la primera red de telefonía móvil,
preferiblemente de una red de telefonía móvil 2G/3G, para un abonado
del sistema de telefonía móvil y una función de tarificación de la
primera red de telefonía móvil, preferiblemente de una red de
telefonía móvil 2G/3G, para la segunda red de telefonía móvil,
preferiblemente una WLAN. Esto tiene la ventaja de que el abonado
del sistema de telefonía móvil no tiene que autentificarse varias
veces, es decir, incluso cuando el mismo desea utilizar ambas redes
de telefonía móvil no tiene que autentificarse de nuevo en un
cambio entre ambas redes de telefonía móvil. Además, todos los
abonados que tienen acceso a la primera red de telefonía móvil,
preferiblemente a la red de telefonía móvil 2G/3G, pueden de esta
manera utilizar el servicio de la segunda red de telefonía móvil
preferiblemente una WLAN. Al respecto puede tratarse también de un
roamer (itinerante) de otras redes de telefonía móvil que tienen
acceso a la primera red de telefonía móvil. Además, puede así
utilizarse para la segunda red de telefonía móvil preferiblemente
una WLAN, una técnica económica, en particular técnica de Internet,
ya que esta técnica no tiene que presentar ninguna función de
autentificación y ninguna función de tarificación. Para el operador
de la red del sistema de telefonía móvil no resulta ninguna
modificación, o una muy pequeña, en el concepto del operador o de
operación. El segundo sistema de telefonía móvil, preferiblemente
un WLAN, puede insertarse sin discontinuidades, es decir, sin
interrupciones y sin pérdidas en el sistema completo. Puesto que el
tráfico total de la segunda red de telefonía móvil también se
conduce a través de la primera red de telefonía móvil, existen en la
primera red de telefonía móvil suficientes informaciones para poder
realizar una tarificación muy flexible. Así puede tarificarse por
ejemplo un volumen de datos transmitido en la segunda red de
telefonía móvil, preferiblemente una WLAN, de manera idéntica a uno
en la primera red de telefonía móvil, preferiblemente una red de
telefonía móvil 2G/3G. Además, puede tarificarse también libre de
tarifas o con la tarifa de un proveedor de servicios de Internet
(Internet Service Provider). En este último caso pueden cumplirse
así también cualesquiera exigencias legales o casos de negocio
(Business Cases). Una autentificación y autorización de un abonado
para la utilización de la segunda red de telefonía móvil puede
realizarse en la primera red de telefonía móvil realizando el
anuncio para la segunda red de telefonía móvil a través de la
primera red de telefonía móvil y comparando el nodo de acceso de la
primera red de telefonía móvil la dirección de abonado (IP) a
registrar en cuanto a sí coincide con la dirección de IP del
abonado en la primera red de telefonía móvil y comprobando la
existencia del correspondiente contexto PDP en la primera red de
telefonía móvil.
En otra forma constructiva preferente del
sistema de telefonía móvil heterogéneo, cuando se utiliza una
función Home Agent, en particular una función Mobile IP Home Agent,
pueden conducirse datos a especificar a elección sólo a través de
la segunda red de telefonía móvil.
Cuando se utiliza el protocolo GTP, puede
realizarse la ruta de datos entre el nodo de acceso de la segunda
red de telefonía móvil y de la primera red de telefonía móvil
mediante una generalización del concepto existente del contexto
"Secondary PDP" (PDP secundario) del GPRS, utilizándose la
función de distribución de paquetes para contextos PDP secundarios
para distribuir también tráfico de datos entre la primera red de
telefonía móvil y la segunda red de telefonía móvil, y pudiendo
tener el túnel visto desde el GGSN distintas direcciones de
destino.
Además, cuando se utiliza la función Mobile IP
Home Agent en el nodo de acceso de la primera red de telefonía
móvil, no sólo conmuta éste el tráfico completo entre la primera y
la segunda red de telefonía móvil, sino que pueden también
correspondientemente conducirse a una clasificación de tráfico
eventualmente prevista sólo determinados bloques de datos a través
de la segunda red de telefonía móvil. Esto corresponde a una
ampliación del MIP.
Además, puede ampliarse el registro móvil de IP
preferiblemente para la señalización del establecimiento de un
enlace entre el nodo de acceso de la segunda red de telefonía móvil
y de la primera red de telefonía móvil, y precisamente en datos
específicos de la sesión del contexto PDP de la primera red de
telefonía móvil, por ejemplo en identidades de abonado y de
contexto y en datos específicos de la sesión para establecer un
túnel entre el nodo de acceso de la segunda red de telefonía móvil
y de la primera red de telefonía móvil, como por ejemplo
características del flujo de datos para la clasificación del
tráfico, como en el TFT del GPRS. Así puede utilizarse por ejemplo
para Voice over IP (voz sobre IP) o enlaces multimedia la segunda
red de telefonía móvil, mientras que para el restante tráfico de
datos puede utilizarse la primera red de telefonía móvil.
Ventajosamente realiza el primer nodo de acceso
un acoplamiento del contexto PDP para la segunda red de telefonía
móvil con un contexto en la primera red de telefonía móvil. Además
permite el mismo preferiblemente el contexto en la segunda red de
telefonía móvil sólo cuando existe al menos un contexto en la
primera red de telefonía móvil.
Preferiblemente existe en el nodo de acceso de
la segunda red de telefonía móvil una función de control, que
provoca que los paquetes de datos a enviar por la segunda red de
telefonía móvil se transporten exclusivamente al nodo de acceso de
la primera red de telefonía móvil. Esto puede realizarse por ejemplo
utilizando direcciones de IP especiales para los terminales de
tunelado entre la primera y la segunda red de telefonía móvil.
Además pueden utilizarse técnicas especiales de otorgamiento de
direcciones en la segunda red de telefonía móvil. Además, esto
puede controlarse también mediante un test de la dirección de
destino del tunelado del nodo de acceso de la primera red de
telefonía móvil en el nodo de acceso de la segunda de telefonía
móvil en cuanto a direcciones de acceso previamente definidas.
La segunda red de telefonía móvil puede ser
operada por el operador de la primera red de telefonía móvil o
también por otro operador. Tampoco en el segundo caso debe
proporcionar el operador de la segunda red de telefonía móvil
ninguna gestión de abonado, es decir, ninguna función de
autentificación o realizar una tarificación de abonados. Para la
facturación frente al operador de la primera red de telefonía móvil
puede realizarse por ejemplo un tipo de Interoperator Charging
(cargo interoperadores), por ejemplo relativo a todo el volumen de
datos transportado para el operador de red de la primera red de
telefonía móvil.
En el caso de la combinación de una red de
telefonía móvil 2G/3G como primera red de telefonía móvil con una
red de telefonía móvil WLAN como segunda red de telefonía móvil,
puede implementarse el enlace completo de un terminal móvil (MT)
hacia un GGSN de la red de telefonía móvil 2G/3G, inclusive el
enlace, a través de la WLAN como una ampliación del contexto GPRS
PDP secundario. Bajo ello se entiende la posibilidad de un terminal
móvil de establecer con una dirección de IP varios enlaces con el
GGSN. Estos pueden diferenciarse entonces en particular en cuanto a
la calidad del servicio, la llamada "Quality of Service" (QoS),
como por ejemplo en la anchura de banda garantizada. Así puede
desarrollarse en un primer contexto estándar tráfico Internet como
WEB browsen (buscar en la web) y e-mail y en un
segundo (secondary) contexto un enlace de telefonía Voice over IP.
Debido a ello resultan para la red de telefonía móvil 2G/3G sólo
escasas modificaciones técnicas, por ejemplo en el GGSN.
El sistema de telefonía móvil heterogéneo
correspondiente a la invención no necesita ningún nuevo protocolo.
Puede funcionar con protocolos ya conocidos, como por ejemplo con
MIP y/o GTP. En particular puede realizarse el control entre un
terminal móvil y el correspondiente nodo de acceso exclusivamente
con IP móvil. De esta manera es posible el control con técnicas
estándar IETF y no necesita ninguna modificación específica del
sistema.
Puesto que en el caso de que la red de telefonía
móvil sea una red overlay (superpuesta) de la segunda red de
telefonía móvil, no se cede el enlace de la primera red de telefonía
móvil con un terminal móvil incluso cuando se utiliza la segunda
red de telefonía móvil, sino que pueden seguir transmitiéndose datos
relevantes para la seguridad a través de la primera red de
telefonía móvil. Mientras que por ejemplo las descargas (downloads)
de Internet se realizan a través de la segunda red de telefonía
móvil, preferiblemente una WLAN, se toma también la asimetría del
tráfico en dirección descendente (downlink) por la primera red de
telefonía móvil, preferiblemente una red de telefonía móvil
2G/3G.
Además se refiere la presente invención también
al correspondiente procedimiento para poner a disposición
servicios procedentes de una red de datos paquetizados para un
terminal móvil de un sistema de telefonía móvil, presentando el
procedimiento al menos las siguientes etapas:
- a.
- puesta a disposición de al menos una primera y una segunda red de telefonía móvil con en cada caso al menos un nodo de acceso a la red de datos paquetizados;
- b.
- combinación de las redes de telefonía móvil tal que puedan transportarse paquetes de datos entre la segunda red de telefonía móvil y la red de datos paquetizados sólo indirectamente a través del nodo de acceso de la primera red de telefonía móvil.
Preferiblemente se transportan los paquetes de
datos a enviar desde la segunda red de telefonía móvil mediante una
función de control en el nodo de acceso de la segunda red de
telefonía móvil exclusivamente al nodo de acceso de la primera red
de telefonía móvil.
Además, era tarea de la invención poner a
disposición un terminal móvil para utilizar un sistema de telefonía
móvil heterogéneo con al menos una primera red de telefonía móvil y
una segunda red de telefonía móvil.
Esta tarea se resuelve mediante la
reivindicación independiente 13. Otras ventajas del terminal móvil
correspondiente a la invención se relacionan en las
reivindicaciones subordinadas 14 y 15.
Según la reivindicación 13 se pone a disposición
en el marco de la invención un terminal móvil para utilizar un
sistema de telefonía móvil heterogéneo con al menos una primera red
de telefonía móvil y una segunda red de telefonía móvil, pudiendo
mantener el terminal móvil simultáneamente enlaces con la primera y
la segunda red de telefonía móvil.
Preferiblemente puede transmitir el terminal
móvil a elección datos a través de la primera y/o a través de la
segunda red de telefonía móvil.
Ventajosamente mantiene un abonado de la red de
telefonía móvil heterogénea simultáneamente un enlace en la primera
y en la segunda red de telefonía móvil. De esta manera no puede
perderse en el caso de un handover (transferencia) ningún dato. La
función de retransmisión de datos usual para ello en la red de
telefonía móvil durante un handover, no es aquí necesaria, ya que
el terminal móvil puede asumir esa función. La conmutación de
flujos de datos desde la primera red de telefonía móvil hasta la
segunda red de telefonía móvil y a la inversa la finalización de la
transmisión, se señaliza en la correspondiente red de telefonía
móvil, para facilitar al terminal móvil el aseguramiento de la
secuencia de los datos.
En otra forma constructiva preferente del
terminal móvil, pueden reunirse en el terminal móvil flujos de datos
transportados a través de la primera o bien la segunda red de
telefonía móvil.
Preferiblemente se reúnen los flujos de datos
transportados a través de la primera y segunda red de telefonía
móvil en el terminal móvil. De esta manera se reduce
considerablemente la función de handover del sistema de telefonía
móvil. Puesto que preferiblemente no se cede el enlace entre la
primera red de telefonía móvil y el terminal móvil, tiene lugar
sólo un handover parcial entre la primera y la segunda red de
telefonía móvil, con lo que la cantidad de datos que tienen que
transferirse entre las redes de telefonía móvil es mínima y se
simplifica fuertemente la señalización del handover.
El objeto de la invención se refiere
esencialmente al alojamiento de una segunda red de telefonía móvil
alternativa en una primera red de telefonía móvil, preferiblemente
en una red de telefonía móvil 2G/3G, como por ejemplo
GPRS.
GPRS.
Las ventajas de la presente invención han de
considerarse resumidamente que son en particular que en el sistema
de telefonía móvil heterogéneo correspondiente a la invención sólo
se realiza un handover parcial entre las redes de telefonía móvil.
Las funciones de handover son desplazadas al terminal móvil. En la
invención puede realizarse una generalización del concepto del
contexto PDP secundario. Además se combina preferiblemente una
función Home Agent con un nodo de acceso, preferiblemente con un
GGSN. Además, se combina preferiblemente en el marco de la
invención con el nodo de acceso de la segunda red de telefonía móvil
una función de control, que fuerza el enrutamiento de paquetes de
datos al nodo de acceso de la primera red de telefonía móvil.
Otras ventajas del sistema de telefonía móvil
heterogéneo correspondiente a la invención y del procedimiento
correspondiente a la invención se describirán en base a las
siguientes figuras. Se muestra en:
figura 1 representación esquemática de un
sistema de telefonía móvil heterogéneo correspondiente a la
invención con enlace a Internet;
figura 2 representación esquemática detallada de
otro sistema de telefonía móvil heterogéneo correspondiente a la
invención con enlace a Internet.
La figura 1 muestra un sistema de telefonía
móvil heterogéneo 1 correspondiente a la invención, que presenta
una primera red de telefonía móvil 2, preferiblemente una red de
telefonía móvil 2G/3G, como por ejemplo una GPRS de GSM y/o UMTS y
una segunda red de telefonía móvil 3, como por ejemplo una WLAN. La
primera red de telefonía móvil 2 presenta un nodo de acceso 4, en
el caso de un GPRS de GSM y/o UMTS un GGSN. En éste está integrada
una función Home Agent. La segunda red de telefonía móvil 3 presenta
igualmente un nodo de acceso 5. Ambos nodos de acceso 4, 5
funcionan como Acess Router (enrutador de acceso). Entre el nodo de
acceso 4 y 5 está establecido un túnel de datos 6. Para poder
establecer este túnel de datos 6, debe comunicar un terminal móvil
7 al nodo de acceso 5 de la segunda red de telefonía móvil 3 la
dirección del nodo de acceso 4 de la primera red de telefonía móvil
2. Hay entonces dos posibilidades distintas. Por un lado, el nodo de
acceso 4 de la primera red de telefonía móvil 2, por ejemplo un
GGSN, puede distribuir con MIP su dirección o bien la dirección del
Home Agent a través de la primera red de telefonía móvil 3,
preferiblemente una red de telefonía móvil 2G/3G, lo cual se
denomina Home Agent Advertissement (anuncio del agente del lugar de
origen) o bien puede el terminal móvil 7 consultar con MIP la
dirección, una llamada Home Agent Solicitation (solicitud del
agente del lugar de origen). En este último caso responde el nodo de
acceso 4, preferiblemente el GGSN, a esta consulta con su propia
dirección y no distribuye la misma a otros enrutadores. El
intercambio de información entre el nodo de acceso 4 y el terminal
móvil 7 puede realizarse también con otros protocolos o bien
ampliaciones de protocolo. No obstante, también puede ser la
dirección del nodo de acceso 4 parte integrante de los datos de
contexto PDP memorizados en el terminal móvil 7. También puede
pensarse en que el terminal móvil 7 sólo conozca la dirección de
un nodo de la primera red de telefonía móvil 2 que opere el terminal
7 y que a su vez conozca la dirección del nodo de acceso 4. El
terminal móvil 7 envía la dirección del nodo que opera el terminal
7 al nodo de acceso 5 y éste consulta al nodo que opera de la
primera red de telefonía móvil la dirección del nodo de acceso
4.
En la figura 2 se muestra una representación más
detallada de otro sistema de telefonía móvil heterogéneo
correspondiente a la invención. En base a la figura 2 se muestran
ahora a continuación dos variantes del sistema de telefonía móvil
correspondiente a la invención.
En la primera variante se realiza una función de
distribuidor de paquetes 9 en un nodo de acceso 4 de la primera red
de telefonía móvil 2, preferiblemente en un GGSN, como ampliación
del concepto del contexto PDP secundario del GPRS. Partamos de que
un terminal móvil 7 se registra en la primera red de telefonía móvil
2, en el caso mostrado en una red de telefonía móvil 2G/3G. Además,
ha establecido el terminal móvil 7 al menos un contexto PDP en
relación con un proveedor de servicios de Internet 8, de cuya zona
de direcciones recibe el mismo una dirección de IP (a continuación:
IP-mt). Este contexto se considera como "always
on" (siempre conectado), para asegurar que puede alcanzarse el
terminal móvil 7 y que al menos pueden intercambiarse mensajes de
señalización para determinados servicios con Internet. Para la
misma dirección de IP puede establecer el terminal móvil 7 otros
contextos PDP secundarios, para por ejemplo reservar para
determinados servicios una anchura de banda, en particular en la
interfaz de radio. El tráfico destinado a un contexto PDP secundario
se describe entonces con un Traffic Flow Template (patrón de flujo
de tráfico). Este es un bloque de parámetros que caracteriza
determinados flujos de datos y que permite a una función de
distribuidor de paquetes 9 en el GGSN clasificar
correspondientemente los paquetes de datos y asignarlos a los
correspondientes flujos de datos, es decir, contextos PDP
(secundarios). El terminal móvil 7 detecta la existencia de una
segunda red de telefonía móvil alternativa 3 y decide utilizar la
misma. Para ello establece el terminal móvil 7 un enlace con el nodo
de acceso 5 de la segunda red de telefonía móvil 3. Esta última es
en el caso presente una WLAN, denominándose el nodo de acceso 5
agente de movilidad local (Local Mobility Agent, LMA). Desde allí
recibe el mismo una dirección de IP. El terminal móvil 7 señaliza a
una función del distribuidor de paquetes 9 en el GGSN 4 que
desearía realizar el servicio de Internet para su dirección de IP
IP-mt a través de la segunda red de telefonía móvil
3. Esto puede realizarse tanto a través de la red de telefonía móvil
2 de 2G/3G como también a través de la WLAN 3. En una señalización
a través de la WLAN 3 señaliza el terminal móvil 7 una solicitud
(request) con MIP u otros protocolos al LMA 5, el cual convierte
esta solicitud en un llamado mensaje de solicitud de contexto
Create PDP (crear PDP). Para poner a disposición del LMA 5 los
parámetros de sesión necesarios para establecer el contexto PDP del
LMA 5 al GGSN 4, puede complementarse la Mobile IP Request
(solicitud de IP móvil) con una ampliación específica de la sesión.
Entonces indica el mismo como direcciones de destino para los
puntos terminales del tunelado el GGSN 4 y su propia dirección. De
esta manera se establece el enlace entre LMA 5 y GGSN 4. En una
señalización a través de la red de telefonía móvil 2 de 2G/3G, se
utilizan mensajes de control de la red de telefonía móvil 2 de
2G/3G. Para ello deben ampliarse los mecanismos existentes, por
ejemplo un contexto Activate Secondary PDP (activar PDP secundario),
para poder transmitir la dirección del LMA 5 al GGSN 4 e indicar al
correspondiente nodo de la red de servicios de la red de telefonía
móvil 2G/3G que no debe establecerse ningún nuevo contexto. A
continuación establece el GGSN 4 hacia el LMA5 un nuevo túnel 6 con
la correspondiente dirección del punto terminal del túnel. Este
túnel puede utilizar como técnica de encapsulado el protocolo GTP,
lo cual significa el mínimo volumen de funciones GGSN a modificar.
Todo el tráfico descendente (downlink) se conduce a continuación a
través de este túnel 6. Para simplificar la coordinación de datos
en el terminal móvil 7, puede realizarse a través de la antigua ruta
de datos 10 una señalización End of Service (final del servicio).
El GGSN 4 realiza la tarificación para la nueva ruta de datos, es
decir, a través del túnel 6, señalizada especialmente, por ejemplo
como una nueva clase de QoS. Tan pronto como está establecida la
nueva ruta de datos a través del túnel 6, puede utilizar el terminal
móvil 7 la misma también para el tráfico ascendente (uplink). El
LMA 5 tunela todos los datos uplink hacia el GGSN 4. Mediante la
correspondiente activación de un Traffic Flow Template (patrón de
flujo de tráfico) puede controlarse mediante el terminal móvil 7 si
se transmiten todos o sólo una parte determinada de los datos desde
el GGSN 4 al terminal 7 a través de la red de telefonía móvil
2.
En la segunda variante se realiza una función de
distribuidor de paquetes 9 en el GGSN 4 mediante un Home Agent 9
integrado que tiene una interfaz directa con las funciones GPRS del
GGSN 4. El terminal móvil 7 está registrado en la red de telefonía
móvil 2G/3G 2 y ha establecido al menos un contexto PDP con un
proveedor de servicio de Internet 8, desde cuyo libro de
direcciones recibe una dirección de IP (a continuación:
IP-mt). Este contexto se considera a su vez como
"always on", para asegurar la alcanzabilidad del terminal móvil
7 e intercambiar al menos informaciones de señalización para
determinados servicios con Internet. Para la misma dirección de IP
puede establecer el terminal móvil 7 otros contextos secundarios
PDP, para reservar por ejemplo para determinados servicios una
anchura de banda, en particular en la interfaz de radio. La
IP-mt se inscribe automáticamente en el Home Agent
9 integrado como Home Adress (dirección de lugar de origen). El
terminal móvil 7 detecta la existencia de una segunda red de
telefonía móvil alternativa 3 y decide utilizar ésta. Para ello
establece un enlace con el LMA 5. Desde allí recibe el mismo una
dirección de IP. El terminal móvil 7 señaliza a un distribuidor de
paquetes 9 o bien al Home Agent 9 en el GGSN 4 que desea realizar el
servicio de Internet para su IP-mt a través del LMA
5. Esto puede realizarse tanto a través de la red de telefonía
móvil 2G/3G 2 como a través de la WLAN 3. La señalización a través
de la WLAN 3 al LMA 5 se realiza tal como ya se ha descrito en la
primera variante. Desde el LMA 5 hasta el GGSN 4 se utiliza
preferiblemente IP móvil. En la señalización a través de la red de
telefonía móvil 2G/3G 2 puede enviarse un MIP Request (solicitud
MIP) como tráfico L3 IP normal, correspondiendo la dirección del
Home Agent a la dirección del GGSN. Aquí es una ventaja frente a la
señalización a través de la WLAN 3 que se utiliza una ruta protegida
y autentificada. El GGSN 4 debe extraer por filtrado los mensajes
MIP dirigidos a él del flujo de datos útiles y ponerlos a
disposición del Home Agent 9 interno. Dado que el GGSN 4 realiza una
prueba relativa a si la dirección del lugar de origen (Home Adress)
del abonado utilizada en la solicitud de registro MIP HA coincide
con la dirección de IP del contexto PDP utilizado, queda realizada
de manera sencilla la función de autentificación y autorización. En
el caso de que la señalización del terminal móvil 7 se haya
realizado a través de la WLAN 3, debe comprobar el GGSN 4 si para
el terminal móvil 7 existe un contexto PDP válido y el terminal
móvil 7 y con ello su IP-mt está autentificado y
autorizado para utilizar un servicio deseado. En la solicitud de
registro de IP móvil deberían existir además de la dirección de IP
otros datos de identidad del abonado móvil, para evitar que la
dirección de IP sea utilizada por abonados no autorizados. El Home
Agent 9 integrado establece un túnel MIP 6 como nueva ruta de datos
hacia el LMA 5. Todo el tráfico descendente (downlink) o
determinados flujos de datos según el Traffic Flow Template (patrón
de flujo de tráfico) son conducidos a continuación a través de este
túnel 6. Para simplificar la coordinación de datos en el terminal
móvil 7, puede realizarse sobre la antigua ruta de datos 10 una
señalización End of Service (final del servicio). El GGSN 4 realiza
la tarificación para la nueva ruta de datos, es decir, a través del
túnel 6, caracterizada expresamente, por ejemplo como una nueva
clase de QoS. Tan pronto como está establecida la nueva ruta de
datos a través del túnel 6, puede utilizar la misma el terminal
móvil 7 también para el tráfico ascendente (uplink). El LMA5 tunela
todos los datos uplink hacia el GGSN 4. El LMA 5 debe,
adicionalmente a la función de un Foreign Agent (agente ajeno), que
desencapsula el tráfico downlink, encapsular también todo el tráfico
uplink y enviarlo en el túnel 6 al GGSN 4 o bien al Home Agent 9
integrado, para posibilitar allí una tarificación completa. Esta
función se denomina reverse tunneling (tunelado inverso).
Simultáneamente debe el mismo evitar que el terminal móvil 7
realice una optimización de la ruta y posibilita entonces un
enrutamiento directo entre el LMA 5 y un Correspondent Host (unidad
central anfitriona) 11 sin atravesar el GGSN 4 o bien el Home Agent
9. Esto puede lograrse rechazando o acusando recibo negativamente a
los correspondientes mensajes MIP mediante optimización de la ruta
del terminal 7 por parte del LMA 5.
Claims (7)
1. Sistema de telefonía móvil heterogéneo (1)
para proporcionar servicios procedentes de una red de datos
paquetizados para un terminal móvil (7) con al menos una primera
red de telefonía móvil (2) y una segunda red de telefonía móvil
(3),
- -
- presentando las redes de telefonía móvil (2, 3) en cada caso al menos un nodo de acceso (4, 5) hacia la red de datos paquetizados y pudiendo conectarse el nodo de la red de acceso (5) de la segunda red de telefonía móvil (3) sólo indirectamente a través del nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2) con la red de datos paquetizados,
caracterizado porque
- -
- está previsto un primer contexto PDP del servicio de datos paquetizados GPRS desde el terminal móvil (7) al nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2),
- -
- entre el nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2) y el nodo de la red de acceso (5) de la segunda red de telefonía móvil (3) está previsto un túnel de datos (6) a establecer mediante un contexto PDP secundario del servicio de datos paquetizados GPRS, y
- -
- en el nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2) está prevista una función de distribución de paquetes (9) para contextos PDP secundarios del servicio de datos paquetizados GPRS para distribuir el tráfico de datos que llega entre la primera y la segunda red de telefonía móvil.
2. Sistema de telefonía móvil heterogéneo según
la reivindicación 1,
caracterizado porque la primera red de
telefonía móvil (2) es una red de telefonía móvil 2G/3G y/o la
segunda red de telefonía móvil (3) una red de comunicaciones local,
en particular una WLAN.
3. Sistema de telefonía móvil heterogéneo según
la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la red de datos
paquetizados es Internet.
4. Sistema de telefonía móvil heterogéneo según
la reivindicación 2 ó 3,
caracterizado porque el túnel de datos
entre el nodo de la red de acceso de la red de telefonía móvil 2G/3G
y el nodo de la red de acceso de la segunda red de telefonía móvil
se realiza en base a protocolos existentes, en particular GTP y/o
MIP.
5. Procedimiento para poner a disposición
servicios procedentes de una red de datos paquetizados para un
terminal móvil (7) de un sistema de telefonía móvil, presentando el
procedimiento las siguientes etapas:
- a.
- puesta a disposición de al menos una primera (2) y una segunda (3) red de telefonía móvil con en cada caso al menos un nodo de acceso (4, 5) a la red de datos paquetizados, y
- b.
- combinación de las redes de telefonía móvil (2, 3) tal que puedan transportarse paquetes de datos entre la segunda red de telefonía móvil (3) y la red de datos paquetizados sólo indirectamente a través del nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2),
caracterizado por las etapas
adicionales:
- c.
- establecimiento de un primer contexto PDP del servicio de datos paquetizados GPRS desde el terminal móvil (7) hasta el nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2),
- d.
- establecimiento de un túnel de datos (6) entre el nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil y el nodo de la red de acceso (5) de la segunda red de telefonía móvil mediante un contexto PDP secundario del servicio de datos paquetizados GPRS,
- e.
- distribución del tráfico de datos que llega al nodo de la red de acceso (4) de la primera red de telefonía móvil (2) mediante una función de distribución de paquetes (9) para contextos PDP secundarios del servicio de datos paquetizados GPRS entre la primera y la segunda red de telefonía móvil.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque se realiza una
tarificación para la utilización de la segunda red de telefonía
móvil en la primera red de telefonía móvil.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 5 ó 6,
caracterizado porque se realiza una
autentificación y autorización de un abonado para la utilización de
la segunda red de telefonía móvil en la primera red de telefonía
móvil.
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