ES2372080A1 - Método para procesar una llamada 2g, dispositivo y programa informático. - Google Patents
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Abstract
Método para procesar una llamada 2G, dispositivo
y programa informático.
Un método para establecer, mantener o liberar
una llamada en una red de comunicaciones móviles 3G (20), en el que
al menos un terminal 2G (21) participa en dicha llamada. El método
comprende las siguientes etapas: en una entidad de red (23, 33),
comprobar (502) si una señal entrante desde un terminal móvil (21,
22) es una señal 2G o no y, si dicha señal es una señal 2G: extraer
(504) la información de usuario de dicha señal y comprobar (505) si
su contenido es carga útil de usuario o información de señalización,
y: si es información de señalización, comprobar (508) si es una
petición de canal o una petición de desconexión, y: si es una
petición de canal, establecer (509) un contexto de protocolo de
paquetes de datos 3G y solicitar (510) una portadora de acceso radio
para establecer una conexión a una entidad de red de nivel superior
(25) y si es una petición de desconexión, liberar (511) un contexto
de protocolo de paquetes de datos 3G abierto y solicitar (512) la
desconexión de una conexión a una entidad de red de nivel superior
(25). Si es carga útil de usuario en lugar de información de
señalización, encapsular (506) dicha carga útil de usuario en una
trama de una llamada establecida en una portadora de acceso radio y
enviar dicha trama a una entidad de red de nivel superior (25).
Entidad de red y programa informático.
Description
Método para procesar una llamada 2G, dispositivo
y programa informático.
La presente invención se refiere a redes de
telecomunicaciones móviles o celulares, y en particular, a redes de
telecomunicaciones móviles o celulares en las que coexiste tráfico
de diferentes tecnologías.
Los operadores de redes de telecomunicaciones 2G
y 3G actuales tendrán que implementar, mantener y optimizar en breve
una nueva infraestructura: la red 4G, también denominada LTE
(Long Term Evolution, de evolución a largo plazo). Los
operadores tendrán que enfrentarse entonces al coste de mantener
múltiples redes RAN (Radio Access Networks, redes de acceso
radio) funcionando en paralelo.
Cuando una cantidad suficiente de tráfico ha
migrado de 2G a 3G, HSDPA y/o LTE, puede ser más rentable para los
operadores apagar la red 2G. Se supone que esta migración de tráfico
puede gestionarse fácilmente en la mayoría de los casos, ya que la
mayoría de los terminales móviles serán multiestándar en ese momento
(2G/3G o 2G/3G/4G). Como consecuencia, ninguno de los usuarios que
tienen un terminal móvil multiestándar sufrirá cortes de
servicio.
Sin embargo, existe un número creciente de
usuarios 2G como resultado del éxito de aplicaciones máquina a
máquina (M2M). Estas aplicaciones M2M, que funcionan sobre GPRS
(General Packet Radio Service, Servicio General de Radio por
Paquetes) (2G), se refieren a la transmisión de datos desde una
ubicación remota, tal como parquímetros, un sensor, etc.
(aplicaciones de telemetría). Este servicio de telemetría se basa en
tarjetas SIM (Subscriber Identity Module, Módulo de Identidad
de Abonado) ubicadas, por ejemplo, en parquímetros. Estos terminales
de telemetría no son multiestándar (no permiten cambiar de 2G a 3G o
viceversa en el caso de, por ejemplo, una pérdida de cobertura).
Aunque el tráfico producido por este servicio es relativamente
pequeño, la información que lleva es crítica. Esta información
crítica viaja principalmente en el canal de enlace ascendente.
Debido al servicio que proporcionan, los terminales de telemetría no
transmiten normalmente de manera continua, están programados para
enviar datos en un momento fijo del día (por ejemplo, por la noche).
La cantidad de datos que van a transmitirse es normalmente pequeña.
Como consecuencia, estos terminales requieren el servicio durante
periodos de tiempo cortos.
La figura 1 ilustra la arquitectura de sistema
actual, en la que la red 2G y la red 3G coexisten: una pluralidad de
terminales móviles 11 usan la red 2G, a la que se conectan a través
de la interfaz Um (a una Estación Base de Transmisión BTS). Ejemplos
de terminales móviles 11 2G son teléfonos móviles que pueden usarse
para llamadas de voz, y terminales de datos, tales como módems, que
pueden usarse para servicios de datos, tales como servicios de
telemetría). La figura 1 muestra también uno de una pluralidad de
terminales móviles 12 que usan la red 3G, a la que se conectan a
través de la interfaz Uu (a un Nodo B).
Cuando la red 2G se apaga, los usuarios (tales
como módems u otros equipos) de este servicio de telemetría perderán
el servicio y por tanto la capacidad de transmitir tal información
crítica. Cambiar todos estos equipos es muy costoso, porque están
geográficamente dispersos y, a veces, en ubicaciones de difícil
acceso.
Las propuestas actuales de cómo mantener una red
2G fina se basan en reducir la capacidad de entidades de red
2G a su mínimo. Sin embargo, esto sigue manteniendo una gran
cantidad de elementos 2G en la red, con el fin de mantener la
cobertura a su nivel actual. Por tanto, es muy ineficaz desde el
punto de vista de los costes (OPEX grande, modernización de HW,
etc.), teniendo en cuenta que el tráfico implicado es marginal.
La solicitud de patente internacional WO
2004/098224 A1 describe un método y un dispositivo para controlar la
transferencia de una petición de servicio entre una red UMTS y una
red GSM. Aunque este método se refiere al entrelazado 2G/3G, no
afronta el problema de qué hacer con las aplicaciones 2G actuales,
tales como telemetría, cuando se apaga la red 2G. De hecho, el
procedimiento
\hbox{descrito en la misma requiere equipos para
ambas redes (2G y 3G).}
Algo similar se describe en la patente europea
EP 1257141 B1, que se refiere a la integración de diferentes
sistemas de telecomunicaciones móviles que usan diferentes
tecnologías de acceso radio. De nuevo, el procedimiento dado a
conocer en esta patente implica equipos de dos redes diferentes.
Así, no se consideran los problemas derivados de apagar la red
2G.
Por tanto, existe la necesidad de permitir a la
infraestructura de 3G y HSDPA y a la futura infraestructura de LTE
hacer frente al tráfico 2G residual, cuando se apagan las redes
2G.
La presente invención está prevista para tratar
la necesidad anteriormente mencionada.
En un primer aspecto de la presente invención se
proporciona un método para establecer, mantener o liberar una
llamada en una red de comunicaciones móviles 3G, en el que al menos
un terminal 2G participa en la llamada. El método comprende las
etapas de: en una entidad de red, comprobar si una señal entrante
desde un terminal móvil es una señal 2G o no y, si dicha señal es
una señal 2G: extraer la información de usuario de dicha señal y
comprobar si su contenido es carga útil de usuario o información de
señalización, y: si es información de señalización, comprobar si es
una petición de canal o una petición de desconexión, y: si es una
petición de canal, establecer un contexto de protocolo de paquetes
de datos 3G y solicitar una portadora de acceso radio para
establecer una conexión a una entidad de red de nivel superior; si
es una petición de desconexión, liberar un contexto de protocolo de
paquetes de datos 3G y solicitar la desconexión de una conexión a
una entidad de red de nivel superior; si es carga útil de usuario,
encapsular dicha carga útil de usuario en una trama de una conexión
establecida en una portadora de acceso radio y enviar dicha trama a
una entidad de red de nivel superior.
Preferiblemente, el terminal móvil es un
terminal 2G y más preferiblemente, un terminal de telemetría. En una
realización particular, el terminal de telemetría funciona en la
banda de 900 MHz.
Preferiblemente, la señal 2G es una señal
GPRS.
La entidad de red es preferiblemente un nodo B.
Preferiblemente, la entidad de red de nivel superior es un SGSN.
Si la señal es una señal 3G, se procesa en el
nodo B.
En un aspecto adicional de la presente invención
se proporciona una entidad de red de una red de comunicaciones
móviles que comprende medios para llevar a cabo el método
anteriormente mencionado.
Preferiblemente, la entidad de red comprende:
medios para recibir y filtrar una señal entrante, siendo dicha señal
entrante o bien una señal de banda estrecha o bien una señal de
banda ancha; medios para procesar señales 3G; y medios para procesar
señales 2G.
Preferiblemente, los medios para procesar
señales 2G se implementan por medio de radio definida por
software.
En una realización particular, los medios para
procesar señales 2G comprenden: medios para emular una BTS 2G;
medios para emular un BSC 2G; medios para convertir señales 2G en
señales 3G y viceversa.
Finalmente, la invención se refiere también a un
programa informático que comprende medios de código de programa
informático adaptados para realizar las etapas del método
anteriormente mencionado cuando dicho programa se ejecuta en un
ordenador, un procesador de señal digital, una matriz de puertas
programables en campo, un circuito integrado de aplicación
específica, un microprocesador, un microcontrolador, o cualquier
otra forma de hardware programable.
Tal como puede observarse, la invención
proporciona un procedimiento para emular una red 2G, usando equipos
de otra red que está en funcionamiento (3G o/y HSDPA o/y LTE). Así,
los usuarios de 2G siguen recibiendo su servicio a través de una red
2G emulada, en lugar de a través de una red 2G física. En oras
palabras, la invención proporciona una red 2G emulada a través de
una red 3G o/y red HSDPA o/y red LTE por medio de la tecnología
denominada Radio Definida por Software (SDR).
Las ventajas de la invención propuesta serán
evidentes en la siguiente descripción.
Para completar la descripción y con el fin de
proporcionar una mejor comprensión de la invención, se proporciona
un conjunto de dibujos. Dichos dibujos forman una parte integrante
de la descripción e ilustran una realización preferida de la
invención, que no debe interpretarse como limitativa del alcance de
la invención, si no en su lugar como un ejemplo de cómo se realiza
la invención. Los dibujos comprenden las siguientes figuras:
La figura 1 muestra una representación
esquemática de la arquitectura de sistema actual, en la que
coexisten redes 2G y las redes 3G.
La figura 2 muestra una representación
esquemática de la arquitectura de sistema según una realización de
la presente invención.
La figura 3 muestra un diagrama de bloques de
los módulos de la entidad de red responsable de la implementación de
la presente invención.
La figura 4 muestra una representación
esquemática de la pila de protocolos de las entidades de red
implicadas en la presente invención.
La figura 5 muestra cómo tramas 2G se convierten
en tramas 3G y viceversa según una realización de la invención.
La figura 6 muestra un flujo de datos del método
según una realización de la invención.
En el contexto de la presente invención, el
término "llamada" se refiere a una sesión conmutada por
paquetes o sesión conmutada por circuitos a través de una portadora
de radio.
En el contexto de la presente invención, el
término "finas" debe entenderse como "limitadas" o
"mínimas". Así, "capacidades de red 2G finas" se refiere a
capacidades mínimas que permiten establecer, mantener y terminar una
llamada 2G, excluyendo cualquier otra capacidad no requerida para
proporcionar servicio a usuarios estáticos de M2M, tales como
gestión de movilidad, gestión de calidad de voz y acumulación de
contadores relacionados.
En el contexto de la presente invención, el
término "emulación" debe entenderse como la implementación de
capacidades de red 2G finas en un elemento de red de una tecnología
diferente (3G/HSDPA/LTE), de modo que un usuario final de 2G percibe
ese elemento de red como si fuera un elemento de red 2G y puede
establecer por tanto una llamada e intercambiar mensajes de
señalización e información de usuario de manera transparente.
En este documento, el término "comprende" y
sus derivados (tales como "que comprende", etc.) no deben
entenderse en un sentido excluyente, esto es, estos términos no
deben interpretarse como que excluyen la posibilidad de que lo que
se describe y define pueda incluir elementos, etapas adicionales,
etc.
En el contexto de la presente invención, el
término "aproximadamente" y términos de su familia (tales como
"aproximado", etc.) deben entenderse como que indican valores
muy próximos a los que acompañan al término anteriormente
mencionado. Es decir, debe aceptarse una desviación dentro de
límites razonables de un valor exacto, porque un experto en la
técnica entenderá que una desviación de este tipo de los valores
indicados es inevitable debido a imprecisiones de medición, etc. Lo
mismo se aplica a los términos "cerca de" y "alrededor
de".
La implementación de una realización a modo de
ejemplo de la presente invención puede llevarse a cabo de la
siguiente manera:
la figura 2 muestra una representación
esquemática de la arquitectura de sistema a través de la que puede
llevarse a cabo el procedimiento de la invención. La red 20 es una
red 3G, aunque podría ser en su lugar una red HSDPA o una red LTE.
La figura 2 muestra un esquema de la red de acceso radio, que
comprende una pluralidad de entidades de red, tales como nodos B,
RNC y SGSN. En particular, la figura 2 muestra un nodo B 23
conectado a un Controlador de Red de Radio (RNC) 24 a través de la
interfaz lub, a su vez conectado a un Nodo de Soporte de Servicio
GPRS (SGSN) 25 a través de la interfaz lu.
El nodo B 23 tiene capacidades de red 2G finas,
que permiten a la red 20 actuar como una red 2G para los usuarios de
2G restantes (los usuarios de 2G que no han migrado a 3G, HSDPA o
LTE porque su terminal 21 no es multiestándar). Estos usuarios de 2G
restantes son principalmente usuarios de telemetría que usan
llamadas de datos. Esas capacidades de red 2G se emulan mediante el
nodo B 23.
Las capacidades de red 2G que puede emular el
nodo B 23 se basan en la tecnología conocida como Radio Definida por
Software (SDR). En particular, la emulación de capacidades 2G del
nodo B 23 según la invención aprovecha la nueva generación de
equipos de RAN Única, que se basa en SDR. Esta tecnología permite
que componentes que normalmente se han implementado en hardware (por
ejemplo, mezcladores, filtros, amplificadores,
moduladores/demoduladores, detectores, etc.) se implementen en su
lugar usando software en un ordenador personal o dispositivos de
cálculo incrustrados. La SDR es por tanto la lógica (en forma de
tarjetas o unidades enchufables) que puede programarse una vez
instalada en el nodo B. Las características particulares del nodo 23
se explican a continuación en detalle, en relación a la figura
3.
Esta emulación no era posible con equipos de
radio tradicionales (tradicionales nodos B en 3G), porque las
características físicas de tales nodos B eran fijas y la señal de
radio transmitida no tenía nada que ver con una señal GSM. En otras
palabras, era impensable pedir a un nodo B tradicional que
transmitiera una señal 2G o que entendiera una señal originada en un
terminal 2G.
Los terminales 21 son preferiblemente de
telemetría, que usan GPRS. No son multiestándar, aunque sí banda
única. En particular, la mayoría de ellos funcionan en la banda de
frecuencia de 900 MHz.
Como ya se mencionó, los terminales de
telemetría se programan normalmente para enviar datos en un momento
fijo del día (por ejemplo, por la noche). Debido a que la cantidad
de datos que van a transmitirse es normalmente pequeña, el servicio
no tiene que ser activo durante periodos de tiempo prolongados.
Preferiblemente, el servicio a través de la red 2G emulada se
programa para que funcione en un periodo de tiempo en el que la red
3G/HSDPA/LTE no está muy cargada, de modo que parte de la capacidad
de la red 3G/HSDPA/LTE puede desviarse temporalmente a 2G. En
particular, parte de o la totalidad de la potencia de salida y el
ancho de banda de Amplificadores de Potencia de Múltiples Portadoras
(MCPA) y parte de o la totalidad de la carga de procesador de
módulos de Procesamiento de Banda Base pueden asignarse a la red 2G
emulada.
Por ejemplo, cuando 2 portadoras de 5 MHz en la
banda de 900 MHz se han asignado para 3G, una de ellas puede
apagarse y la potencia y el ancho de banda que se libera por
consiguiente se pone a disposición de la red 2G emulada. Cuando se
usa sólo una portadora, aunque la totalidad de la potencia de salida
desde los MCPA se asigna para 3G, esta potencia puede asignarse
temporalmente para la red 2G emulada si no está en funcionamiento
por servicios 3G. En cualquier caso, los servicios 3G deberían tener
prioridad respecto a la emulación 2G, y si la carga de tráfico 3G es
tan alta que no hay recursos libres disponibles para emular la red
2G, y el tráfico 3G no puede traspasarse a un Nodo B vecino, la
emulación 2G no se activa. El operador podrá identificar a través de
contadores de tráfico cuándo se produce esta situación, con el fin
de evaluar la necesidad de expandir la capacidad del sitio añadiendo
más Amplificadores de Potencia y/o unidades de procesamiento de
banda base.
La emulación de la red 2G puede activarse
mediante dos mecanismos diferentes: (1) una activación programada,
esto es, una activación fija de la emulación de red 2G en el nodo B
23 33 en un determinado periodo de tiempo del día definido por el
operador (por ejemplo desde las 3:00 a.m. hasta las 4:00 a.m.); o
(2) una activación disparada, cuando el número de mensajes RACH
recibidos desde terminales 2G 22 en el nodo B 23 33 supera un
determinado umbral definido por el operador.
La figura 3 muestra la modificación en los
módulos de la entidad de red 33 responsable de la implementación de
la presente invención. En esta realización particular, la entidad de
red es un nodo B 33 de una red 3G. Las modificaciones y la
descripción funcional se explican mediante la comparación entre los
módulos 301 302 303 estándar de un nodo B convencional 33' y los
módulos mejorados 311 312 313 314 315 316 del nodo B 33 según la
invención.
Un nodo convencional B 33' comprende un módulo
301 de transmisión/recepción, antes del que se detecta y filtra la
señal 3G de banda ancha. En el enlace ascendente, la señal recibida
entra en un módulo 302 de procesamiento de banda base, después de lo
cual la señal de banda base entra en una interfaz 303 de
transmisión, que adapta la señal a la interfaz lub (hacia el
RNC).
La arquitectura del nodo B 33 según la invención
es la siguiente:
El módulo 311 se encarga de transmitir/recibir
señales. En particular, en el enlace ascendente, recibe y filtra las
señales recibidas (señales 2G o 3G). Tiene un filtro de banda
estrecha (de cerca de 200 KHz) sintonizado a la frecuencia de
trabajo seleccionada 2G para extraer una señal 2G y un filtro de
banda ancha (de unos 5, 10 ó 15 MHz) sintonizado a la frecuencia de
trabajo seleccionada 3G para extraer una señal 3G. (Obsérvese que
cada portadora 3G ocupa una banda de 5 MHz. Un operador de red puede
tener normalmente una, dos o tres portadoras de 5 MHz asignadas,
cuya activación depende de la estrategia de planificación del
operador y de su demanda de tráfico). Si la señal recibida es 3G, un
divisor la dirige al procesamiento convencional de banda base 3G 312
y a continuación a la interfaz 313 de transmisión. Si la señal
recibida es 2G, el divisor la dirige al módulo 314. La mayoría de
las señales 2G recibidas pertenecen a la banda de 900 KHz, que es la
banda empleada normalmente por terminales de telemetría. Por este
motivo, el nodo B 33 se sintoniza para funcionar en la banda de
frecuencia de 900 MHz. Como alternativa, también puede funcionar en
otras bandas (tales como 1800, 2100 y/o 2600 MHz), para las que se
requieren amplificadores de potencia específicos (para cada banda de
frecuencia). Puesto que los nodos B sólo se usan en la banda de 2100
y en la banda de 900, y 2G sólo funciona en la banda de 900 y en la
banda de 1800, la única banda común entre ambas tecnologías es la
banda de 900. Ésta es por tanto la única banda en la que tiene
sentido una emulación de 2G a 3G.
En una realización particular, la red no es una
red 3G, sino una red LTE (4G), y la entidad de red no es un nodo B,
sino un eNodo. Los eNodos pueden funcionar en cualquier banda (de
900, 1800, 2100, 2600 MHz) e incluso en UHF o Divididas Digitales de
800 MHz. En ese caso, el eNodo se sintoniza para funcionar o bien en
la banda de frecuencia de 900 MHz o bien en la banda de frecuencia
de 1800 MHz (y así se permite la emulación de 2G sobre el
eNodo).
En otras palabras, debido a las limitaciones de
ancho de banda del terminal GSM, la red 2G emulada puede
implementarse o bien en Nodos B 3G que funcionan en la banda de 900
MHz o bien en eNodos LTE que funcionan en la banda de 900/1800
MHz.
En el enlace descendente, el módulo 311 combina
las señales 2G y 3G y las envía a la antena de transmisión (no
ilustrada). Esta combinación se realiza mediante una tarjeta
denominada MCPA (Multiple Carrier Power Amplifier,
Amplificador de Potencia de Múltiples Portadores), que es una
tecnología que permite la transmisión simultánea de señales 2G y 3G.
La tarjeta MCPA ya forma parte de la RAN Única. El MCPA asigna los
recursos de manera simétrica en el enlace ascendente y el enlace
descendente.
Los módulos 314315 y 316 se basan en Radio
Definida por Software SDR.
La señal 2G llega al módulo 314, en el que se
procesa. En particular, el módulo 314 es una implementación
simplificada (también denominada fina) de una BTS 2G. Incluye
capacidades relacionadas con la gestión de la interfaz radio, tales
como modulación/demodulación, cifrado/descifrado, formateado de
ráfaga, intercalado/desintercalado, codificación/decodificación de
canal, etc. y procesamiento de banda base. Estas capacidades se
implementan mediante SDR. En el enlace ascendente, extrae datos de
usuario de las señales 2G procedentes de la etapa de
transmisión/recepción 311. En el enlace descendente, construye la
señal de enlace descendente 2G. En resumen, el módulo 314 emula una
BTS 2G.
A continuación, la señal entra en el módulo 315,
que implementa algunas funciones de BSC/PCU (Packet Control
Unit, Unidad de Control de Paquete). Entre las funciones
implementadas mediante el módulo 315 a través de SDR se encuentran
la gestión de recursos de radio, tal como la inicialización,
algoritmos de asignación de canal básicos (en particular, se
eliminan funciones de gestión de movilidad complejas), procesos de
establecimiento y liberación de llamada 2G, gestión de transmisión,
control de potencia, gestión de canal de radio y procesos de
establecimiento y liberación de TBF (Temporary Block Flow,
Flujo de Bloques Temporal). En resumen, el módulo 315 emula un BSC
2G. El término "colapsado" usado en la figura 3 (módulo 315) se
refiere al hecho de unir, en una misma entidad de red, varios
niveles de red. En este caso, la 2G colapsa, porque los niveles de
BTS y BSC se unen en una entidad de red 33.
La salida del módulo 315 entra en el módulo 316,
responsable de la conversión de 2G a 3G, que también se implementa a
través de SDR. En el enlace ascendente, el módulo 316 se encarga de
encapsular los datos de usuario extraídos de la señal 2G en fases
anteriores, en tramas 3G que se envían a la interfaz 313 de
transmisión de la entidad de red 43. En el enlace descendente, el
módulo 316 convierte mensajes 3G procedentes de la red núcleo en
mensajes 2G.
Gracias a la emulación de BTS y BSC 2G, el
terminal móvil 22 considera que está usando una red 2G
convencional.
La figura 4 muestra una representación
esquemática de la pila de protocolos de las entidades de red
implicadas en el método según la invención. Los protocolos que
afectan al terminal 2G, el RNC y el SGSN son los convencionales. Sin
embargo, la entidad de red según la invención, tiene una pila de
protocolos modificada. La figura 4 muestra la pila de protocolos
modificada de un nodo B 23 33 según la invención. En particular,
este nodo B 23 33 implementa, por medio de Radio Definida por
Software SDR, tanto la pila de protocolos de una BTS 2G (a la
izquierda: capas de RF GSM, MAC, RLC y LLC) como la pila de
protocolos de un nodo B 3G convencional (a la derecha: capas de
transmisión, FP, MAC, RLC-U y NAS).
En el enlace ascendente, la LLC (Logical Link
Layer, Capa de Enlace Lógico) es responsable de comprobar si la
señal de enlace ascendente se refiere a una petición para establecer
una llamada, o a una petición para liberar una llamada, o a enviar
carga útil. En el nodo B según la invención, esta información se
traduce en un formato que puede entender un protocolo del Estrato de
No Acceso (NAS) de la arquitectura UMTS.
En el RNC, la información hasta el nivel
RLC-U se extrae y encapsula en la capa de transporte
(según uno de posibles protocolos de transporte) para enviarse a un
nodo de la red núcleo.
La figura 5 muestra cómo las tramas 2G se
convierten en tramas 3G y viceversa. En el enlace ascendente, el
módulo 316 en la figura 3 extrae la carga útil del protocolo de red
2G (que puede ser o bien información de usuario o bien un mensaje de
señalización, como se ilustra en la figura 5) y la convierte en un
mensaje NAS que sigue el algoritmo que se describe a continuación en
relación con la figura 6. En el ejemplo ilustrado, el protocolo de
red 2G es el protocolo de red GPRS. En el enlace descendente,
realiza una operación simétrica, convirtiendo un mensaje NAS en un
mensaje de protocolo de red GPRS.
La figura 6 muestra un flujo de datos del método
según la invención para implementar algunas capacidades de una red
2G en una red 3G o HSDPA o LTE. Se implementa en una entidad de red
de una red 3G o una red HSDPA o una red LTE. La entidad de red en la
que se implementa el procedimiento de la figura 6 es un nodo B 3G 23
33. En particular, la figura 6 muestra el algoritmo en el enlace
ascendente.
Cuando se detecta 501 una señal entrante de
enlace ascendente desde un terminal 21 22 mediante el nodo B 23 33,
el nodo B 23 33 comprueba 502 si la señal entrante es una señal 2G o
no. Si no es una señal 2G (es decir, si es una señal 3G, HSDPA o
LTE), la señal se desvía 503 al nodo B 3G estándar, en el que se
aplican las capacidades 3G convencionales. A continuación, el
algoritmo espera la llegada de una nueva señal 507 que dispara el
inicio del algoritmo (de vuelta a la etapa 501).
Si es una señal 2G, la información de usuario de
la señal se extrae 504 de la señal. Esto se lleva a cabo mediante el
módulo 314 de la figura 3. Una vez que la información de usuario se
ha extraído, se comprueba 505 si su contenido es carga útil de
usuario o información de señalización. Esta comprobación se realiza
automáticamente y según se define en la norma: a través del canal
físico se definen algunos canales lógicos: canal de petición de
acceso (PRACH), canal de tráfico (PDTCH), canal de control (PACCH).
Por ejemplo, el canal móvil solicita acceso a través de un canal
PRACH, de modo que toda la información enviada a través de ese canal
es información de señalización para establecer una llamada. Una vez
asignado un PDTCH, toda la información enviada a través de ese canal
es carga útil de usuario. A través del canal PACCH se envían algunos
mensajes previamente establecidos, entre los que puede enviarse un
mensaje de petición de desconexión.
Si es información de señalización, se comprueba
508 si el mensaje contenido en la información de señalización es una
petición de canal o una petición de desconexión.
Si es una petición de canal, se establece 509 un
contexto de protocolo de paquetes de datos 3G (PDP). Esto se lleva a
cabo mediante el módulo 316 de la figura 3. El módulo 316 extrae un
mensaje de establecimiento de contexto PDP de la señal 2G y lo
encamina al GGSN a través de la pila de protocolos 3G. Obsérvese que
el contexto de PDP se establece entre un terminal móvil y la red de
datos final a través del GGSN. Si la red es una red LTE en lugar de
una 3G, se establece un contexto equivalente a través de la pila de
protocolos LTE. Una vez establecido 509 el contexto PDP 3G, se envía
510 una petición de portadora de acceso radio (RAB). La RAB se
establece entre el SGSN y el terminal móvil. El contexto PDP se
define a través de la RAB. En otras palabras: en primer lugar se
establece un contexto PDP, a continuación se asigna una RAB y
finalmente se envía la información de usuario a través de esa RAB.
Si la petición se acepta, se establece una conexión. El algoritmo
espera a continuación la llegada de una nueva señal 507 que dispara
el inicio del algoritmo (de vuelta a la etapa 501). El módulo 316,
en lugar de asignar una portadora de radio 3G a la RAB, asigna un
PDCH 2G a través del módulo 315.
Si es una petición de desconexión (que implica
que se ha establecido previamente una llamada según se describió en
el párrafo anterior), el contexto de protocolo de paquetes de datos
3G (PDP) o un contexto LTE equivalente se rechaza 511. Esto se lleva
a cabo mediante el módulo 316 de la figura 3. Una vez rechazado, se
rechaza 512 la llamada a través de la portadora de acceso radio
(RAB). De nuevo, el algoritmo espera a la llegada de una nueva señal
507, que dispara el inicio del algoritmo (de vuelta a la etapa
501).
Si el contenido de la información de usuario es
carga útil de usuario en lugar de información de señalización, se
encapsula 506 en una trama 3G o una trama LTE (de la llamada ya
establecida sobre una portadora de acceso radio (RAB)). Esto se
lleva a cabo mediante el módulo 316 de la figura 3. Se espera la
llegada de una nueva señal 507, que dispara el inicio del algoritmo
(de vuelta a la etapa 501).
En resumen, un terminal móvil 22 que sólo
funciona bajo el estándar 2G (por ejemplo, un terminal de telemetría
que usa GPRS) intenta establecer una llamada. La red 2G se ha
apagado porque la mayoría de los terminales son multiestándar. En el
enlace ascendente, un nodo B 23 43 que puede emular una BTS 2G y un
BSC 2G recibe la señal 2G y acepta la llamada. La red, que es o bien
una red 3G o bien una red HSDPA o una red LTE, establece la llamada.
En el enlace descendente, el nodo B 23 43 informa al terminal 22 que
originó la llamada de que se ha asignado un canal. El terminal 22
transmite su información en el protocolo 2G (el único que entiende).
El nodo B 23 43 extrae la información del terminal 22 y la
retransmite al RNC 24 en un formato 3G o LTE. Cuando la transmisión
ha finalizado, el terminal móvil 22 envía un mensaje solicitando la
liberación del canal de transmisión y el nodo B 23 43 libera tanto
el canal 2G (hacia el terminal móvil 22) como el canal 3G (hacia el
RNC 24).
En conclusión, la invención permite a operadores
de redes de comunicaciones móviles optimizar los recursos de
hardware apagando la red 2G aunque algunos terminales 2G sigan
usando esta tecnología.
Aunque se ha descrito una realización a modo de
ejemplo que ilustra una situación en la que la red de comunicaciones
móviles es una red 3G, en cuyo caso el procedimiento se ejecuta en
un nodo B, la invención puede aplicarse a otras redes de
comunicaciones móviles, como HSDPA, LTE u otras.
Evidentemente, la invención no está limitada a
las realizaciones específicas descritas en la misma, sino que abarca
cualquier variación que pueda considerar un experto en la técnica
(por ejemplo, en cuanto a la elección de componentes, configuración,
etc.), dentro del alcance general de la invención según se define en
las reivindicaciones adjuntas.
Habiendo descrito la invención como antecede, se
declara como propiedad lo contenido en las siguientes.
Claims (13)
1. Un método para establecer, mantener o liberar
una llamada en una red 3G de comunicaciones móviles (20), en el que
al menos un terminal 2G (21) participa en dicha llamada, estando
caracterizado el método por las siguientes etapas:
- en una entidad de red (23, 33), comprobar
(502) si una señal entrante desde un terminal móvil (21, 22) es una
señal 2G o no y, si dicha señal es una señal 2G:
- -
- extraer (504) la información de usuario de dicha señal y comprobar (505) si su contenido es carga útil de usuario o información de señalización, y:
- -
- si es información de señalización, comprobar (508) si es una petición de canal o una petición de desconexión, y:
- -
- si es una petición de canal, establecer (509) un contexto de protocolo de paquetes de datos 3G y solicitar (510) una portadora de acceso radio para establecer una conexión a una entidad de red de nivel superior (25);
- -
- si es una petición de desconexión, liberar (511) un contexto de protocolo de paquetes de datos 3G abierto y solicitar (512) la desconexión de una conexión a una entidad de red de nivel superior (25);
- -
- si es carga útil de usuario, encapsular (506) dicha carga útil de usuario en una trama de una conexión establecida en una portadora de acceso radio y enviar dicha trama a una entidad de red de nivel superior (25).
2. El método según la reivindicación 1, en el
que dicho terminal móvil (21, 22) es un terminal 2G (21).
3. El método según la reivindicación 2, en el
que dicho terminal 2G (21) es un terminal de telemetría.
4. El método según la reivindicación 2, en el
que dicho terminal de telemetría (21) funciona en la banda de 900
MHz.
5. El método según cualquier reivindicación
anterior, en el que dicha señal 2G es una señal GPRS.
6. El método según cualquier reivindicación
anterior, en el que dicha entidad de red (23, 33) es un nodo B.
7. El método según cualquier reivindicación
anterior, en el que dicha entidad de red de nivel superior (25) es
un SGSN.
8. El método según la reivindicación 6 ó 7, en
el que si dicha señal es una señal 3G, se procesa dicha señal en
dicho nodo B.
9. Una entidad de red (23, 33) de una red de
comunicaciones móvil configurada para llevar a cabo el procedimiento
según cualquier reivindicación anterior.
10. La entidad de red (23, 33) según la
reivindicación 9, que comprende:
- medios (311) para recibir y filtrar una señal
entrante, siendo dicha señal entrante o bien una señal de banda
estrecha o bien una señal de banda ancha;
- medios (312) para procesar señales 3G; y
- medios (314, 315, 316) para procesar señales
2G.
11. La entidad de red (23, 33) según la
reivindicación 10, en la que dichos medios (314, 315, 316) para
procesar señales 2G se implementan por medio de radio definida por
software.
12. La entidad de red (23, 33) según la
reivindicación 10 u 11, en la que dichos medios (314, 315, 316) para
procesar señales 2G comprenden:
- medios (314) para emular una BTS 2G;
- medios (315) para emular un BSC 2G;
- medios (316) para convertir señales 2G en
señales 3G y viceversa.
13. Un programa informático que comprende medios
de código de programa informático adaptados para realizar las etapas
del procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8
cuando dicho programa se ejecuta en un ordenador, un procesador de
señal digital, una matriz de puertas programables en campo, un
circuito integrado de aplicación específica, un microprocesador, un
microcontrolador, o cualquier otra forma de hardware
programable.
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