ES2599376T3 - Procedimiento de comunicación puesto en práctica por un nodo de retransmisión - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de comunicación de paquetes de datos en una red de telecomunicaciones (10), comprendiendo dicho procedimiento, puesto en práctica por un nodo de retransmisión (140) de dicha red de telecomunicaciones (10) entre una estación base (130) y varios equipos de usuario (150), - una etapa de recepción (E1) de una pluralidad de paquetes de datos; - una etapa de selección (E2), según al menos un criterio de selección, de al menos un paquete de datos de entre los paquetes de datos recibidos; estando caracterizado por que comprende: - una etapa de tratamiento aplicativo (E3) del paquete de datos seleccionado, que comprende una duplicación del paquete de datos seleccionado y/o una modificación del paquete de datos seleccionado, para añadirle la dirección de un equipo de usuario destinatario de dicho paquete de datos seleccionado; y - una etapa de emisión (E4) del paquete de datos tratado hacia el equipo de usuario (150) destinatario.
Description
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DESCRIPCION
Procedimiento de comunicacion puesto en practica por un nodo de retransmision Campo tecnico y objeto de la invencion
La presente invencion se refiere al campo de las telecomunicaciones y, mas en particular, concierne a un nodo de retransmision, a un procedimiento y a un sistema de comunicacion.
Estado de la tecnica
El Proyecto de Asociacion de 3a Generacion (Third Generation Partnership Project o 3GPP, en lengua inglesa) ha definido, a partir de la version 10 (Release 10) de su norma, unas redes denominadas “Evolucion a largo plazo” (Long Term Evolution o LTE). En particular, la version 10 de la norma de LTE de 3GPP incluye el soporte para los nodos de retransmision (Relay Nodes) segun se describe, por ejemplo, en la especificacion TR 36.806 V9.0.0 de 3GPP. Otro ejemplo se encuentra en TR 23.703 de 3GPP, paginas 121-275.
Un nodo de retransmision es un nodo de red intermedio, generalmente de baja potencia, que retransmite paquetes de datos entre uno o varios terminales moviles, por ejemplo, equipos de usuario LTE, y una estacion base, denominada “nodo B donante” (DeNB) en la norma de LTE de 3GPP, enlazada a su vez con la parte terrestre fija de la red LTE.
El nodo de retransmision no posee su propia conexion de enlace terrestre fija, sino que esta conectado al nodo B donante por mediacion de un enlace de comunicacion inalambrico. Asl, ventajosamente, tal nodo de retransmision es desplegado con el fin de extender la cobertura celular de un nodo B, por ejemplo en las zonas en las que no hay disponible ninguna conexion al nodo.
El enlace de comunicacion entre el nodo de retransmision y el nodo B donante se denomina enlace de interconexion (o interfaz Un) y el enlace entre el nodo de retransmision y un terminal movil conectado a dicho nodo de retransmision se denomina enlace de acceso (o interfaz Uu).
Con objeto de comunicarse entre si, los equipos de una red LTE intercambian datos que se encaminan en paquetes a traves de la red, de manera conocida, utilizando un protocolo de enrutamiento Internet (Internet Protocol o IP, en lengua inglesa). Tal protocolo IP define las reglas de enrutamiento (es decir, de encaminamiento) dentro de la red y corresponde a un protocolo de nivel 3 segun el modelo “Open Systems Interconnection” (OSI) bien conocido por un experto en la materia.
El nodo de retransmision LTE tiene por finalidad transferir los paquetes de datos IP del equipo de usuario al nodo B donante y viceversa.
En el caso de una comunicacion de grupo, definida en la norma LTE bajo el acronimo Group Communication System Enablers (GCSE), entre un servidor de aplicaciones para la comunicacion de grupo enlazado con la red LTE y una pluralidad de equipos de usuario conectados al nodo de retransmision a traves del enlace de acceso, cada uno de los equipos de usuario comprende una aplicacion de comunicacion de grupo que se comunica con el servidor de aplicaciones mediante un enlace de comunicacion IP diferenciado, denominado tunel. Este modo de funcionamiento se conoce normalmente como modo de comunicacion “de punto a punto” (unicast, en lengua inglesa).
Dentro de tal enlace, los paquetes de datos con destino a un equipo de usuario son transferidos por el nodo de retransmision de manera transparente, es decir, sin ser tratados o analizados de otro modo que no sea a nivel de su direccion de enrutamiento IP.
Por tanto, es necesario crear tantos tuneles IP distintos como equipos de usuario participen en la comunicacion de grupo, lo cual conlleva un importante consumo de ancho de banda, especialmente entre el nodo de retransmision y el nodo B donante, maxime cuando el ancho de banda disponible en el nodo de retransmision tiene que ser compartido entre el enlace de acceso y el enlace de interconexion del nodo de retransmision, lo cual presenta, por tanto, inconvenientes importantes.
Presentacion general de la invencion
La presente invencion tiene por finalidad subsanar al menos en parte estos inconvenientes, proponiendo un procedimiento de comunicacion que, puesto en practica por un nodo, permita a la vez una mejor utilizacion del ancho de banda entre el nodo de retransmision y el nodo B donante y un tratamiento eficaz de los paquetes de datos por parte del nodo de retransmision.
A tal efecto, la invencion tiene por objeto un procedimiento de comunicacion de paquetes de datos en una red de telecomunicaciones, destacando dicho procedimiento, puesto en practica por un nodo de retransmision de dicha red de telecomunicaciones entre una estacion base y al menos un equipo de usuario, por que comprende:
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- una etapa de recepcion de una pluralidad de paquetes de datos,
- una etapa de selection, segun al menos un criterio de selection, de al menos un paquete de datos de entre
los paquetes de datos recibidos,
- una etapa de tratamiento aplicativo del paquete de datos seleccionado, y
- una etapa de emision del paquete de datos tratado hacia el equipo de usuario.
De acuerdo con una forma preferida de puesta en practica del procedimiento segun la invention, de entre los paquetes recibidos es seleccionada y tratada una pluralidad de paquetes de datos.
Preferentemente, estando configurado el nodo de retransmision para comunicarse con la estacion base en un primer enlace de comunicacion radio y con el equipo de usuario en un segundo enlace de comunicacion radio, la pluralidad de paquetes de datos es recibida en el primer enlace de comunicacion radio o en el segundo enlace de comunicacion radio, y la emision de los paquetes de datos tratados se realiza en el segundo enlace de comunicacion radio.
Tambien preferentemente, la red de telecomunicaciones es una red de tipo 3GPP LTE o ulterior, y la estacion base es un nodo B donante.
De acuerdo con un aspecto de la invencion, la etapa de tratamiento aplicativo del paquete de datos seleccionado comprende una duplication y/o una modification del paquete de datos seleccionado.
Asl, en el caso de una comunicacion compartida por un grupo que comprende una pluralidad de equipos de usuario conectados al nodo de retransmision, se necesita un solo tunel IP entre la estacion base y el nodo de retransmision, dado que este puede, de acuerdo con la invencion, seleccionar los paquetes de datos asociados a una comunicacion de grupo recibidos de un servidor de aplicaciones de comunicacion de grupo a traves de la estacion base, en el enlace de interconexion, con el fin de duplicarlos y, luego, transmitirlos en el enlace de acceso hacia cada uno de los equipos de usuario participantes en la comunicacion de grupo.
En este caso, el servidor de aplicaciones esta configurado para intercambiar paquetes de una comunicacion de grupo con el nodo de retransmision en un solo enlace de comunicacion de paquetes de datos (es decir, en un solo tunel IP).
Siempre en el caso de una comunicacion de grupo, el nodo de retransmision puede seleccionar ventajosamente unos paquetes de datos, asociados a dicha comunicacion de grupo, enviados por uno de los equipos de usuario, especialmente con destino a otros equipos de usuario conectados a dicho nodo de retransmision y participantes en la comunicacion de grupo, con el fin de transmitirlos a estos ultimos sin que haya necesidad de encaminarlos hasta el servidor de aplicaciones. Esto permite evitar las idas y vueltas (conocidas por un experto en la materia con el nombre de “tromboning”) a traves de la red, entre el nodo de retransmision y el servidor de aplicaciones, lo cual disminuye acusadamente el numero de paquetes de datos intercambiados y, con ello, el consumo de ancho de banda en el enlace de interconexion entre el nodo de retransmision y la estacion base.
La seleccion de paquetes de datos segun uno o, preferentemente, varios criterios corresponde a un filtrado de los paquetes de datos, de modo que, a continuation, solo sean tratados en el nivel de aplicacion, por el nodo de retransmision, los paquetes de datos que cumplan el criterio de seleccion, siendo entonces simplemente encaminados los paquetes de datos no seleccionados, de manera conocida, hacia su destinatario (equipo de usuario o nodo B donante) por el nodo de retransmision.
Asl, el nodo de retransmision conserva ventajosamente su funcion de enrutamiento de los paquetes de datos cuando estos no cumplen ningun criterio de seleccion, al propio tiempo que permite un tratamiento aplicativo de paquetes de datos que responden a al menos uno del o de los criterios de seleccion predefinidos.
Preferentemente, los paquetes de datos son paquetes de tipo Internet Protocol (IP), y el o los criterios de seleccion de los paquetes de datos IP son uno de una direction IP de origen y/o de destino, de un numero de puerto de origen y/o de destino, de un tipo de protocolo (por detallar) y/o de la direccion del flujo de paquetes de datos (ascendente hacia el nodo B donante o descendente hacia un equipo de usuario).
Ventajosamente, el procedimiento comprende una etapa preliminar de recepcion, preferentemente de un servidor de aplicaciones, del o de los criterios de seleccion.
Para conseguir esto, comprendiendo el nodo de retransmision un modulo de gestion configurado para establecer y administrar al menos un enlace de comunicacion con el servidor de aplicaciones que permite intercambiar datos que comprenden el o los criterios de seleccion, el procedimiento comprende una etapa de emision, por parte del servidor de aplicaciones, en un enlace de comunicacion establecido por el modulo de gestion, de un dato de configuration que comprende al menos un criterio de seleccion, y una etapa de recepcion, por parte del nodo de retransmision, en dicho enlace de comunicacion, de dicho dato de configuracion que comprende dicho criterio de seleccion.
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Por el termino “tratamiento aplicativo”, se entiende que los paquetes de datos seleccionados pasan por un tratamiento en el nivel de su parte de transporte IP o de sus datos de aplicacion (nivel 7 del modelo OSI).
Tal tratamiento puede consistir en una duplicacion de los paquetes de datos seleccionados, o bien en una modificacion de los paquetes de datos seleccionados segun el criterio atendiendo al cual han sido seleccionados y/o atendiendo a su naturaleza.
Por ejemplo, el tratamiento en el nivel de su parte de transporte IP, realizado bajo el control de la aplicacion, puede consistir en modificar la parte de transporte IP de los paquetes de datos con el fin de encaminarlos segun un modo de encaminamiento especlfico tal como, por ejemplo, un modo unicast en el enlace de interconexion Un o un modo broadcast en el enlace de acceso Uu que permite la difusion de paquetes de datos IP en la parte descendente del enlace de acceso (es decir, del nodo de retransmision hacia los equipos de usuario).
Igualmente, el tratamiento de los datos de aplicacion de los paquetes puede consistir en un tratamiento de tipo proxy, conocido por un experto en la materia, o mediante una aplicacion instalada en el nodo de retransmision que va a modificar los paquetes en el nivel 7, por ejemplo, una aplicacion de tipo Push-To-Talk (PTT) o bien servidor de localization (Localisation server), conocidas por un experto en la materia.
La invention concierne tambien a un nodo de retransmision entre una estacion base y al menos un equipo de usuario para la comunicacion de paquetes de datos en una red de telecomunicaciones, comprendiendo dicho nodo de retransmision un modulo de enrutamiento configurado para recibir y para emitir paquetes de datos, destacando el nodo de retransmision por que el modulo de enrutamiento esta configurado, ademas, para seleccionar, segun al menos un criterio de selection, al menos un paquete de datos de entre los paquetes de datos recibidos, y por que comprende un modulo de tratamiento aplicativo configurado para tratar el paquete de datos seleccionado por el modulo de enrutamiento.
Asl, el o los paquetes de datos recibidos por el modulo de reception, y seleccionados por el modulo de seleccion, son transferidos por el modulo de enrutamiento hacia el modulo de tratamiento aplicativo con el fin de ser tratados y, luego, el o los paquetes de datos asl tratados son enviados por el modulo de enrutamiento hacia su destino.
El o los paquetes de datos recibidos por el modulo de recepcion, pero no seleccionados por el modulo de seleccion, son transferidos directamente por el modulo de enrutamiento hacia su destino. Mas exactamente, el o los paquetes de datos no seleccionados, recibidos de la estacion base, se encaminan o enrutan directamente hacia el o los equipos de usuario destinatarios de dichos paquetes, y/o el o los paquetes de datos no seleccionados, recibidos del o de los equipos de usuario, se enrutan directamente hacia la estacion base.
Preferentemente, el modulo de enrutamiento comprende un filtro de seleccion, segun al menos un criterio de seleccion, de al menos un paquete de datos de entre los paquetes de datos recibidos.
De acuerdo con un aspecto de la invencion, el modulo de tratamiento aplicativo esta configurado para tratar un paquete de datos seleccionado segun una pluralidad de modos de tratamiento correspondientes a un tipo de aplicacion asociado a dicho paquete de datos seleccionado.
De acuerdo con un aspecto preferido de la invencion, el modulo de tratamiento aplicativo esta configurado para duplicar paquetes de datos, especialmente en el caso de paquetes de datos correspondientes a una comunicacion de grupo.
De acuerdo con otro aspecto preferido de la invencion, el modulo de tratamiento aplicativo esta configurado para modificar paquetes de datos, por ejemplo, en el caso de paquetes de datos correspondientes a una aplicacion de tipo Push-To-Talk (PTT) o bien servidor de localizacion (Localisation server), conocidas por un experto en la materia.
Ventajosamente, los criterios de seleccion pueden permitir caracterizar el paquete de datos de modo que el modulo de tratamiento aplicativo le aplique el modo de tratamiento correspondiente al tipo de aplicacion asociada.
Preferentemente, los criterios de seleccion son configurables en el modulo de enrutamiento.
Ventajosamente, el modulo de enrutamiento esta configurado para recibir al menos un criterio de seleccion, preferentemente de un servidor de aplicaciones, y para poner en practica dicho criterio de seleccion recibido.
Asimismo, la invencion concierne a un sistema de telecomunicaciones que comprende:
- un nodo de retransmision tal y como se ha presentado anteriormente,
- al menos un equipo de usuario configurado para intercambiar paquetes de datos con dicho nodo de retransmision,
- una estacion base configurada para intercambiar paquetes de datos con el nodo de retransmision.
Preferentemente, el sistema comprende, ademas, un servidor de aplicaciones configurado para intercambiar
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paquetes de datos con el nodo de retransmision a traves de la estacion base.
De manera preferida, el sistema comprende una pluralidad de equipos de usuario configurados para enviar y recibir paquetes de datos relativos a una comunicacion de grupo, y el servidor de aplicaciones esta configurado para enviar paquetes de datos, relativos a una comunicacion de grupo de dichos equipos de usuario, al nodo de retransmision en un solo tunel de comunicacion, duplicando entonces el nodo de retransmision los paquetes recibidos para enviarlos a cada uno de los equipos de usuario de la comunicacion de grupo.
La invencion concierne tambien a un programa de ordenador que incluye instrucciones para la puesta en practica del procedimiento tal como se ha presentado anteriormente, cuando el programa es ejecutado por al menos un procesador.
Otras caracterlsticas y ventajas de la invencion se iran poniendo de manifiesto con la descripcion que sigue, llevada a cabo con referencia a las figuras que se acompanan, dadas a tltulo de ejemplos no limitativos y en las cuales a objetos semejantes se han dado referencias identicas.
Descripcion de las figuras
La figura 1 ilustra esquematicamente un modo de realizacion del sistema segun la invencion.
La figura 2 ilustra esquematicamente un modo de realizacion del nodo de retransmision segun la invencion, definido en el plano de usuario.
La figura 3 ilustra esquematicamente un primer modo de realizacion del nodo de retransmision segun la invencion, definido en el plano de control.
La figura 4 ilustra esquematicamente un segundo modo de realizacion del nodo de retransmision segun la invencion, definido en el plano de control.
La figura 5 ilustra una forma de realizacion del procedimiento segun la invencion.
Descripcion detallada de la invencion
Descripcion de un modo de realizacion del sistema segun la invencion I. Sistema 1
El modo de realizacion del sistema 1 segun la invencion, ilustrado en la figura 1, comprende una red de comunicacion 10 de tipo Evolucion a largo plazo o Long Term Evolution (LTE), en lengua inglesa.
La red de comunicacion LTE 10 esta enlazada con un servidor de aplicaciones 30 a traves de una red de interconexion 20, por ejemplo, Internet.
El servidor de aplicaciones 30 comprende una o varias aplicaciones configuradas para recibir y enviar paquetes de datos IP (Internet Protocol) que comprenden datos de aplicacion asociados a dichas aplicaciones, respectivamente de los o a los equipos de usuario 150, a traves de la red de interconexion 20 y de la red de comunicacion 10.
A tltulo de ejemplo, una aplicacion instalada en el servidor de aplicaciones 30 puede ser una aplicacion de comunicacion de grupo, conocida con el nombre de Group Communication System Enabler (GCSE) en el vocabulario usual de las redes LTE de 3GPP.
Siempre haciendo referencia a la figura 1, el servidor de aplicaciones 30 esta configurado para enviar paquetes de datos, relativos a una comunicacion de grupo de una pluralidad de equipos de usuario 150, a un nodo de retransmision 140 al que estan conectados dichos equipos de usuario 150 en un solo tunel de comunicacion IP.
El servidor de aplicaciones 30 esta adaptado para enviar datos de configuracion que comprenden al menos un criterio de seleccion de paquetes de datos a un nodo de retransmision 140 de la red de comunicacion 10 que seguidamente se describe.
1) Red de comunicacion LTE 10
Con objeto de permitir al servidor de aplicaciones 30 intercambiar paquetes de datos con los equipos de usuario 150 a traves de la red de interconexion 20, la red de comunicacion LTE 10 comprende, siempre haciendo referencia a la figura 1, una pasarela de red para paquetes de datos (Packet Data Network Gateway o PGW, en lengua inglesa) 110, una pasarela servidora (Serving Gateway o SGW) 120, una entidad de gestion de la movilidad (Mobility Management Entity o MME) 125, una estacion base 130, un nodo de retransmision 140 y una pluralidad de equipos de usuario 150.
La pasarela de red para paquetes de datos 110 es un punto de acceso que permite al servidor de aplicaciones 30
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comunicarse con la red de comunicacion 10 a traves de la red de interconexion Internet 20.
La pasarela servidora 120 esta dispuesta entre la pasarela de red para paquetes de datos 110 y el nodo B donante 130 y esta configurada para enrutar, es decir, hacer avanzar, paquetes de datos entre la pasarela de red para paquetes de datos 110 y la estacion base 130.
La entidad de gestion de la movilidad MME 125 esta configurada para establecer y modificar los enlaces de transporte LTE (“LTE Bearers”) entre la pasarela de red para paquetes de datos PGW 110, la pasarela servidora SGW 120, la estacion base 130 y el nodo de retransmision 140, con el fin de conducir paquetes de datos de aplicacion.
La estacion base 130 de una red LTE recibe el nombre de “nodo B”. Tal nodo B hace de nexo entre la pasarela servidora 120 y la interfaz de comunicacion radio. El nodo B es llamado “donante”, ya que esta conectado a un nodo de retransmision 140.
El nodo de retransmision 140 es un nodo de red intermedio, generalmente de baja potencia, que retransmite paquetes de datos entre los equipos de usuario 150 y el nodo B donante 130.
El nodo de retransmision 140 no posee conexion de enlace terrestre fija, sino que esta conectado, por mediacion de un enlace de comunicacion inalambrico, al nodo B donante 130.
Un nodo o varios nodos de retransmision 140 pueden ser desplegados para extender la cobertura celular de un nodo B donante 130, por ejemplo en las zonas en las que no hay disponible ninguna conexion al nodo B donante 130.
El enlace de comunicacion inalambrico entre el nodo de retransmision 140 y el nodo B donante 130 se denomina enlace de interconexion (o interfaz) y el enlace de comunicacion entre el nodo de retransmision 140 y un equipo de usuario 150 conectado a dicho nodo de retransmision 140 se denomina enlace de acceso (o interfaz). El enlace de interconexion puede ser una interfaz de tipo Un, y el enlace de acceso puede ser una interfaz de tipo Uu, tal y como se ilustra en la figura 1. Como variante, el enlace de interconexion puede ser una interfaz de tipo Uu, y el enlace de acceso puede ser una interfaz de tipo PC9, segun esta definido en la especificacion TS 23.703 V1.0.0 de 3GPP.
Los equipos de usuario 150 estan configurados para intercambiar datos de aplicacion, encapsulados en paquetes de datos, con el servidor de aplicaciones 30, a traves de la red de comunicacion 10, a traves del nodo de retransmision 140.
Tales datos de aplicacion, para hacerlos avanzar, de manera conocida para un experto en la materia, hasta el servidor de aplicaciones 30, son encapsulados por el nodo de retransmision 140 en paquetes de datos IP.
Aunque en la figura 1 se ha representado una sola pasarela de red para paquetes de datos 110, una sola pasarela servidora 120, un solo nodo B donante 130 y un solo nodo de retransmision 140, es obvio que la red de comunicacion 10 puede comprender una pluralidad de pasarelas de red para paquetes de datos 110, de pasarelas servidoras 120, de nodos B donantes 130 y de nodos de retransmision 140.
Por otro lado, entre un nodo B donante 140 y la red de interconexion 20, pueden existir otros equipos de la red de comunicacion LTE 10, bien conocidos por un experto en la materia, pero que en la figura 1 no se han representado en interes de la claridad.
Finalmente, tambien es obvio que al nodo de retransmision 140 segun la invencion se puede conectar un solo equipo de usuario 150.
2) Nodo de retransmision 140
En la figura 2 se ilustra un modo de realization del nodo de retransmision 140 segun la invencion, en el nivel de su plano de usuario y, en las figuras 3 y 4, en el nivel de su plano de control.
El plano de usuario define, de manera conocida para un experto en la materia, los protocolos utilizados para intercambiar paquetes que comprenden datos de aplicacion entre un equipo de usuario y un servidor de aplicaciones, o entre dos equipos de usuario. La figura 2 describe estos protocolos segun el modelo 3GPP.
El plano de control define, de manera conocida para un experto en la materia, los protocolos de serialization utilizados para intercambiar paquetes de datos.
El nodo de retransmision segun la invencion comprende un modulo de enrutamiento 142U (en el plano de usuario) y 142C (en el plano de control) y un modulo de tratamiento aplicativo 146U (en el plano de usuario) y 146C (en el plano de control).
a) Modulo de enrutamiento 142U/142C
El nodo de retransmision 140 comprende un modulo de enrutamiento 142U/142C configurado de manera conocida
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para comunicarse, por una parte, con los equipos de usuario 150, a traves de un primer submodulo de comunicacion 142aU/142aC, a traves del enlace de acceso Uu y, por otra, con el nodo B donante 130 mediante un segundo submodulo de comunicacion 142bU/142bC, a traves del enlace de interconexion Un.
Dicho de otro modo, el modulo de enrutamiento 142U/142C esta configurado para recibir y emitir paquetes de datos del o hacia los equipos de usuario 150, a traves del primer submodulo de comunicacion 142aU/142aC, y para recibir y emitir paquetes de datos del o hacia el nodo B donante 130, a traves del segundo submodulo de comunicacion 142bU/142bC.
En el plano de usuario, tal como se ilustra en la figura 2, el primer submodulo de comunicacion 142aU comprende, de manera conocida:
- una capa flsica 1400, tambien denominada capa de nivel 1 en la especificacion TS 36.201 de 3GPP,
- una capa de nivel 2 1410 que comprende una subcapa Medium Access Protocol (MAC) conforme a la especificacion TS 36.321 de 3GPP, una subcapa Radio Link Control (RLC) conforme a la especificacion TS 36.322 de 3GPP y una subcapa Packet Data Convergence Protocol (PDCP) conforme a la especificacion TS 36.323 de 3GPP, y
- una capa de nivel 3 1415 vacla (“void”, en lengua inglesa) para el plano de usuario, ya que se trata directamente de IP al salir del PDCP.
Siempre en el plano de usuario y haciendo referencia a la figura 2, el segundo submodulo de comunicacion 142bU comprende, de manera conocida:
- una capa de nivel 1 1401, semejante a la capa flsica 1400 del primer submodulo de comunicacion 142aU,
- una capa de nivel 2 1411, semejante a la capa de nivel 2 1400 del primer submodulo de comunicacion 142aU, y
- una capa de nivel 3, que incluye una primera subcapa 1420 de protocolo IP (Internet Protocol - IETF RFC
791 (Ipv4) o IETF RFC 2460 (Ipv6)), una segunda subcapa 1430 de protocolo UDP (definida por la especificacion IETF RFC 768) y una tercera subcapa 1440 GTP-U - GPRS (General Packet Radio System) Tunnelling Protocol - User Plane conforme a la especificacion TS 29.281 de 3GPP.
De acuerdo con la invencion, el modulo de enrutamiento 142U comprende un filtro 143 configurado para seleccionar, segun al menos un criterio de seleccion, uno o varios paquetes de datos recibidos por el primer submodulo de comunicacion 142aU o por el segundo modulo de comunicacion 142bU.
Tal filtro 143 es configurable y permite seleccionar uno o varios paquetes de datos IP recibidos de un equipo de usuario 150 por el primer submodulo de comunicacion 142aU, o bien recibidos del nodo B donante 130 por el segundo submodulo de comunicacion 142bU.
La configuracion del filtro 143 se realiza definiendo uno o varios criterios de seleccion tales como, por ejemplo, una direccion IP de origen y/o de destino, un numero de puerto de origen y/o de destino, un tipo de protocolo (TCP, UDP, RTP..., conocidos por un experto en la materia), el sentido de intercambio de los paquetes (ascendente en direccion al nodo B donante o descendente en direccion a los equipos de usuario), etc.
Por ejemplo, las aplicaciones (servidores y clientes) utilizan una direccion IP o un conjunto de direcciones IP. Estas aplicaciones utilizan uno o varios protocolos. Atendiendo al o los protocolos utilizados por estas aplicaciones, se puede utilizar como criterio de seleccion un puerto o un conjunto de puertos.
Todavla como ejemplo, para las comunicaciones de grupo, la direccion IP y los puertos de los que proceden los paquetes de datos que vienen de un servidor de tipo Push-To-Talk (PTT) pueden ser conocidos en orden a interceptarlos, tanto para realizar control en el plano de control, por ejemplo con los protocolos SIP, XMPP..., conocidos por un experto en la materia, como contenido multimedia en el plano de usuario, por ejemplo, con los protocolos RTP, RTSP..., conocidos por un experto en la materia.
Por el contrario, los paquetes de datos recibidos de un equipo de usuario 150 y que no cumplen el o los criterios de filtrado son transmitidos directamente al segundo submodulo de comunicacion 142bU, con el fin ser enviados al nodo B donante 130.
Igualmente, los paquetes de datos recibidos del nodo B donante 130 y que no cumplen el o los criterios de filtrado son transmitidos directamente al primer submodulo de comunicacion 142bU, con el fin ser enviados a uno o varios equipos de usuario 150 destinatarios de dichos paquetes.
Los paquetes de datos que cumplen uno o varios criterios de filtrado se hacen avanzar hacia el modulo de tratamiento aplicativo 146U que seguidamente se describe.
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El filtro 143 se materializa, por ejemplo, en forma de un filtro Traffic Flow Template (TFT) conocido por un experto en la materia.
Con objeto de configurar el filtro 143, el modulo de enrutamiento 142U/142C esta configurado para recibir el o los criterios de seleccion (es decir, de filtrado) de los paquetes de datos, preferentemente del servidor de aplicaciones 30.
Para este fin haciendo referencia a las figuras 3 y 4, el nodo de retransmision 140 comprende un modulo de gestion 1455 configurado para establecer y administrar la serialization en el plano de control, que especialmente permite recibir el o los criterios de seleccion de los paquetes de datos.
Tal modulo de gestion 1455 se materializa, en este ejemplo, en forma de una capa de no acceso (Non-Access Stratum ou NAS, en lengua inglesa) conocida por un experto en la materia.
En un primer modo de realization ilustrado en la figura 3, el modulo de gestion es una subcapa NAS 1455 del segundo submodulo de comunicacion 142bC en el plano de control.
En este plano de control, el primer submodulo de comunicacion 142aC establece el plano de usuario que permitira recibir y/o enviar paquetes de datos de control, que especialmente comprenden el o los criterios de seleccion, utilizando una capa de nivel 1 1400 semejante a la capa de nivel 1 1400 del primer submodulo de comunicacion 142aU, antes descrita con referencia a la figura 2, una capa de nivel 2 1410 semejante a la capa de nivel 2 1410 del primer submodulo de comunicacion 142aU, antes descrita con referencia a la figura 2, y una capa de nivel 3 1416 RRC (Radio Ressource Control) conforme a la especificacion TS 36.331 de 3GPP.
Igualmente, en este plano de control, el segundo submodulo de comunicacion 142bC recibe y/o envla paquetes de datos de control utilizando una capa de nivel 1 1401 semejante a la capa de nivel 1 1400 del primer submodulo de comunicacion 142aC, descrita con referencia a la figura 3, una capa de nivel 2 1411 semejante a la capa de nivel 2 1410 del primer submodulo de comunicacion 142aC, descrita con referencia a la figura 3, y una capa de nivel 3 que comprende:
- una primera subcapa 1420 semejante a la primera subcapa de nivel 1420 del segundo submodulo de comunicacion 142bU, antes descrita con referencia a la figura 2,
- una segunda subcapa 1431 de protocolo SCTP (Stream Control Transmission Protocol, definida en la especificacion IETF RFC 4960, utilizada como capa de transporte de un enlace de senalizacion denominado S1- Mobility Management Entity),
- una tercera subcapa 1441 de protocolo S1AP (S1 Application Protocol, definida en la especificacion TS 36.413 de 3GPP y que proporciona la senalizacion entre la interfaz de acceso radio E-UTRAN y el nucleo de paquetes evolucionado o Evolved packet core), y
- la subcapa NAS 1455.
La subcapa de protocolo NAS (Non Access Stratum) es conforme a la especificacion TS 24.301 de 3GPP y define las pautas utilizadas por los protocolos para la gestion de la movilidad y de las sesiones entre un equipo de usuario 150 y la entidad de gestion de la movilidad MME 125.
En un segundo modo de realizacion ilustrado en la figura 4, el nodo de retransmision 140 comprende un primer submodulo de comunicacion 142aC y un segundo submodulo de comunicacion 142bC, identicos a aquellos del modo de realizacion anteriormente descrito con referencia a la figura 3, a exception de la subcapa NAS 1455, que ya no esta localizada en el segundo submodulo de comunicacion 142bC, sino en un modulo de comunicacion 144, externo al modulo de enrutamiento 142C, estando el modulo de tratamiento 146C en enlace de comunicacion con la subcapa NAS 1455.
Este modulo de comunicacion 144 comprende, siempre en el plano de control:
- una capa de nivel 1 1402 semejante a la capa de nivel 1 1400 del primer submodulo de comunicacion 142aC, antes descrita con referencia a la figura 3,
- una capa de nivel 2 1412 semejante a la capa de nivel 2 1410 del primer submodulo de comunicacion 142aC, antes descrita con referencia a la figura 3,
- una capa de nivel 3 1417 semejante a la capa de nivel 3 1416 del primer submodulo de comunicacion 142aC, antes descrita con referencia a la figura 3, y
- una subcapa NAS 1455 semejante a la capa NAS 1455 del segundo submodulo de comunicacion 142bC, antes descrita con referencia a la figura 3.
Dicho de otro modo, en este plano de control, este modulo de comunicacion 144 comprende capas semejantes a las
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del primer submodulo de comunicacion 142aC del modulo de enrutamiento 142C y, ademas, comprende la subcapa de gestion NAS 1455.
La capa de nivel 1 1402, la capa de nivel 2 1412 y la capa de nivel 3 1417 del modulo de comunicacion 144 se utilizan de manera conocida para conectar inicialmente el nodo de retransmision 140 a un nodo B.
Por lo tanto, la subcapa NAS 1455 es anadida ventajosamente a este segundo modulo de enrutamiento existente, que se reutiliza, por tanto, para establecer la senalizacion que permite al nodo de retransmision 140 recibir los criterios de seleccion del servidor de aplicaciones 30 en el plano de usuario.
b) Modulo de tratamiento aplicativo 146U/146C
De acuerdo con la invencion, haciendo referencia a la figura 2, el nodo de retransmision 140 comprende un modulo de tratamiento aplicativo 146U configurado para tratar paquetes de datos de aplicacion seleccionados por el filtro 143 del modulo de enrutamiento 142.
Este modulo de tratamiento aplicativo 146U esta configurado para tratar los paquetes de datos que el filtro 143 hace avanzar segun reglas predeterminadas y configurables asociadas a la aplicacion a la que corresponden los datos de aplicacion de los paquetes de datos IP.
En especial, el modulo de tratamiento aplicativo 146U puede estar configurado para duplicar un paquete de datos IP, o bien modificarlo.
Por ejemplo, el tratamiento en el nivel de su parte de transporte IP, realizado bajo el control de la aplicacion, puede consistir en modificar la parte de transporte iP de los paquetes de datos, con el fin de encaminarlos segun un modo de encaminamiento especlfico tal como, por ejemplo, un modo unicast en el enlace de interconexion Un o un modo broadcast en el enlace de acceso Uu que permite la difusion de paquetes de datos IP en la parte descendente del enlace de acceso (es decir, del nodo de retransmision hacia los equipos de usuario).
Igualmente, el tratamiento de los datos de aplicacion de los paquetes puede consistir en un tratamiento de tipo proxy, conocido por un experto en la materia, o mediante una aplicacion instalada en el nodo de retransmision que va a modificar los paquetes en el nivel 7, por ejemplo, una aplicacion de tipo Push-To-Talk (PTT), o bien servidor de localization (Localisation server), conocidas por un experto en la materia.
Adicionalmente, el modulo de tratamiento aplicativo 146U y/o 146C esta configurado para requerir la configuration del filtro al servidor de aplicacion del filtro 143.
En el plano de control, el modulo de tratamiento aplicativo 146C esta configurado para establecer el camino entre el modulo de tratamiento aplicativo del plano de usuario 146U y el servidor de aplicaciones 30 y para iniciar y controlar el filtro 143 y el modulo de tratamiento aplicativo 146U en el plano de usuario.
II. Puesta en practica
Se va a ilustrar ahora, con referencia a la figura 5, un modo de puesta en practica del procedimiento segun la invencion, tomando como ejemplo una comunicacion de grupo administrada por el servidor de aplicaciones 30 y que hace intervenir los equipos de usuario 150.
La subcapa NAS 1455 establece, a traves de la entidad de gestion de la movilidad MME 125, la senalizacion necesaria para que el nodo de retransmision 140 reciba, en una etapa preliminar E0, el o los criterios de selection del servidor de aplicaciones 30, de manera que el nodo de retransmision 140 los implemente en el filtro 143.
a) Ejemplo 1: envlo de paquetes de datos por parte del servidor de aplicaciones 30
En este ejemplo de comunicacion de grupo, el filtro 143 esta configurado para identificar los paquetes de datos relativos a dicha comunicacion de grupo, por ejemplo, a partir de un criterio correspondiente a la direction IP del servidor de aplicaciones 30 que estos contienen, o un numero de puerto.
Igualmente, el modulo de tratamiento aplicativo 146U esta configurado para duplicar los paquetes de datos seleccionados por el filtro 143 y para anadir la direccion de cada equipo de usuario 150 destinatario de dichos paquetes.
En este ejemplo, en primer lugar son enviados, por el servidor de aplicaciones 30 con destino al nodo de retransmision 140, paquetes de datos IP relativos a la comunicacion de grupo, en un unico tunel de comunicacion, por ejemplo de tipo GTP-u, bien conocido por un experto en la materia.
Para conseguir esto, estos paquetes de datos de aplicacion transitan por la red de interconexion 20, la pasarela de red para paquetes de datos PGW 110, la pasarela servidora SGW 120, el nodo B donante 130, y son recibidos, en una etapa E1, por el segundo submodulo de comunicacion 142bU del modulo de enrutamiento 142U del nodo de retransmision 140.
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El segundo submodulo de comunicacion 142bU los transmite al filtro 143, el cual detecta que estos paquetes de datos son relativos a una comunicacion de grupo entre el servidor de aplicaciones 30 y los equipos de usuario 150, ya que contienen la direccion IP del servidor de aplicaciones 30 y, por tanto, en una etapa E2, los selecciona y luego los transmite entonces al modulo de tratamiento aplicativo 146U.
El modulo de tratamiento aplicativo 146U trata entonces, en una etapa E3, los paquetes seleccionados por el filtro 143, duplicandolos y anadiendo la direccion de cada equipo de usuario 150 destinatario de dichos paquetes.
A continuacion, el modulo de tratamiento 146 los transmite al primer submodulo de comunicacion 142aU, el cual, en una etapa E4, los envla a cada uno de los equipos de usuario 150.
b) Ejemplo 2: envlo de paquetes de datos por parte de un equipo de usuario 150
En este ejemplo de comunicacion de grupo, el filtro 143 esta configurado para identificar los paquetes de datos relativos a dicha comunicacion de grupo, por ejemplo, a partir de un criterio correspondiente a la direccion IP del equipo de usuario 150 emisor de dichos paquetes que estos contienen.
Igualmente, el modulo de tratamiento aplicativo 146U esta configurado para anadir la direccion de los equipos de usuario 150 destinatarios de dichos paquetes.
En este ejemplo, en primer lugar son enviados, por un equipo de usuario 150 con destino al nodo de retransmision 140, paquetes de datos IP relativos a la comunicacion de grupo.
Estos paquetes son recibidos, en una etapa E1, por el primer submodulo de comunicacion 142aU del modulo de enrutamiento 142U del nodo de retransmision 140.
El primer submodulo de comunicacion 142bU los transmite al filtro 143, el cual detecta que estos paquetes de datos son relativos a una comunicacion de grupo entre los equipos de usuario 150 y el servidor de aplicaciones 30, ya que contienen la direccion de destino IP del servidor de aplicaciones 30 y, por tanto, en una etapa E2, los selecciona, antes de transmitirlos al modulo de tratamiento aplicativo 146U.
El modulo de tratamiento aplicativo 146U trata entonces, en una etapa E3, los paquetes seleccionados por el filtro 143, anadiendo la direccion de los equipos de usuario 150 destinatarios de dichos paquetes para los paquetes de datos que deben ser nuevamente transmitidos por el primer submodulo de comunicacion 142aU del modulo de enrutamiento 142U.
A continuacion, el modulo de tratamiento 146U los transmite al primer submodulo de comunicacion 142aU, el cual, en una etapa E4, los envla a los equipos de usuario 150 destinatarios, o bien al segundo submodulo de comunicacion 142bU, el cual, en una etapa E4, los envla el servidor de aplicaciones que administra la comunicacion de grupo, por ejemplo para que los transmita a otros equipos de usuario (no representados) conectados a la red de interconexion 20.
Por lo tanto, ventajosamente, la invencion permite a un nodo de retransmision de una red LTE analizar paquetes de datos de aplicacion, con el fin de tratarlos cuando responden a uno o varios criterios de selection.
Con el procedimiento y el nodo de retransmision segun la invencion, en el caso de una comunicacion de grupo especialmente, el numero de paquetes enviados por el servidor de aplicaciones que administra dicha comunicacion de grupo es dividido ventajosamente, por tanto, por el numero de equipos de usuario destinatarios de dichos paquetes con respecto a una comunicacion de grupo realizada a traves de un nodo de retransmision de la tecnica anterior. Esto permite reducir considerablemente el consumo de recursos en la red de comunicacion LTE y, especialmente, entre el nodo de retransmision y el nodo B donante.
El procedimiento y el nodo de retransmision segun la invencion permiten, asimismo, evitar que, por parte del nodo de retransmision sean enviados, al servidor de aplicaciones, paquetes de datos emitidos por un equipo de usuario conectado al nodo de retransmision con destino a otros equipos de usuario conectados a dicho nodo de retransmision (tromboning), para luego volver hasta el nodo para ser transmitidos a los equipos de usuario destinatarios, lo cual, una vez mas, permite reducir considerablemente el consumo de recursos en la red de comunicacion LTE y, especialmente, entre el nodo de retransmision y el nodo B donante.
Claims (8)
- 510152025303540REIVINDICACIONES1. Procedimiento de comunicacion de paquetes de datos en una red de telecomunicaciones (10), comprendiendo dicho procedimiento, puesto en practica por un nodo de retransmision (140) de dicha red de telecomunicaciones (10) entre una estacion base (130) y varios equipos de usuario (150),- una etapa de recepcion (E1) de una pluralidad de paquetes de datos;- una etapa de seleccion (E2), segun al menos un criterio de seleccion, de al menos un paquete de datos deentre los paquetes de datos recibidos;estando caracterizado por que comprende:- una etapa de tratamiento aplicativo (E3) del paquete de datos seleccionado, que comprende una duplicacion del paquete de datos seleccionado y/o una modificacion del paquete de datos seleccionado, para anadirle la direccion de un equipo de usuario destinatario de dicho paquete de datos seleccionado; y- una etapa de emision (E4) del paquete de datos tratado hacia el equipo de usuario (150) destinatario.
- 2. Procedimiento segun la anterior reivindicacion, caracterizado por que, estando configurado el nodo deretransmision (140) para comunicarse con la estacion base (130) en un primer enlace de comunicacion radio (Un) y con cada equipo de usuario (150) en un segundo enlace de comunicacion radio (Uu), la pluralidad de paquetes de datos es recibida en el primer enlace de comunicacion radio (Un) o en el segundo enlace de comunicacion radio (Uu), y la emision de los paquetes de datos tratados se realiza en el segundo enlace de comunicacion radio (Uu).
- 3. Procedimiento segun una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que, siendo los paquetes de datos paquetes de tipo Internet Protocol (IP), el criterio de seleccion de los paquetes de datos IP es uno de una direccion IP de origen y/o de destino, de un numero de puerto de origen y/o de destino, de un tipo de protocolo y/o de la naturaleza del emisor o del destinatario del paquete.
- 4. Procedimiento segun la anterior reivindicacion, caracterizado por que la etapa de tratamiento aplicativo (E3) del paquete de datos seleccionado comprende una modificacion de la parte de transporte IP de dicho paquete.
- 5. Procedimiento segun una de las anteriores reivindicaciones, caracterizado por que ademas comprende una etapa preliminar de recepcion (E0), preferentemente de un servidor de aplicacion (30), del criterio de seleccion.
- 6. Nodo de retransmision (140) entre una estacion base (130) y varios equipos de usuario (150) para la comunicacion de paquetes de datos en una red de telecomunicaciones (10), comprendiendo dicho nodo de retransmision un modulo de enrutamiento (142U/142C) configurado para recibir y para emitir paquetes de datos, estando caracterizado el nodo de retransmision por que el modulo de enrutamiento (142U/142C) esta ademas configurado para seleccionar, segun al menos un criterio de seleccion, al menos un paquete de datos de entre los paquetes de datos recibidos, y por que comprende un modulo de tratamiento aplicativo (146U/146C) configurado para tratar el paquete de datos seleccionado por el modulo de enrutamiento (142U/142C), comprendiendo dicho tratamiento aplicativo una duplicacion del paquete de datos seleccionado y/o una modificacion del paquete de datos seleccionado, para anadirle la direccion de un equipo de usuario destinatario de dicho paquete de datos seleccionado.
- 7. Sistema de telecomunicaciones (1) que comprende:- un nodo de retransmision (140) segun la reivindicacion 6;- varios equipos de usuario (150) configurados para intercambiar paquetes de datos con dicho nodo de retransmision (140);- una estacion base (130) configurada para intercambiar paquetes de datos con el nodo de retransmision (140).
- 8. Programa de ordenador que incluye instrucciones para la puesta en practica del procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5 cuando el programa es ejecutado por al menos un procesador.
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