ES2602102T3 - Selección de red - Google Patents

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ES2602102T3
ES2602102T3 ES15155060.5T ES15155060T ES2602102T3 ES 2602102 T3 ES2602102 T3 ES 2602102T3 ES 15155060 T ES15155060 T ES 15155060T ES 2602102 T3 ES2602102 T3 ES 2602102T3
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Robert Hancock
Eleanor Hepworth
Stephen Mccann
Andrew Mcdonald
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Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
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    • H04W48/14—Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using user query or user detection

Abstract

Dispositivo (1) de usuario inalámbrico en comunicación por radio, estando el dispositivo (1) de usuario inalámbrico configurado para: enviar una solicitud (2) de selección de red, que incluye un testigo (20) unido proporcionado por el dispositivo (1) de usuario inalámbrico, a un primer punto (3) de acceso de una primera red; recibir al menos una respuesta a la solicitud (2) de selección de red, que incluye el testigo (20) unido, desde o bien el primer punto (3) de acceso o bien al menos un punto (5, 6) de acceso vecino, perteneciendo los puntos de acceso vecinos a la primera red o una red diferente de la primera red, y pudiendo comunicarse con el dispositivo (1) de usuario inalámbrico; y elegir una red de comunicación, basándose en la respuesta o respuestas (12, 15, 17) recibidas.

Description

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SELECCION DE RED DESCRIPClON
Esta invencion se refiere a un metodo de seleccion de red, en particular para redes de area local inalambricas, tales como IEEE 802.11.
En un entorno inalambrico con redes superpuestas (es decir la cobertura de red esta proporcionada por mas de un operador), un terminal inalambrico necesita elegir un punto de acceso a la red, tal como un punto de acceso (AP) o estacion base (BS), para traspasar a, si se requiere movilidad dentro del sistema, o cambiar a una red diferente si con la que esta actualmente no puede proporcionar el servicio que requiere.
El documento EP 1 278 389 A (NTT DOCOMO INC [JP]) del 22 de enero de 2003 () describe un metodo de seleccion de punto de acceso en el que la estacion base en servicio recibe una solicitud para acceder desde una unidad movil. La estacion base determina si puede soportar la llamada o no, y si es posible, lo realiza. Si no, entra en contacto con estaciones base vecinas y determina a partir de ellas si tienen la capacidad de soportar la conexion. Las estaciones base seleccionadas reservan los recursos y las estaciones base en servicio informan al movil, que entonces accede a la nueva estacion base.
El documento US 2006/135066 A1 (BANERJEA RAJA [US]) del 22 de junio de 2006 () describe un metodo de seleccion de punto de acceso en una LAN inalambrica en la que la estacion movil mide las intensidades de senal relativas de los puntos de acceso. Despues, sondea cada punto de acceso posible uno por uno para determinar la calidad de enlace y seleccionar un punto de acceso.
El documento WO 2005/002116 A2 da a conocer un sistema en el que la estacion movil envfa una solicitud de sondeo al punto de acceso en servicio. El punto de acceso en servicio reenvfa esta solicitud a puntos de acceso vecinos adecuados. Los puntos de acceso vecinos envfan entonces respuesta de sondeo al terminal movil, el movil selecciona el punto de acceso basandose en las respuestas recibidas.
Los sistemas inalambricos IEEE 802.11 actuales soportan la radiodifusion periodica, o sondeo de la identidad de red, y otras caractensticas, que pueden usarterminales moviles (MT) para detectar la cobertura de red y evaluar que punto de acceso quenian conectar para haber realizado su seleccion de red. Sin embargo, no es obligatorio que los puntos de acceso proporcionen esta informacion (a no ser que respondan a una solicitud de informacion dirigida explfcitamente hacia su identidad de red), y de hecho, en algunos casos estan configurados para no responder, por motivos de seguridad y recursos de radio.
Por tanto, los MT puede que no puedan detectar todos los puntos de union disponibles en una determinada zona. Ademas, la informacion proporcionada en una baliza desde el punto de acceso no proporciona mucha informacion sobre las caractensticas de la red para soportar la seleccion de red. Se espera que normalizacion futura anada alguna informacion adicional sobre la oferta de red dentro de IEEE 802.11 (Grupo de trabajo u). Sin embargo, uno de los problemas actuales con estas tecnicas del estado de la tecnica es que se requiere que muchos mensajes completen una exploracion de las proximidades, por ejemplo muchos mensajes de sondeos/respuestas de IEEE 802.11, junto con una posible resintonizacion para explorar todos los canales disponibles. En el sistema futuro IEEE 802.11y, el numero de canales puede expandirse considerablemente y esta tecnica actual no puede aplicarse bien a gran escala en cuanto al tiempo tomado para lograr la exploracion completa de todos los vecinos posibles.
Segun un primer aspecto de la presente invencion, se proporciona un metodo de seleccion de red para un dispositivo de usuario inalambrico en comunicacion por radio con un primer punto de acceso de una o mas redes, a traves de al menos uno de una pluralidad de puntos de acceso, comprendiendo el metodo enviar una solicitud de seleccion de red del dispositivo de usuario inalambrico al primer punto de acceso; en el que si la red desea iniciar una respuesta desde otro punto de acceso en la misma u otra red, el primer punto de acceso reenvfa la solicitud de seleccion de red a uno o mas puntos de acceso vecinos, en la misma u otra red; en el que si cualquiera de los puntos de acceso vecinos puede comunicarse con el dispositivo de usuario, ese punto de acceso vecino envfa una respuesta directamente al dispositivo de usuario inalambrico; y en el que el dispositivo de usuario inalambrico elige la red mas adecuada a partir de las respuestas enviadas.
La presente invencion aborda el problema del numero de mensajes implicados en un sistema expandido, permitiendo que el dispositivo de usuario inalambrico se comunique con un unico punto de acceso con el que ya esta en comunicacion por radio, para llevar a cabo la seleccion posterior de una red. El punto de acceso o bien proporciona el nivel requerido de servicio, o bien reenvfa los requisitos a otros puntos de acceso vecinos que responden al dispositivo de usuario inalambrico, solo si pueden satisfacer la solicitud. De este modo, se reduce el numero de mensajes desde el dispositivo de usuario y el dispositivo de usuario puede obtener un servicio desde un punto de acceso que no es inmediatamente visible para el mismo, debido a restricciones que se han colocado en ese punto de acceso, o el punto con el que el dispositivo de usuario tiene una conexion por radio.
Un testigo proporcionado por el dispositivo de usuario inalambrico se une a la solicitud de seleccion de red antes de
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que el primer punto de acceso la reenv^e a un punto de acceso vecino.
Preferiblemente, la solicitud de seleccion de red incluye requisitos relacionados con el servicio que el dispositivo de usuario inalambrico requiere desde cualquier punto de acceso y su red asociada.
Esto puede incluir calidad de servicio, ancho de banda disponible, informacion o coste de itinerancia. Por ejemplo, si el dispositivo de usuario quiere conocer la disponibilidad de recursos para una llamada de voz o video que planea realizar, o si necesita traspasarse porque se esta moviendo fuera del rango y tiene un requisito particular, entonces el dispositivo de usuario puede especificar los criterios relacionados con un socio de itinerancia preferido, QoS (calidad del servicio), ancho de banda y coste y recibir una respuesta, desde el punto de acceso que puede cumplir con esos de la mejor manera.
Preferiblemente, la red asociada del primer punto de acceso reenvfa la solicitud de seleccion de red a mas de un punto de acceso vecino, en la misma u otra red, simultaneamente.
Preferiblemente, un punto de acceso que puede comunicarse con el dispositivo de usuario inalambrico responde directamente al dispositivo de usuario inalambrico indicando el nivel de soporte que esta disponible desde la red asociada del punto de acceso para la solicitud de servicio del dispositivo de usuario inalambrico.
Preferiblemente, la respuesta se entrega a traves de un metodo de entrega de mensajes unidifusion o multidifusion, e incluye el testigo proporcionado por el dispositivo de usuario inalambrico en la solicitud inicial.
Preferiblemente, el dispositivo de usuario inalambrico es uno de un ordenador portatil, un asistente digital personal, o cualquier dispositivo inalambrico que soporte la interfaz aerea apropiada.
Un ejemplo de un metodo de seleccion de red segun la presente invencion se describira ahora con referencia a los dibujos adjuntos en los que:
la figura 1 ilustra una situacion que muestra el despliegue tfpico del aparato para llevar a cabo el metodo de la presente invencion;
la figura representa un ejemplo de un flujo de mensajes tfpico entre un dispositivo inalambrico y tres puntos de acceso usando el metodo de la presente invencion; y,
la figura 3 ilustra el formato de solicitud tfpica y mensajes de respuesta usados en el metodo de la presente invencion.
La presente invencion aborda los problemas que surgen de dispositivos de usuario que tienen que enviar un gran numero de solicitudes y recibir las respuestas correspondientes por el aire, sin ninguna certeza de que el punto de acceso con el que se esta comunicando el dispositivo de usuario pueda proporcionar el servicio deseado. El usuario puede tener comunicacion por radio con el punto de acceso que tema la senal mas intensa cuando el dispositivo de usuario se encendio por primera vez, o estaba dentro del rango, pero ese punto de acceso puede excluirse de la red que necesita el dispositivo de usuario, de modo que la solicitud de red se pasa a otro punto de acceso. Ademas, las comunicaciones inalambricas pueden no ser fiables, dando lugar a la posibilidad de que estas solicitudes y/o respuestas se pierdan durante la transmision. Esta invencion extiende los procedimientos normalizados de protocolos de solicitud/respuesta para proporcionar una funcionalidad adicional de forma mas segura y para reducir la cantidad de senalizacion por aire para el descubrimiento de celdas vecinas.
De manera convencional, un dispositivo de usuario inalambrico tiene que transmitir multiples mensajes, cubriendo todos los canales posibles dentro de todas las celdas vecinas posibles. Aunque esto soluciona el problema de determinar el punto de acceso a la red y celda mas adecuados, no es un mecanismo eficaz, sometido a largas demoras y no puede aplicarse bien a gran escala. La posibilidad de mensajes perdidos se aborda repitiendo solicitudes, lo que se anade al problema de aplicacion a gran escala.
El mecanismo de la presente invencion permite que el dispositivo inalambrico envfe un mensaje a su punto de acceso actual, por ejemplo un AP, o bS, pidiendo al punto de acceso que informe a sus vecinos sobre si el dispositivo inalambrico puede posiblemente recibir informacion directamente de ellos. Normalmente, esto se realiza a traves de la recepcion de marcos de multidifusion. El dispositivo inalambrico une un unico testigo a esta solicitud que se transmite posteriormente por cualquiera de los puntos de acceso vecinos que responden, posibilitando que el dispositivo de usuario original que solicito el servicio se identifique y que el punto de acceso vecino responda al mismo directamente, sin enviar mensajes de vuelta a traves del primer punto de acceso. De esta manera, se establece un intercambio de informacion en bucle cerrado entre el dispositivo inalambrico y sus celdas vecinas.
La figura 1 muestra un dispositivo 1 inalambrico, o terminal, que transmite una solicitud 2 a su punto 3 de acceso actual. Esta solicitud 2 se procesa mediante la red 4, que puede ser la misma red para los 3 puntos de acceso mostrados, o uno o mas de estos puntos de acceso pueden pertenecer a una red diferente, y una respuesta 5 puede
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transmitirse a traves del punto 3 de acceso, o punto 5, 6 de acceso vecino usando respuestas 7, 8, o de hecho los tres, si la red lo considera necesario.
En la figura 2, se muestra en mas detalle la secuencia de mensajes. El dispositivo inalambrico, o terminal 1 se conecta 11 de manera habitual al punto 3 de acceso, usando normalmente mecanismos de paso de claves, tales como clave en parejas transitoria (PTK) y clave temporal de grupo (GTK). El dispositivo 1 inalambrico transmite un mensaje 12 de informe al punto 3 de acceso, que contiene un unico testigo localmente generado. La figura 3a muestra un ejemplo del contenido del mensaje de la solicitud 18 que incluye el testigo y la figura 3b muestra lo mismo para el contenido del mensaje de la respuesta 23. En el mensaje de solicitud hay una cabecera 19, testigo 20 y solicitudes 21, 22 para informacion de tipo 1 y tipo 2. En el mensaje 23 de respuesta, de nuevo hay una cabecera 19 y testigo 20, junto con bloques 24, 25 con informacion de tipo 1 y tipo 2 respectivamente. El mensaje de informe se reenvfa 13, 14 mediante el punto de acceso a los puntos 5, 6 de acceso. Si estos puntos 5, 6 de acceso deciden que es util, o de hecho posible, transmitir la informacion de vuelta al dispositivo inalambrico, lo realizan usando o bien un mensaje 15, 16 unidifusion o muldifusion que incluye accion o baliza y que contiene un codigo de comprobacion adecuado de la identidad del punto de acceso vecino (#BSSID) en una red particular (SSID), junto con el testigo, de modo que el dispositivo 1 inalambrico puede identificar correctamente los mensajes y determinar la identidad de ese punto 5, 6 de acceso vecino. El terminal puede asociarse entonces con su AP 5 preferido despues de volver a recibir la informacion, usando el mismo formato de mensaje que para la conexion 11 original, pero con una estacion base diferente identificada desde el identificador de punto de acceso, BSSID y el identificador de red, SSID.
Esta invencion proporciona una ventaja considerable a la normalizacion de equipos de IEEE 802.11. Una solucion de ingeniena que reduce el numero de mensajes de senalizacion por el aire se considera un avance clave en esta area. Es importante poder minimizar la cantidad de trafico de senalizacion (especialmente radiodifusion) para permitir que se usen los recursos de radio para la transferencia de datos. La consecuencia de esto es que se reducen los tiempos de demora de descubrimiento de la red y los vecinos.
Se proporciona una funcionalidad adicional al sistema en dos aspectos, en primer lugar se proporciona esa informacion de grupo cerrado al terminal inalambrico (es decir la informacion recibida puede basarse en sus credenciales); y en segundo lugar se proporciona esa informacion de grupo cerrado a los puntos de acceso, permitiendo la compensacion de carga y el filtrado de trafico al dispositivo inalambrico (es decir control de polfticas y compensacion de carga de dispositivos inalambricos existentes). Puede aprobarse y gestionarse informacion de dominio administrativo cruzada (por ejemplo informacion cruzada de IEEE 802.11 SSID).
La red tambien puede gestionar todos los puntos de acceso a la red dentro del conjunto potencial, logrando una compensacion de carga que no se producina simplemente con informes vecinos (por ejemplo IEEE 802.11k/802.11v).

Claims (8)

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REIVINDICACIONES
Dispositivo (1) de usuario inalambrico en comunicacion por radio, estando el dispositivo (1) de usuario inalambrico configurado para:
enviar una solicitud (2) de seleccion de red, que incluye un testigo (20) unido proporcionado por el dispositivo (1) de usuario inalambrico, a un primer punto (3) de acceso de una primera red;
recibir al menos una respuesta a la solicitud (2) de seleccion de red, que incluye el testigo (20) unido, desde o bien el primer punto (3) de acceso o bien al menos un punto (5, 6) de acceso vecino, perteneciendo los puntos de acceso vecinos a la primera red o una red diferente de la primera red, y pudiendo comunicarse con el dispositivo (1) de usuario inalambrico; y
elegir una red de comunicacion, basandose en la respuesta o respuestas (12, 15, 17) recibidas.
Dispositivo de usuario inalambrico segun la reivindicacion 1, en el que la solicitud (2) de seleccion de red incluye requisitos relacionados con un servicio que el dispositivo (1) de usuario inalambrico quenia obtener desde cualquier punto (3, 5, 6) de acceso y una red asociada.
Dispositivo de usuario inalambrico segun cualquier reivindicacion anterior, en el que la respuesta a la solicitud (2) de seleccion de red, indica un nivel de soporte que esta disponible desde la red asociada del mismo para el servicio deseado por el dispositivo (1) de usuario inalambrico.
Dispositivo de usuario inalambrico segun cualquier reivindicacion anterior, en el que el dispositivo (1) de usuario inalambrico es uno de un ordenador portatil, un telefono movil o cualquier dispositivo inalambrico que soporte la interfaz aerea apropiada.
Dispositivo de usuario inalambrico segun cualquier reivindicacion anterior, en el que dicha eleccion por el dispositivo (1) de usuario inalambrico incluye una red de comunicacion diferente de la primera red.
Dispositivo de usuario inalambrico segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha eleccion por el dispositivo (1) de usuario inalambrico incluye un punto (5, 6) de acceso diferente del primer punto (3) de acceso de la primera red.
Metodo de seleccion de red para un dispositivo (1) de usuario inalambrico en comunicacion por radio, comprendiendo el metodo:
enviar una solicitud (2) de seleccion de red, que incluye un testigo (20) unido proporcionado por el dispositivo (1) de usuario inalambrico, del dispositivo (1) de usuario inalambrico a un primer punto (3) de acceso de una primera red;
recibir al menos una respuesta a la solicitud (2) de seleccion de red, que incluye el testigo (20) unido, desde o bien el primer punto (3) de acceso o bien al menos un punto (5, 6) de acceso vecino, perteneciendo los puntos de acceso vecinos a la primera red o una red diferente de la primera red, y pudiendo comunicarse con el dispositivo (1) de usuario inalambrico; y
elegir una red de comunicacion, basandose en la respuesta o respuestas (12, 15, 17) recibidas.
Metodo segun la reivindicacion 7, en el que la solicitud (2) de seleccion de red incluye requisitos relacionados con un servicio que el dispositivo (1) de usuario inalambrico querna obtener desde cualquier punto (3, 5, 6) de acceso y una red asociada.
Metodo segun la reivindicacion 7 o reivindicacion 8, en el que la respuesta a la solicitud (2) de seleccion de red, indica un nivel de soporte que esta disponible desde la red asociada del mismo para el servicio deseado por el dispositivo (1) de usuario inalambrico.
Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que dicha eleccion por el dispositivo (1) de usuario inalambrico incluye una red de comunicacion diferente de la primera red.
Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, en el que dicha eleccion por el dispositivo (1) de usuario inalambrico incluye un punto (5, 6) de acceso diferente del primer punto (3) de acceso de la primera red.
Metodo de seleccion de red para un dispositivo (1) de usuario inalambrico en comunicacion por radio, comprendiendo el metodo:
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enviar una solicitud (2) de seleccion de red, que incluye un testigo (20) unido, de un dispositivo (1) de usuario inalambrico a un primer punto (3) de acceso de una primera red;
elegir, dentro de la primera red, si responder a la solicitud de seleccion de red directamente (12), o reenviar la solicitud a al menos un punto de acceso vecino, perteneciendo los puntos de acceso vecinos a la primera red o una red diferente de la primera red y pudiendo comunicarse con el dispositivo de usuario inalambrico;
enviar una respuesta a la solicitud (2) de seleccion de red, que incluye el testigo (20) unido, desde o bien el primer punto (3) de acceso, o el al menos un punto o puntos (5, 6) de acceso vecino; y
recibir la respuesta o respuestas por el dispositivo de usuario inalambrico, y elegir una red de comunicaciones, basandose en la respuesta o respuestas (12, 15, 17) recibidas.
Metodo segun la reivindicacion 12, en el que la respuesta a la solicitud (2) de seleccion de red, indica un nivel de soporte que esta disponible desde la red asociada del mismo para el servicio deseado por el dispositivo (1) de usuario inalambrico.
Punto (3) de acceso en comunicacion por radio, perteneciendo el punto (3) de acceso a una primera red y estando configurado para:
recibir una solicitud (2) de seleccion de red, que incluye un testigo (20) unido, de un dispositivo (1) de usuario inalambrico;
reenviar la solicitud (2) de seleccion de red a al menos un punto de acceso vecino, cuando la primera red elige reenviar la solicitud, en el que los puntos de acceso vecinos pertenecen a la primera red o una red diferente de la primera red y pueden comunicarse con el dispositivo (1) de usuario inalambrico; y
enviar una respuesta, que incluye el testigo unido, directamente al dispositivo (1) de usuario inalambrico, cuando la primera red elige iniciar una respuesta desde el punto (3) de acceso.
Punto (3) de acceso segun la reivindicacion 14, en el que la respuesta a la solicitud (2) de seleccion de red, indica un nivel de soporte que esta disponible desde la red asociada del mismo para el servicio deseado por el dispositivo (1) de usuario inalambrico.
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