ES2927575T3 - Comunicación de datos no de IP a través de redes de paquetes de datos - Google Patents

Abstract

Se proporcionan mecanismos para comunicar datos que no son de IP a través de una PDN de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6. Un método es realizado por un nodo de puerta de enlace de red central. El método comprende comunicar paquetes de IP a través de una red de paquetes de datos de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 con un servidor de aplicaciones, comprendiendo los paquetes de IP un encabezado de IP y dirigiéndose a un dispositivo inalámbrico. El método comprende comunicar paquetes de carga útil sin cabecera a través de la red de paquetes de datos con el dispositivo inalámbrico. Los paquetes de carga útil sin encabezado corresponden a los paquetes IP a los que se les quitó el encabezado IP y representan los datos que no son de IP. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Comunicación de datos no de IP a través de redes de paquetes de datos

Antecedentes

En las redes de comunicaciones, puede haber un desafío para obtener un buen rendimiento y capacidad para un protocolo de comunicaciones dado, sus parámetros y el entorno físico en el que se despliega la red de comunicaciones.

La arquitectura de red central (CN) del estándar de comunicación inalámbrica de Evolución a Largo Plazo (LTE) del programa de asociación de tercera generación (3GPP) se denomina Evolución de Arquitectura de Sistema (SAE). Un componente de la arquitectura de SAE es Núcleo de Paquetes Evolucionado (EPC), también conocido como Núcleo de SAE. En términos generales, el EPC servirá como el equivalente de una red de Servicio General de Paquetes de Radio (GPRS) (a través de subcomponentes de una Entidad de Gestión de Movilidad (MME), una Pasarela de Servicio (S-GW) y una Pasarela de Red de Paquetes de Datos (PDN) (P-GW)).

Por ejemplo, los paquetes existentes en el EPC hacia/desde Internet tienen una cabecera de protocolo de Internet (IP) (v4 o v6) y, típicamente, también una cabecera de Protocolo de Control de Transmisión (TCP) o un Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP). Existen mecanismos para la compresión de cabeceras en los mensajes intercambiados entre un dispositivo inalámbrico y un nodo de red de acceso por radio (RAN) (RANN), tal como un eNodoB, que da servicio al dispositivo inalámbrico. Cuando se utiliza la compresión de cabecera, el dispositivo inalámbrico comprime las cabeceras de TCP/UDP/IP en el enlace ascendente (es decir, en la comunicación desde el dispositivo inalámbrico al RANN) y el RANN descomprime las cabeceras de TCP/UDP/IP en el enlace descendente (es decir, en la comunicación desde el RANN al dispositivo inalámbrico).

Se han identificado algunos problemas para los mecanismos existentes para la comunicación de tipo máquina a máquina utilizando redes como las descritas anteriormente (especialmente las denominadas comunicaciones de Internet de las Cosas celular (CIoT)).

El dispositivo inalámbrico debe realizar procedimientos de asignación de direcciones de IPv6, incluyendo la reasignación repetida de la dirección de IPv6 (verificación de que todavía está en uso).

La sobrecarga de las cabeceras de IP se reduce mediante los esquemas de compresión de cabeceras existentes, pero la sobrecarga aún se puede considerar sustancial ya que las cabeceras de IP necesitan ser transmitidas a través de la interfaz de radio para establecer el esquema de compresión. Con cantidades muy pequeñas de datos para transmitir, la compresión de cabecera aún puede ser la información predominante enviada.

El dispositivo inalámbrico debe usar IP para la comunicación con un servidor de aplicaciones (AS) externo, incluso si ese AS es el único par de comunicación que tiene el dispositivo inalámbrico. La implementación de IP en el dispositivo inalámbrico aumenta su coste. La implementación de una pila de IP y una pila de UDP y/o TCP requiere memoria y recursos de procesamiento en el dispositivo inalámbrico. Los dispositivos de CIoT típicamente están limitados y son de muy bajo coste y puede ser un problema implementar la pila de IP/UDP/TCP bajo tales condiciones.

Se ha propuesto utilizar un nuevo tipo de PDN llamada "no de IP" para evitar algunos de los problemas anteriores. Sin embargo, la introducción de un nuevo tipo de PDN en los sistemas de 3GPP puede tener un gran impacto tanto en el estándar como tal como en los dispositivos que implementan el estándar. Otro problema sería cómo tunelizar datos no de IP hacia/desde el servidor de aplicaciones.

Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de una comunicación mejorada de datos no de IP a través de una red de paquetes de datos. El documento US 2014/185438 describe un método para controlar la sobrecarga de la cabecera del paquete para tráfico en tiempo real. El documento US 2004/148425 describe un método para la eliminación/adición de cabeceras para paquetes intercambiados entre un terminal móvil y un nodo de soporte GPRS de pasarela. El documento EP1641193 describe un método para la compresión/descompresión de cabeceras sobre una red de conmutación de paquetes para GPRS.

Compendio

Un objeto de las realizaciones en la presente memoria es proporcionar una comunicación eficaz de datos no de IP a través de una red de paquetes de datos.

La invención se expone en el conjunto de reivindicaciones adjunto. A este respecto, los datos no de IP se pueden definir de este modo como que representan datos que se transmiten en un contexto de IP pero sin usar cabeceras de IP; es decir, donde los paquetes de carga útil sin cabecera reemplazan los paquetes de IP ordinarios.

Ventajosamente, esto proporciona una comunicación eficaz de datos no de IP a través de una red de paquetes de datos.

Ventajosamente, esto permite un impacto mínimo en los estándares de EPC existentes y reutiliza el tipo de PDN para "IP", mientras que al mismo tiempo admite un nuevo tipo de comunicación (sin usar cabeceras de TCP/UDP/IP) para dirigirse a un Servidor de Aplicaciones desde dispositivo inalámbrico.

Ventajosamente, el manejo en los Servidores de Aplicaciones puede ser el mismo para datos "no de IP" y de "IP" (es decir, el AS no se ve afectado si se eliminan las cabeceras entre el dispositivo inalámbrico y el nodo de pasarela de la red central (tal como una P-GW o C-SGN). Es decir, se pueden utilizar los mecanismos de IP existentes en los Servidores de Aplicaciones.

Ventajosamente, esto permite una configuración de comunicaciones sencilla.

Ventajosamente, minimizando la sobrecarga transmitida por la interfaz aérea al dispositivo inalámbrico, esto permite la transmisión aérea optimizada.

Ventajosamente, esto permite canales de comunicación paralelos, es decir, comunicación usando cabeceras de IP y sin cabeceras de IP en paralelo.

Otros objetivos, características y ventajas de las realizaciones adjuntas serán evidentes a partir de la descripción detallada siguiente, de las reivindicaciones dependientes adjuntas, así como de los dibujos.

En general, todos los términos utilizados en las reivindicaciones se han de interpretarse según su significado común en el campo técnico, a menos que se defina explícitamente lo contrario en la presente memoria. Todas las referencias a "un/el elemento, aparato, componente, medio, paso, etc." se han de interpretar abiertamente como que se refieren a al menos una instancia del elemento, aparato, componente, medio, paso, etc., a menos que se indique explícitamente lo contrario. Los pasos de cualquier método descrito en la presente memoria no tienen que ser realizados en el orden exacto descrito, a menos que se indique explícitamente.

Breve descripción de los dibujos

El concepto inventivo se describe ahora, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los que: la Fig. 1 es un diagrama esquemático que ilustra una red de comunicación según las realizaciones;

la Fig. 2a es un diagrama esquemático que muestra unidades funcionales de un nodo de pasarela de red central según una realización;

la Fig. 2b es un diagrama esquemático que muestra módulos funcionales de un nodo de pasarela de red central según una realización;

la Fig. 3a es un diagrama esquemático que muestra unidades funcionales de un dispositivo inalámbrico según una realización;

la Fig. 3b es un diagrama esquemático que muestra módulos funcionales de un dispositivo inalámbrico según una realización;

la Fig. 4 muestra un ejemplo de un producto de programa informático que comprende medios legibles por ordenador según una realización;

las Figs. 5, 6, 7 y 8 son diagramas de flujo de métodos según las realizaciones;

la Fig. 9 es una ilustración esquemática de parte de una red de comunicación según las realizaciones;

la Fig. 10 es un diagrama de señalización según las realizaciones; y

la Fig. 11 es una ilustración esquemática de un paquete de IP según las realizaciones.

Descripción detallada

El concepto inventivo se describirá ahora con más detalle en lo sucesivo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran ciertas realizaciones del concepto inventivo. Sin embargo, este concepto inventivo se puede incorporar de muchas formas diferentes y no se debería interpretar como limitado a las realizaciones expuestas en la presente memoria; más bien, estas realizaciones se proporcionan a modo de ejemplo de modo que esta descripción sea minuciosa y completa, y transmita completamente el alcance del concepto inventivo a los expertos en la técnica. Números similares se refieren a elementos similares a lo largo de la descripción. Cualquier paso o característica ilustrada mediante líneas discontinuas se debería considerar opcional.

La Fig. 1 es un diagrama esquemático que ilustra una red de comunicaciones 100 donde se pueden aplicar las realizaciones presentadas en la presente memoria. La red de comunicaciones 100 es una red de paquetes de datos de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6. La red de comunicaciones 100 comprende una Red de Servicios (SN) 110 externa. La Red de Servicios 110 comprende a su vez al menos un Servidor de Aplicaciones (AS) 111. La Red de Servicios 110 está conectada operativamente a una red celular 150 a través de la interfaz SGi. La red celular 150 puede ser una red de LTE. La red celular 150 comprende una Red Central (CN) 120 y una Red de Acceso por Radio (RAN) 130. La Red Central 120 comprende una Pasarela de Red de Paquetes de Datos (P-GW) 121. La P-GW 121 puede ser parte de un Nodo de Pasarela de Servicios de Internet de las Cosas Celular (C-SGN) 122. La P-GW 121 y el C-SGN 122 son ejemplos de entidades lógicas y se denominan en lo sucesivo nodos de pasarela de red central. La Red Central 120 puede comprender nodos lógicos adicionales, tales como un Servidor de Abonado Doméstico (HSS) 123 (no ilustrado en la Fig. 1). La Red Central 120 está conectada operativamente a la RAN 130 a través de la interfaz S1. La RAN 130 comprende al menos un Nodo de Red de Acceso por Radio (RANN) 131. El RANN se puede proporcionar como estación base de radio, estación transceptora base, nodo B, nodo B evolucionado o como unidad de radio remota. El RANN 131 proporciona acceso a la red a al menos un Dispositivo Inalámbrico (WD) 140, por ejemplo, a través de la interfaz Uu. De este modo, el dispositivo inalámbrico 140 se habilita para acceder a servicios e intercambiar datos con el Servidor de Aplicaciones 111. El dispositivo inalámbrico 140 puede ser un dispositivo inalámbrico portátil (tal como una estación móvil, un teléfono móvil, un teléfono, un teléfono de bucle local inalámbrico, un equipo de usuario (UE), teléfono inteligente, ordenador portátil, tableta o dispositivo de IoT, tal como una disposición de sensores configurada para acceder al Servidor de Aplicaciones 111, la red 150, etc.).

Como se indicó anteriormente, se puede establecer una conexión de túnel entre el dispositivo inalámbrico 140 y el Servidor de Aplicaciones 111. Hay muchas formas para que esta conexión de túnel sea establecida. Ahora se hace referencia a las Figs. 9(a) y 9(b) en relación con dos de tales alternativas. Las Figs. 9(a) y 9(b) ilustran esquemáticamente dos ejemplos de partes de la red de comunicaciones 100 de la Fig. 1 donde hay cuatro dispositivos inalámbricos 140 denominados WD-A, WD-B, WD-C y WD-D. La Fig. 9(a) ilustra un escenario donde hay una conexión de túnel individual por dispositivo inalámbrico para el AS 111, y la Fig. 9(b) ilustra un escenario donde hay una conexión de túnel común para todos los dispositivos inalámbricos para el AS 111.

Algunas preocupaciones se refieren a cómo se ha de identificar un dispositivo inalámbrico 140 en el AS 111. Algunas preocupaciones se refieren a cómo se han de cambiar los datos a la conexión de PDN correcta para reenviarlos al dispositivo inalámbrico 140 cuando se reciben datos de Enlace Descendente (DL) del AS 111 en la interfaz SGi en la P-GW 121 o el C-SGN 122. Dado que alguna identidad (ID) del dispositivo inalámbrico 140 necesita estar presente en los datos de DL recibidos, algunas preocupaciones se refieren a cómo almacenar la ID en la CN 120 y/o RAN 130. Por ejemplo, la ID debería estar presente en la P-GW 121 y/o el C-SGN 122 como parte de una tabla de conmutación. La ID, por ejemplo, se podría propagar desde la información de suscripción del dispositivo inalámbrico 140 como almacenada en el HSS 123. La ID, por ejemplo, se podría señalizar utilizando un protocolo de establecimiento de túnel en la interfaz SGi. Algunas preocupaciones se refieren a aspectos de seguridad coordinados para el túnel directo y la conexión de PDN. Algunas de estas preocupaciones están relacionadas con qué protocolo se usa entre el C-SGN 122 y/o la P-GW 121 y el AS 111.

A continuación se resumirán los supuestos que se han propuesto para resolver estos problemas. Se asigna un prefijo IPv6 al dispositivo inalámbrico 140 incluso si los datos son "no de IP". La dirección de IP no se proporciona al dispositivo inalámbrico 140; la dirección de IP solo se usa en la interfaz SGi. Se supone un túnel por dispositivo inalámbrico 140. El dispositivo inalámbrico 140 está en el AS 111 identificado por la dirección de IP del dispositivo inalámbrico 140. Cuando se reciben datos de DL en la interfaz SGi en la P-GW 121 y/o el C-SGN 122, los datos se conmutan a la conexión de PDN correcta para reenviar al dispositivo inalámbrico 140 mapeando la dirección de IP de destino al identificador de punto final de túnel (TEID) de conexión de PDN. La dirección de IP de destino define la ID del dispositivo inalámbrico 140 en los datos de DL recibidos. La asignación de direcciones de IP permite que la ID esté presente en la P-GW 121 y/o el C-SGN 122 como parte de la tabla de conmutación. Además, la dirección de IP se puede proporcionar (desde la P-GW 121 y/o el C-SGN 122) al AS 111 de la misma manera para datos basados tanto en "no de IP" como en "IP" (por ejemplo, excepcional o utilizando mecanismos de Radio/Diámetro de la especificación TS 29.061, etc.). No es necesario el establecimiento específico del túnel directo en términos de aspectos de seguridad.

Usando la dirección de IP para identificar el dispositivo inalámbrico 140 y para canalizar los datos no de IP al AS 111, el impacto en otro aspecto de la red de comunicaciones 100, tal como otros aspectos de la red celular 150, se mantiene pequeño. Por ejemplo, el manejo en los Servidores de Aplicaciones 111 puede ser el mismo para datos "no de IP" y datos de "IP".

Asignar y usar una dirección de IP para distinguir cada dispositivo inalámbrico 140 en el AS 111 y en la interfaz SGi en la P-GW 121 y/o el C-SGN 122 implica que se mantendrá la asignación de la dirección de IP en la red celular 150. Para mantener pequeño el impacto en la red de comunicaciones 100, el "Tipo de PDN" debe seguir siendo "IP" (es decir, IPv6) para la conexión de PDN de CloT.

A continuación se resumirán algunos cambios necesarios para las conexiones de PDN que transmiten datos "no de IP". En primer lugar, la P-GW 121 no proporcionará la dirección de IP asignada al dispositivo inalámbrico 140, es decir, la Configuración Automática de Direcciones sin Estado (SLAAC) o el Protocolo de Configuración Dinámica de Ordenador Central (DHCP) no se utilizan para conexiones de PDN "no de IP". En segundo lugar, las cabeceras de IP se eliminan/añaden antes de reenviar paquetes hacia/desde el dispositivo inalámbrico 140, respectivamente. En tercer lugar, el C-SGN 122 (o una Entidad de Gestión de Movilidad (MME) en la CN 120) debería indicar al RANN 131 que no use compresión de cabecera para el dispositivo inalámbrico 140 (si se usan portadores de radio de datos (DRB)).

Mediante este enfoque, el servicio "no de IP" proporcionado por la red celular 150 para CIoT se puede ver como un mecanismo para la compresión de cabecera o la eliminación de cabecera para reducir la cantidad de datos de sobrecarga que pasan por la interfaz de radio Uu de baja tasa de bits. La interfaz SGi hacia el AS 111 sigue siendo una interfaz de IP conocida. Esto permite el uso de mecanismos de IP existentes en el lado del AS y también minimiza el impacto en la red celular 150.

Dado que un dispositivo inalámbrico de CIoT 140 que usa "no de IP" puede no tener ningún medio para dirigirse a diferentes AS 111, la conexión operativa entre el dispositivo inalámbrico 140 y el AS 111 se puede considerar como un túnel punto a punto. La dirección de IP del AS 111, por ejemplo, se puede configurar comúnmente para todo el tráfico en un Nombre de Punto de Acceso (APN). La comunicación que usa UDP/IP se puede basar en el uso de puertos de UDP conocidos (por ejemplo, definido por 3GPP o despliegue único y coordinada en cuanto a gestión entre el AS 111 y el C-SGN 122) para datos "no de IP".

Las realizaciones descritas en la presente memoria se refieren particularmente a mecanismos para comunicar datos no de IP a través de una PDN de tipo de PDNIPv4, IPv6 o IPv4IPv6. Con el fin de obtener tales mecanismos, se proporciona un nodo de pasarela de red central 121, 122, un método realizado por el nodo de pasarela de red central 121, 122, un programa informático que comprende código, por ejemplo en forma de un producto de programa informático, que cuando se ejecuta en la circuitería de procesamiento del nodo de pasarela de red central 121, 122, hace que el nodo de pasarela de red central 121, 122 realice el método. Con el fin de obtener tales mecanismos, se proporciona además un dispositivo inalámbrico 140, un método realizado por el dispositivo inalámbrico 140 y un programa informático que comprende un código, por ejemplo en forma de un producto de programa informático, que cuando se ejecuta en la circuitería de procesamiento del dispositivo inalámbrico 140, hace que el dispositivo inalámbrico 140 realice el método.

La Fig. 2a ilustra esquemáticamente, en términos de una serie de unidades funcionales, los componentes de un nodo de pasarela de red central 121,122 según una realización. La circuitería de procesamiento 210 se proporciona usando cualquier combinación de uno o más de una unidad central de procesamiento (CPU), multiprocesador, microcontrolador, procesador de señal digital (DSP), circuito integrado de aplicaciones específicas (ASIC), agrupaciones de puertas programables en campo (FPGA), etc., adecuados, capaces de ejecutar instrucciones de software almacenadas en un producto de programa informático 410a (como en la Fig. 4), por ejemplo, en forma de medio de almacenamiento 230.

En particular, la circuitería de procesamiento 210 está configurada para hacer que el nodo de pasarela de red central 121, 122 realice un conjunto de operaciones, o pasos, S102-S112. Estas operaciones, o pasos, S102-S112 se describirán a continuación. Por ejemplo, el medio de almacenamiento 230 puede almacenar el conjunto de operaciones, y la circuitería de procesamiento 210 se puede configurar para recuperar el conjunto de operaciones del medio de almacenamiento 230 para hacer que el nodo de pasarela de red central 121, 122 realice el conjunto de operaciones. El conjunto de operaciones se puede proporcionar como un conjunto de instrucciones ejecutables. Por tanto, la circuitería de procesamiento 210 está dispuesta por ello para ejecutar métodos como se describe en la presente memoria.

El medio de almacenamiento 230 también puede comprender almacenamiento persistente que, por ejemplo, puede ser cualquiera o una combinación de memoria magnética, memoria óptica, memoria de estado sólido o incluso memoria montada de forma remota.

El nodo de pasarela de red central 121, 122 puede comprender además una interfaz de comunicaciones 220 para comunicarse con otras entidades de la red central 120, así como con entidades de la red de servicios 110, tal como uno o más servidores de aplicaciones 111, y entidades de la RAN 130, tales como uno o más RANN 131, e indirectamente con uno o más dispositivos inalámbricos 140. Como tal, la interfaz de comunicaciones 220 puede comprender uno o más transmisores y receptores, que comprenden componentes analógicos y digitales y un número adecuado de antenas para comunicaciones inalámbricas y puertos para comunicaciones por cable.

La circuitería de procesamiento 210 controla el funcionamiento general del nodo de pasarela de red central 121, 122, por ejemplo, enviando datos y señales de control a la interfaz de comunicaciones 220 y al medio de almacenamiento 230, recibiendo datos e informes desde la interfaz de comunicaciones 220 y recuperando datos e instrucciones del medio de almacenamiento 230. Otros componentes, así como la funcionalidad relacionada, del nodo de pasarela de red central 121, 122 se omiten con el fin de no oscurecer los conceptos presentados en la presente memoria.

La Fig. 2b ilustra esquemáticamente, en términos de una serie de módulos funcionales, los componentes de un nodo de pasarela de red central 121, 122 según una realización. El nodo de pasarela de red central 121, 122 de la Fig. 2b comprende un módulo de comunicaciones 210a configurado para realizar los siguientes pasos S102, S102a, S102b, S110, S110a, S110b. El nodo de pasarela de red central 121, 122 de la Fig. 2b puede comprender además una serie de módulos funcionales opcionales, tales como cualquiera de un módulo de eliminación 210b configurado para realizar los pasos S108a, S108aa a continuación, un módulo de adición 210c configurado para realizar los pasos S108b, S108bb a continuación, un módulo de indicación 210d configurado para realizar el paso S112 a continuación, un módulo de adquisición 210e configurado para realizar el paso S104 a continuación, y un módulo de reconocimiento 210f configurado para realizar el paso S106 a continuación. La funcionalidad de cada módulo funcional 210a-210f se describirá más adelante a continuación en cuyo contexto se pueden utilizar los módulos funcionales 210a-210f. En términos generales, cada módulo funcional 210a-210f se puede implementar en hardware o en software. Preferiblemente, uno o más o todos los módulos funcionales 210a-210f se pueden implementar por la circuitería de procesamiento 210, posiblemente en cooperación con las unidades funcionales 220 y/o 230. La circuitería de procesamiento 210 se puede disponer por tanto para obtener instrucciones del medio de almacenamiento 230 según se proporcionan por un módulo funcional 210a-210f y para ejecutar estas instrucciones, realizando de ese modo cualquier paso como se describirá en lo sucesivo.

El nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede proporcionar como un dispositivo autónomo o como parte de al menos un dispositivo adicional. Por ejemplo, el nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede proporcionar en un nodo de la red central 120. Por ejemplo, la funcionalidad del nodo de pasarela de red central se puede implementar en una P-GW 121 o en un C-SGN 122.

Además, la funcionalidad del nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede distribuir entre al menos dos dispositivos o nodos. Por tanto, una primera parte de las instrucciones realizadas por el nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede ejecutar en un primer dispositivo, y una segunda parte de las instrucciones realizadas por el nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede ejecutar en un segundo dispositivo; las realizaciones descritas en la presente memoria no se limitan a ningún número particular de dispositivos en los que se pueden ejecutar las instrucciones realizadas por el nodo de pasarela de red central 121, 122. Por lo tanto, los métodos según las realizaciones descritas en la presente memoria son adecuados para ser realizados por un nodo de pasarela de red central 121, 122 que reside en un entorno computacional en la nube. Por lo tanto, aunque en las Figs. 2a se ilustra una circuitería de procesamiento 210 única, la circuitería de procesamiento 210 se puede distribuir entre una pluralidad de dispositivos o nodos. Lo mismo se aplica a los módulos funcionales 210a-210f de la Fig. 2b y al programa informático 420a de la Fig. 4 (véase a continuación).

La Fig. 3a ilustra esquemáticamente, en términos de una serie de unidades funcionales, los componentes de un dispositivo inalámbrico 140 según una realización. La circuitería de procesamiento 310 se proporciona usando cualquier combinación de uno o más de una unidad central de procesamiento (CPU), multiprocesador, microcontrolador, procesador de señal digital (DSP), circuito integrado de aplicaciones específicas (ASIC), agrupaciones de puertas programables en campo (FPGA), etc., disponibles, capaces de ejecutar instrucciones de software almacenadas en un producto de programa informático 410b (como en la Fig. 4), por ejemplo, en forma de un medio de almacenamiento 330.

En particular, la circuitería de procesamiento 310 está configurada para hacer que el dispositivo inalámbrico 140 realice un conjunto de operaciones, o pasos, S202-S206. Estas operaciones, o pasos, S202-S206 se describirán a continuación. Por ejemplo, el medio de almacenamiento 330 puede almacenar el conjunto de operaciones, y la circuitería de procesamiento 310 se puede configurar para recuperar el conjunto de operaciones del medio de almacenamiento 330 para hacer que el dispositivo inalámbrico 140 realice el conjunto de operaciones. El conjunto de operaciones se puede proporcionar como un conjunto de instrucciones ejecutables. Por tanto, la circuitería de procesamiento 310 está dispuesta por ello para ejecutar métodos como se describen en la presente memoria.

El medio de almacenamiento 330 también puede comprender almacenamiento persistente que, por ejemplo, puede ser uno cualquiera o una combinación de memoria magnética, memoria óptica, memoria de estado sólido o incluso memoria montada de forma remota.

El dispositivo inalámbrico 140 puede comprender además una interfaz de comunicaciones 320 para comunicaciones con entidades de la RAN 130, tales como uno o más RANN 131, e indirectamente con entidades de la red central 120, tales como un nodo de pasarela de red central 121, 122. Como tal, la interfaz de comunicaciones 320 puede comprender uno o más transmisores y receptores, que comprenden componentes analógicos y digitales y un número adecuado de antenas para comunicaciones inalámbricas y puertos para comunicaciones por cable.

La circuitería de procesamiento 310 controla el funcionamiento general del dispositivo inalámbrico 140, por ejemplo, enviando datos y señales de control a la interfaz de comunicaciones 320 y al medio de almacenamiento 330, recibiendo datos e informes desde la interfaz de comunicaciones 320 y recuperando datos e instrucciones del medio de almacenamiento 330. Otros componentes, así como la funcionalidad relacionada, del dispositivo inalámbrico 140 se omiten con el fin de no oscurecer los conceptos presentados en la presente memoria.

La Fig.3b ilustra esquemáticamente, en términos de una serie de módulos funcionales, los componentes de un dispositivo inalámbrico 140 según una realización. El dispositivo inalámbrico 140 de la Fig. 3b comprende una serie de módulos funcionales; un módulo de comunicaciones 310a configurado para realizar el paso S206 anterior, un módulo de suministro 310b configurado para realizar el paso S202 anterior y un módulo de recepción 310c configurado para realizar el paso S204 anterior. El dispositivo inalámbrico 140 de la Fig. 3b puede comprender además una serie de módulos funcionales opcionales. La funcionalidad de cada módulo funcional 310a-310c se describirá adicionalmente a continuación en cuyo contexto se pueden usar los módulos funcionales 310a-310c. En términos generales, cada módulo funcional 310a-310c se puede implementar en hardware o en software. Preferiblemente, uno o más o todos los módulos funcionales 310a-310c se pueden implementar por la circuitería de procesamiento 310, posiblemente en cooperación con las unidades funcionales 320 y/o 330. La circuitería de procesamiento 310 por tanto se puede disponer para obtener instrucciones del medio de almacenamiento 330 según se proporcionan por un módulo funcional 310a-310c y para ejecutar estas instrucciones, realizando así cualquier paso como se describirá en lo sucesivo.

La Fig. 4 muestra un ejemplo de un producto de programa informático 410a, 410b que comprende un medio legible por ordenador 430. En este medio legible por ordenador 430, se puede almacenar un programa informático 420a, cuyo programa informático 420a puede hacer que la circuitería 210 de procesamiento y entidades y dispositivos acoplados operativamente a la misma, tales como la interfaz de comunicaciones 220 y el medio de almacenamiento 230, ejecuten los métodos según las realizaciones descritas en la presente memoria. El programa informático 420a y/o el producto de programa informático 410a pueden proporcionar por tanto medios para realizar cualquier paso del nodo de pasarela de red central 121, 122 como se describe en la presente memoria. En este medio legible por ordenador 430, se puede almacenar un programa informático 420b, cuyo programa informático 420b puede hacer que la circuitería de procesamiento 310 y las entidades y dispositivos acoplados operativamente a la misma, tales como la interfaz de comunicaciones 320 y el medio de almacenamiento 330, ejecuten los métodos según las realizaciones descritas en la presente memoria. El programa informático 420b y/o el producto de programa informático 410b pueden proporcionar por tanto medios para realizar cualquier paso del dispositivo inalámbrico 140 como se describe en la presente memoria.

En el ejemplo de la Fig. 4, el producto de programa informático 410a, 410b se ilustra como un disco óptico, tal como un CD (disco compacto) o un DVD (disco versátil digital) o un disco Blu-Ray. El producto de programa informático 410a, 410b también se podría incorporar como una memoria, tal como una memoria de acceso aleatorio (RAM), una memoria de solo lectura (ROM), una memoria de solo lectura programable borrable (EPROM) o una memoria de solo lectura programable borrable eléctricamente (EEPROM) y más particularmente como un medio de almacenamiento no volátil de un dispositivo en una memoria externa tal como una memoria de USB (Bus Universal Serie) o una memoria Flash, tal como una memoria Compact Flash. Por tanto, mientras que el programa informático 420a, 420b se muestra aquí esquemáticamente como una pista en el disco óptico representado, el programa informático 420a, 420b se puede almacenar de cualquier forma que sea adecuada para el producto de programa informático 410a, 410b.

Las Figs. 5 y 6 son diagramas de flujo que ilustran realizaciones de métodos para comunicar datos no de IP a través de una red de paquetes de datos 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 como se realiza por el nodo de pasarela de red central 121, 122. Las Figs. 7 y 8 son diagramas de flujo que ilustran realizaciones de métodos para comunicar datos no de IP a través de una red de paquetes de datos 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 como se realiza por el dispositivo inalámbrico 140. Los métodos se proporcionan ventajosamente como los programas informáticos 420a, 420b.

Ahora se hace referencia a la Fig. 5 que ilustra un método para comunicar datos no de IP a través de una red de paquetes de datos 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 como se realiza por el nodo de pasarela de red central 121, 122 según una realización.

El nodo de pasarela de red central 121, 122 comunica paquetes de IP con el servidor de aplicaciones 111. El nodo de pasarela de red central 121, 122 está configurado por tanto para, en un paso S102, comunicar paquetes de IP a través de una red de paquetes de datos 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 con un servidor de aplicaciones 111. Los paquetes de IP comprenden una cabecera de IP 1110 y están dirigidos a un dispositivo inalámbrico 140.

Sin embargo, para las comunicaciones entre el nodo de pasarela de red central 121, 122 y el dispositivo inalámbrico 140, las comunicaciones se pueden considerar como sin cabecera. En particular, el nodo de pasarela de red central 121, 122 está configurado para, en un paso S110, comunicar paquetes de carga útil sin cabecera a través de la red de paquetes de datos 100 con el dispositivo inalámbrico 140.

Los paquetes de carga útil sin cabecera comunicados en el paso S110 representan los datos no de IP. Además, los paquetes de carga útil sin cabecera comunicados en el paso S110 corresponden a los paquetes de IP comunicados en el paso S102 pero con la cabecera de IP 1110 que está eliminada.

La Fig. 11 ilustra esquemáticamente la estructura de un paquete de IP 1100 según una realización. El paquete de IP 1100 comprende una cabecera 1110 y una carga útil 1120. La carga útil 1120, a su vez, comprende un paquete de UDP 1130. El paquete de UDP 1130 comprende una cabecera de UDP 1140 y una carga útil 1150. Por lo tanto, las cargas útiles 1120 y 1150 representan paquetes de carga útil sin cabecera. Como comprenderá un experto en la técnica, en lugar de comprender un paquete de UDP 1130, el paquete de IP 1100 puede comprender otro tipo de paquete. El paquete de UDP 1130 descrito en la presente memoria se puede reemplazar por tanto por cualquier otro paquete adecuado que tenga una cabecera que se pueda eliminar según las realizaciones descritas en la presente memoria.

Puede haber diferentes formas para que el nodo de pasarela de red central 121, 122 comunique los paquetes de IP 1100 con el servidor de aplicaciones 111. Por ejemplo, los paquetes de IP 1100 se pueden comunicar en la interfaz SGi (si el nodo de pasarela de red central es una P- GW 121) o en la interfaz S5/S8 (si el nodo de pasarela de red central es un C-SGN 122) del nodo de pasarela de red central. Por lo tanto, la interfaz de comunicaciones 320 puede implementar una interfaz SGi y/o una interfaz S5/S8.

Puede haber diferentes formas para que el nodo de pasarela de red central 121,122 comunique los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 con el dispositivo inalámbrico 140. Por ejemplo, los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 se pueden comunicar en una conexión a través de la red de paquetes de datos 100 donde esta conexión es identificable como no de IP.

Como se indicó anteriormente, la P-GW 121 puede no proporcionar la dirección de IP asignada al dispositivo inalámbrico 140, es decir, la Configuración Automática de Dirección sin Estado o DHCP no se puede usar para conexiones de PDN no de IP. Además, en caso de que los paquetes de IP 1100 comprendan una dirección de IP del dispositivo inalámbrico 140, los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 pueden no comprender ninguna dirección de IP del dispositivo inalámbrico 140.

Los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 se pueden comunicar en tramas del Protocolo de Tunelización del Servicio General de Paquetes por Radio (GTP).

Ahora se hace referencia a la Fig.6 que ilustra métodos para comunicar datos no de IP a través de una red de paquetes de datos 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 como se realiza por el nodo de pasarela de red central 121, 122 según realizaciones adicionales.

El nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede configurar para eliminar las cabeceras de IP 1110 en los paquetes que se comunican al dispositivo inalámbrico 140 (es decir, en el enlace descendente), y para añadir las cabeceras de IP 1110 que se comunican desde el dispositivo inalámbrico 140 (es decir, en el enlace ascendente).

Por lo tanto, según una realización, el nodo de pasarela de red central 121, 122 está configurado para, en un paso S102a, comunicar los paquetes de IP 1100 con el servidor de aplicaciones 111 recibiendo los paquetes de IP 1100 a través de la red de paquetes de datos 100. El nodo de pasarela de red central 121, 122 entonces se puede configurar para, en un paso S108a, eliminar la cabecera de IP 1110 de los paquetes de IP 1100 para formar los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150. Según esta realización, el nodo de pasarela de red central 121, 122 está configurado para, en un paso S110a, comunicar los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 con el dispositivo inalámbrico 140 transmitiendo los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 a través de la red de paquetes de datos 100 hacia el dispositivo inalámbrico 140.

Además, cada paquete de IP puede comprender una cabecera de UDP 1140. El nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede configurar entonces para, en un paso S108aa, eliminar la cabecera de UDP 1140 de los paquetes de IP 1100 antes de transmitir los paquetes de carga útil sin cabecera. 1120, 1150 en el paso S110a. Se puede usar un procedimiento similar como en el paso S108aa para otros tipos de cabeceras distintas de las cabeceras de UDP.

Según otra realización, el nodo de pasarela de red central 121, 122 está configurado para, en un paso S110b, comunicar paquetes de carga útil sin cabecera 1102, 1150 con el dispositivo inalámbrico 140 recibiendo paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 a través de la red de paquetes de datos 100 del dispositivo inalámbrico 140. El nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede configurar entonces para, en un paso S108b, añadir la cabecera de IP 1110 a los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 para formar los paquetes de IP 1100. Según esta realización, el nodo de pasarela de red central 121, 122 está configurado para, en un paso S102b, comunicar los paquetes de IP 1100 con el servidor de aplicaciones 111 transmitiendo los paquetes de IP 1100 a través de la red de paquetes de datos 100 hacia el servidor de aplicaciones 111.

Además, el nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede configurar para, en un paso S108bb, añadir una cabecera de UDP 1140 a los paquetes de IP 1100 antes de transmitir los paquetes de IP 1100 en el paso S102b. Se puede usar un procedimiento similar como en el paso S108bb para otros tipos de cabeceras distintas de las cabeceras de UDP.

Hay varias formas para que el nodo de pasarela de red central 121, 122 determine si eliminar/añadir una cabecera de IP 1110 (y una cabecera de UDP 1140) a los paquetes transmitidos hacia/desde el dispositivo inalámbrico 140. Por ejemplo, el servidor de aplicaciones 111 identifica la dirección de IP, el protocolo (normalmente UDP) y el puerto (se puede utilizar cualquier valor) que se configuran en relación con el dispositivo inalámbrico 140 en el nodo de pasarela de red central 121, 122, así como las identidades locales a usar en relación con el dispositivo inalámbrico 140. El sufijo-prefijo de la dirección de IPv6 se puede aprender de la asignación de la dirección de IP para el dispositivo inalámbrico 140, el protocolo y el puerto.

El nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede configurar para, en un paso S104, adquirir una indicación del dispositivo inalámbrico 140 para comunicarse sin cabecera con el dispositivo inalámbrico 140. Hay diferentes eventos que pueden desencadenar el nodo de pasarela de red central 121, 122 pueden comunicarse sin cabecera con el dispositivo inalámbrico 140.

Por ejemplo, el dispositivo inalámbrico 140 puede solicitar que se active la eliminación de cabecera/adición de cabecera en el nodo de pasarela de red central 121, 122. Es decir, la indicación adquirida en el paso S104 puede solicitar que el nodo de pasarela de red central 121, 122 elimine la cabecera de IP 1110 de los paquetes de IP 1100 a ser transmitidos hacia el dispositivo inalámbrico 140, y/o añadir la cabecera de IP 1110 a los paquetes sin cabecera 1120, 1150 recibidos del dispositivo inalámbrico 140 a ser transmitidos al AS 111. La indicación se puede adquirir durante un procedimiento de conexión inicial o un procedimiento de activación de PDN del dispositivo inalámbrico 140.

Si el nodo de pasarela de red central 121, 122 se ha de comunicar sin cabecera con el dispositivo inalámbrico 140, se puede negociar por tanto entre el nodo de pasarela de red central 121, 122 y el dispositivo inalámbrico 140. En los elementos de información de Opciones de Configuración de Protocolo (PCO) o de Opciones de Configuración de Protocolo Adicional (APCO) de la red de comunicaciones existente se utilizan para las negociaciones entre el nodo de pasarela de red central 121, 122 y el dispositivo inalámbrico 140. Según las realizaciones descritas en la presente memoria se usa el campo “Tipo de PDN”, por ejemplo, "IPv6" y se añade soporte para una solicitud "No de IP" (es decir, una solicitud de comunicaciones sin cabecera) que se envía desde el dispositivo inalámbrico 140 al nodo de pasarela de red central 121, 122 en los elementos de información de PCO o APCO existentes. Por lo tanto, la indicación adquirida en el paso S104 se puede proporcionar en elementos de información de PCO o elementos de información de APCO recibidos desde el dispositivo inalámbrico 140. El nodo de pasarela de red central 121, 122 puede no realizar ningún anuncio de enrutador para IPv6 cuando se ha negociado el nuevo valor de PCO.

Una alternativa para usar PCO/APCO puede ser para el nodo de pasarela de red central 121, 122 usar la Identidad Internacional de Equipo de Estación Móvil (IMEI) o el Código de Asignación de Tipo (TAC) del dispositivo inalámbrico 140 para saber implícitamente qué dispositivos inalámbricos 140 pueden comunicar comunicaciones sin cabecera. La opción No de IP entonces se puede definir estáticamente por tipo de dispositivo. Esto implica que no se necesita negociación entre el nodo de pasarela de red central 121, 122 y el dispositivo inalámbrico 140; en su lugar, el nodo de pasarela de red central 121, 122 puede tener acceso a reglas, por ejemplo, como las almacenadas en el medio de almacenamiento 230, que identifican los dispositivos inalámbricos que utilizarán comunicaciones sin cabecera y puede leer la IMEI/TAC con el fin de determinar si comunicarse o no sin cabecera con el dispositivo inalámbrico 140.

El nodo de pasarela de red central 121, 122 puede proporcionar además una indicación al dispositivo inalámbrico 140 de que se ha establecido una conexión de PDN "No de IP". Por lo tanto, el nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede configurar para, en un paso S106, reconocer al dispositivo inalámbrico 140 para comunicarse sin cabecera con el dispositivo inalámbrico 140. El reconocimiento se puede proporcionar en una Respuesta de Creación de Sesión o una Respuesta de Activación de PDN.

Los paquetes sin cabecera 1120, 1150 se pueden comunicar en puertos de UDP del nodo de pasarela de red central 121, 122. Es decir, el nodo de pasarela de red central 121, 122 puede tener un canal preconfigurado (por ejemplo, UDP/IP con puertos de UDP dedicados) para cualquier comunicación "no de IP" que permita que el nodo de pasarela de red central 121, 122 capture paquetes sin cabecera 1120, 1150 de enlace ascendente y los encapsule en tramas de IP (por ejemplo, UDP/IP) y envíe eso a un servidor de aplicaciones 111 configurado. En el enlace descendente, el nodo de pasarela de red central 121, 122 captura los paquetes de IP (por ejemplo, UDP/IP) en base a la dirección de IP y el puerto de destino), elimina las cabeceras y encapsula la carga útil en formato sin procesar en tramas, tales como tramas de GTP, que se reenvían al dispositivo inalámbrico 140.

Como se describirá además a continuación, el nodo de pasarela de red central 121, 122 puede indicar a un RANN 131 que no use compresión de cabecera para el dispositivo inalámbrico 140 (por ejemplo, si se usan DRB). Por lo tanto, el nodo de pasarela de red central 121, 122 se puede configurar para, en un paso S112, indicarle a un RANN 131 que sirve al dispositivo inalámbrico 140 que no use compresión de cabecera para el dispositivo inalámbrico 140.

Ahora se hace referencia a la Fig. 7 que ilustra un método para comunicar datos no de IP a través de una red de paquetes de datos 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 como se realiza por el dispositivo inalámbrico 140 según una realización.

Como se indicó anteriormente, el nodo de pasarela de red central 121, 122 en el paso S110 comunica los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 con el dispositivo inalámbrico 140. Por lo tanto, el dispositivo inalámbrico 140 está configurado para, en el paso S206, comunicar los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 en una conexión sobre una red de paquetes de datos 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 con el nodo de pasarela de red central 121, 122. La conexión se considera por el dispositivo inalámbrico 140 como una conexión punto a punto.

Esto puede requerir que el dispositivo inalámbrico 140 solo se comunique con un servidor de aplicaciones 111 remoto y que la configuración de IP para ese servidor de aplicaciones 111 se pueda establecer desde el nodo de pasarela de red central 121, 122 en lugar de desde el servidor de aplicaciones 111 de modo que la interfaz aérea Uu solo transporte la carga útil real. Este tipo de comunicaciones similares a la compresión necesitan entonces terminar en el nodo de pasarela de red central 121, 122 en lugar de en el RANN 131 como en los esquemas de compresión de cabecera actuales.

El dispositivo inalámbrico está configurado con un Nombre de Punto de Acceso (APN) y el APN puede ser identificable como no de IP.

Como se indicó anteriormente, los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 pueden no comprender ninguna cabecera de UDP de usuario 1140.

Como se indicó anteriormente, los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 pueden no comprender ninguna dirección de IP del dispositivo inalámbrico.

Como se indicó anteriormente, la conexión entre el dispositivo inalámbrico 140 y el nodo de pasarela de red central 121, 122 puede ser identificable como no de IP.

Como se indicó anteriormente, los paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 se pueden comunicar en tramas de GTP.

Ahora se hace referencia a la Fig. 8 que ilustra métodos para comunicar datos no de IP a través de una red de paquetes de datos 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 como se realiza por el dispositivo inalámbrico 140 según realizaciones adicionales.

Como se indicó anteriormente, el dispositivo inalámbrico 140 y el nodo de pasarela de red central 121, 122 pueden negociar si usar o no comunicaciones sin cabecera entre los mismos. Por lo tanto, el dispositivo inalámbrico 140 se puede configurar para, en un paso S202, proporcionar una indicación al nodo de pasarela de red central 121, 122 para comunicarse sin cabecera con el dispositivo inalámbrico 140. Como se indicó anteriormente, la indicación se puede proporcionar durante un procedimiento de conexión inicial o procedimiento de activación de PDN del dispositivo inalámbrico 140.

Como se indicó anteriormente, el nodo de pasarela de red central 121, 122 puede indicar al dispositivo inalámbrico 140 que se ha establecido una conexión de PDN "no de IP". Por lo tanto, el dispositivo inalámbrico 140 se puede configurar para, en un paso S204, recibir un reconocimiento del nodo de pasarela de red central 121, 122 de que el nodo de pasarela de red central 121, 122 se ha de comunicar sin cabecera con el dispositivo inalámbrico 140. Como se indicó anteriormente, el reconocimiento se puede recibir en una Respuesta de Creación de Sesión o una Respuesta de Activación de PDN.

El dispositivo inalámbrico 140 se puede configurar para no usar IPv6. Sin embargo, las comunicaciones sin cabecera descritas en la presente memoria se pueden realizar en paralelo a las comunicaciones de tramas de IP ordinarias entre el dispositivo inalámbrico 140 y el nodo de pasarela de red central 121, 122. Las realizaciones descritas en la presente memoria pueden permitir por tanto la transmisión paralela de paquetes de carga útil sin cabecera 1120, 1150 y tramas de IP ordinarias (tramas de IPv4 y/o IPv6). Cuando se realiza una comunicación paralela con paquetes de carga útil sin cabecera y paquetes de IP regulares, se puede usar un formato de encapsulación para distinguir los paquetes de carga útil sin cabecera de los paquetes de IP regulares en la dirección del enlace ascendente. Un mecanismo para lograr tal distinción es anteponer datos no de IP con un byte que puede no aparecer en las cabeceras de IP, por ejemplo, el valor cero ("o"). Pero también se pueden utilizar otras alternativas para lograr tal distinción de las tramas. Por ejemplo, todas las tramas de IP en una conexión capaz de "No de IP" se pueden anteponer por un byte con el valor 255 como prefijo ("oxff'). Cualquier paquete de carga útil sin cabecera en esa conexión que comience con el valor 255 (en el primer byte) también se antepone con un byte de valor 255. De esta manera, cuando el valor 255 está presente en los primeros dos bytes, o si cualquier otro valor que no sea 255 está presente en el primer byte, el paquete se interpreta como un paquete de carga útil sin cabecera, mientras que todos los demás paquetes se interpretan como paquetes de IP y se elimina el primer byte. Esto proporcionaría una sobrecarga baja para los paquetes de carga útil sin cabecera.

Las comunicaciones sin cabecera se pueden usar para comunicación optimizada de banda estrecha para las funciones principales del dispositivo inalámbrico 140 y las comunicaciones de IP ordinarias se pueden usar, por ejemplo, para comunicaciones de uso intensivo de datos, tales como actualizaciones de software. Las comunicaciones sin cabecera y las comunicaciones de IP ordinarias se pueden multiplexar a diferentes partes de la circuitería de procesamiento 310 del dispositivo inalámbrico 140. La parte de la circuitería de procesamiento 310 que maneja las comunicaciones del tráfico de IP ordinario puede entonces, por ejemplo, estar inactiva/apagada cuando no es necesaria, por lo que se ahorra procesamiento y/o requisitos de energía en el dispositivo inalámbrico 140.

Una realización particular para comunicar datos no de IP a través de una red de paquetes de datos 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 en base a al menos algunas de las realizaciones descritas anteriormente se describirá ahora en detalle.

Esta realización se refiere al establecimiento de una conexión de PDN "no de IP" (o un contexto de protocolo de paquetes de datos (PDP)) para permitir que tal protocolo sea utilizado por un dispositivo inalámbrico de CIoT 140 hacia el servidor de aplicaciones 111 en la red de paquetes de datos 100. El nodo de pasarela de red central 121, 122 en este caso puede ser una pasarela transparente, y el dispositivo inalámbrico de CIoT 140 puede comunicarse con el servidor de aplicaciones 111 específico directamente utilizando los métodos descritos en la presente memoria. No se requiere un procedimiento específico no de IP por el nodo de pasarela de red central 121, 122.

Ahora se hace referencia al diagrama de señalización según la Fig. 10. Como se indicó anteriormente (véase, por ejemplo, la Fig. 1), la P-GW 121 y el C-SGN 122 son entidades lógicas que se pueden implementar en la misma entidad; la P-GW 121 podría ser parte del C-SGN 122. Sin embargo, por claridad, estas entidades se han ilustrado por separado en la Fig. 10.

S301: El dispositivo inalámbrico 140 envía una conexión inicial con una indicación establecida en "No de IP". El formato del mensaje es el definido en la especificación TS 24.301. Una forma de implementar el paso S301 es realizar cualquiera de los pasos S104, S202.

S302: El C-SGN 122, si se considera necesario, autentica el dispositivo inalámbrico 140 según procedimientos conocidos. El C-SGN 122 procesa la conexión inicial e identifica que el dispositivo inalámbrico 140 utiliza datos no de IP. Se llevará a cabo la asignación de dirección de IP, pero se utilizarán cabeceras no de IP en los datos entregados al/desde el dispositivo inalámbrico 140. Dado que un dispositivo inalámbrico 140 no de IP no tiene medios para dirigirse a diferentes Servidores de Aplicaciones 111, el C-SGN 122 selecciona un destino adecuado para el dispositivo inalámbrico 140, por ejemplo, el Servidor de Aplicaciones 111, según el APN y reenviará cualquier dato desde el dispositivo inalámbrico 140 a ese Servidor de Aplicaciones 111 específico. Los datos no de IP enviados hacia/desde el Servidor de Aplicaciones 111 y el dispositivo inalámbrico 140 se encapsulan en paquetes de UDP/IP. La dirección de IP asignada al dispositivo inalámbrico 140 y la dirección de IP del AS 111 configurada en el APN no de IP se usarán para establecer las direcciones en la cabecera de UDP/IP. Otras operaciones relacionadas con IP son las mismas que en el paso S304. Una forma de implementar el paso S302 es realizar los pasos S106.

Los pasos S303 a S305 se ejecutan solo cuando el dispositivo inalámbrico 140 está en itinerancia.

5303. El C-SGN 122 procesa la conexión inicial e identifica, en base a la indicación No de IP recibida en el paso S301, que el dispositivo inalámbrico 140 utiliza datos no de IP. Por lo tanto, el C-SGN 122 selecciona una P-GW 121 adecuada según el APN. El C-SGN 122 envía una Solicitud de Creación de Sesión o un mensaje de solicitud similar a la P-GW 121, indicando que se solicita "no de IP". Una forma de implementar el paso S303 es realizar el paso S104.

5304. La P-GW 121 ejecuta las operaciones relacionadas con IP para "no de IP", por ejemplo, asignación de dirección de IP, pero sin SLAAC (por ejemplo, no se envían Anuncios de Enrutador al dispositivo inalámbrico 140), conmutación modificada donde se eliminan/añaden cabeceras de IP en el reenvío (las cabeceras de IP se eliminan en el DL y se añaden en el UL). La P-GW 121 utiliza una ruta de reenvío directo, por ejemplo, un túnel punto a punto, hacia el Servidor de Aplicaciones 111 o la red de paquetes de datos 110 asociada con el APN.

A este respecto, el servicio "no de IP" proporcionado por la red celular 150 (como se representa por la RAN 130 y la CN 12) para comunicaciones de CIoT se puede considerar como una compresión de cabecera o eliminación de cabecera entre el dispositivo inalámbrico 140 y la P-GW 121 para reducir la cantidad de datos de sobrecarga pasados a través de la interfaz de radio Uu de baja tasa de bits. La interfaz SGi hacia el Servidor de Aplicaciones 111 sigue siendo una interfaz de IP "normal", que permite el uso de cualquier tecnología de IP disponible en el lado del Servidor de Aplicaciones y minimiza el impacto en la red celular 150. Dado que un dispositivo inalámbrico de CIoT 140 que utiliza "no de IP" no tiene medios para dirigirse a diferentes Servidores de Aplicaciones 111, la conexión entre el dispositivo inalámbrico 140 y el Servidor de Aplicaciones 111 se considerará como un túnel punto a punto. La dirección de IP del Servidor de Aplicaciones 111 se define en el APN.

5305. La P-GW 121 responde con una Respuesta de Creación de Sesión, indicando que se ha establecido la conexión de PDN "No de IP". Una forma de implementar el paso S305 es realizar cualquiera de los pasos S106, S204.

5306. El C-SGN 122 utiliza mensajes S1 ya disponibles para establecer el contexto de dispositivo inalámbrico correspondiente en el RANN 131. El C-SGN 122 indica al RANN 131 que no se utilizará la compresión de cabecera. El C-SGN 122 también incluye un mensaje Aceptación de Conexión en la capa de estrato sin acceso (NAS). Una forma de implementar el paso S306 es realizar el paso S112.

S307-S308. Se intercambian mensajes de control de recursos de radio (RRC) para configurar los portadores de radio correspondientes, incluyendo el DRB para la conexión de PDN. Se utiliza el mismo tipo de DRB independientemente de si transporta datos de IP o no de IP.

Si se utilizan pequeños mecanismos de entrega de datos, por ejemplo, los llamados datos sobre NAS, el establecimiento de DRB no es necesario, por ejemplo, la comunicación a través de un portador por defecto puede ser suficiente.

5309. Los mensajes S1 ya disponibles se utilizan para informar al C-SGN 122 del establecimiento exitoso de los portadores de radio.

5310. El dispositivo inalámbrico 140 envía una Conexión Completa al C-SGN 122 para indicar el establecimiento exitoso de la conexión de PDN "No de IP".

5311. Para el tráfico no de IP de enlace ascendente, el dispositivo inalámbrico 140 envía los datos no de IP al C-SGN 122 a través de la conexión de PDN. El C-SGN 122, a su vez, encapsula y reenvía los datos en paquetes de UDP/IP al Servidor de Aplicaciones 111. En caso de que el dispositivo inalámbrico 140 esté en itinerancia, el C-SGN 122 reenvía los datos no de IP a la P-GW 121 y la P-GW 121 reenvía los datos encapsulados en paquetes de UDP/IP al Servidor de Aplicaciones 111. Para el tráfico no de IP de enlace descendente, el Servidor de Aplicaciones 111 envía datos no de IP encapsulados en paquetes de UDP/IP para el dispositivo inalámbrico 140 y reenvía los datos a la P-GW 121 o el C-SGN 122. La P-GW 121 en itinerancia y el C-SGN 122 eliminan de otro modo la cabecera de UDP/IP antes de reenviar el tráfico no de IP de enlace descendente al dispositivo inalámbrico 140 usando el portador para la conexión de PDN no de IP. La P-GW 121/C-GSN puede usar un puerto de UDP conocido para desencadenar la eliminación de la cabecera de IP. Alternativamente, el desencadenamiento se puede acoplar con el APN usado. Una forma de implementar el paso S310 es realizar cualquiera de los pasos S102, S102a, S102b, S108a, S108aa, S108b, S108bb, S110, S110a, S110b, S206.

Como ya se mencionó al comienzo de la descripción detallada, el dispositivo inalámbrico 140 está en el AS 111 identificado por la dirección de IP del dispositivo inalámbrico 140. Cuando se reciben datos de DL en la interfaz SGi en la P-GW 121 y/o el C-SGN 122, los datos se conmutan a la conexión de PDN correcta para reenviarlos al dispositivo inalámbrico 140 mapeando la dirección de IP de destino al identificador de punto final de túnel (TEID) de Conexión de PDN. La dirección de IP de destino define la ID del dispositivo inalámbrico 140 en los datos de DL recibidos. La asignación de dirección de IP permite que la ID esté presente en la P-GW 121 y/o el C-SGN 122 como parte de una tabla de conmutación. Además, la dirección de IP se puede proporcionar (desde la P-GW 121 y/o el C-SGN 122) al AS 111 de la misma manera para datos basados tanto en "no de IP" como en "IP" (por ejemplo, excepcional o utilizando mecanismos de Radio/Diámetro de la especificación TS 29.061, etc.).

Como también ya se mencionó al principio de la descripción detallada, alguna identidad (ID) del dispositivo inalámbrico 140 necesita estar presente en los datos de DL recibidos. Además, la ID necesita ser almacenada en la CN 120 y/o la RAN 130. Por ejemplo, la ID puede estar presente en la P-GW 121 y/o el C-SGN 122 como parte de una tabla de conmutación. La ID, por ejemplo, se podría propagar desde la información de suscripción del dispositivo inalámbrico 140, por ejemplo, almacenada en el HSS 123 o base de datos similar.

Es posible utilizar otros mecanismos de entrega de datos pequeños para entregar tráfico no de IP entre el dispositivo inalámbrico 140 y el C-SGN 122, por ejemplo, los llamados Datos sobre NAS.

Para conexiones de PDN marcadas como "No de IP", la P-GW 121 no utiliza SLAAC ni DHCP.

Por tanto, las cabeceras de UDP/IP se eliminan/añaden antes de reenviar hacia/desde el dispositivo inalámbrico 140. Es decir, la P-GW 121 o el C-SGN 122 añade una cabecera de UDP/IP cuando se envían datos hacia el AS 111 en la interfaz SGi (o una interfaz correspondiente), y la P-GW 121/C-SGN 122 elimina la cabecera de UDP/IP cuando se recibe en la interfaz SGi antes de enviar los datos hacia el dispositivo inalámbrico 140.

El RANN 131 (y/o la MME) está provisto de una indicación para no usar compresión de cabecera para el dispositivo inalámbrico 140 (si se usan DRB).

El concepto inventivo se ha descrito principalmente anteriormente con referencia a unas pocas realizaciones. Sin embargo, como se aprecia fácilmente por un experto en la técnica, otras realizaciones además de las descritas anteriormente son igualmente posibles dentro del alcance del concepto inventivo, como se define en las reivindicaciones de patente adjuntas. Por ejemplo, aunque se han descrito algunas realizaciones en el contexto de la estandarización de la versión 13 del 3GPP de comunicación de tipo Internet de las Cosas Celular (Máquina a Máquina), las realizaciones descritas en la presente memoria son adecuadas para cualquier tipo de comunicación a través de enlaces de banda estrecha que utilizan una PDN 100 de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un método para comunicar datos no de Protocolo de Internet, IP, a través de una red de paquetes de datos, PDN, (100) de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6, el método que se realiza por un nodo de pasarela de red central (121, 122), el método que comprende:

asignar (S304) una dirección de Protocolo de Internet, IP, para un dispositivo inalámbrico portátil (104) sin proporcionar la dirección de IP al dispositivo inalámbrico portátil;

comunicar (S102, S311) paquetes de IP (1100) sobre una red de paquetes de datos (100) de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 con un servidor de aplicaciones (111), dichos paquetes de IP que comprenden una cabecera de IP (1110) que comprende la dirección de IP del dispositivo inalámbrico portátil, y una cabecera (1140) de Protocolo de Datagramas de Usuario, UDP; y

comunicar (S110, S311) paquetes de carga útil sin cabecera (1120, 1150) a través de una conexión de PDN con dicho dispositivo inalámbrico portátil mapeando la dirección de IP a un identificador de punto final de túnel, TEID, y eliminando dichas cabeceras de IP y UDP de dichos paquetes de IP,

en donde dichos paquetes de carga útil sin cabecera representan dichos datos no de IP.

2. El método según la reivindicación 1,

en donde comunicar dichos paquetes de IP con dicho servidor de aplicaciones comprende recibir (S102a, S311) dichos paquetes de IP a través de dicha red de paquetes de datos;

el método que comprende además:

eliminar (S108a, S311) dicha cabecera de IP de dichos paquetes de IP para formar dichos paquetes de carga útil sin cabecera; y

en donde comunicar dichos paquetes de carga útil sin cabecera con dicho dispositivo inalámbrico portátil comprende transmitir (S110a, S311) dichos paquetes de carga útil sin cabecera a través de dicha red de paquetes de datos hacia dicho dispositivo inalámbrico portátil.

3. El método según la reivindicación 1,

en donde comunicar dichos paquetes de carga útil sin cabecera con dicho dispositivo inalámbrico portátil comprende recibir (S110b, S311) dichos paquetes de carga útil sin cabecera a través de dicha red de paquetes de datos desde dicho dispositivo inalámbrico portátil;

el método que comprende además:

añadir (S108b, S311) dicha cabecera de IP a dichos paquetes de carga útil sin cabecera para formar dichos paquetes de IP; y

en donde comunicar dichos paquetes de IP con dicho servidor de aplicaciones comprende transmitir (S102b, S311) dichos paquetes de IP a través de dicha red de paquetes de datos hacia dicho servidor de aplicaciones.

4. El método según la reivindicación 3, que comprende además:

añadir (S108bb, S311) una cabecera (1140) de Protocolo de Datagramas de Usuario, UDP, a dichos paquetes de IP antes de transmitir dichos paquetes de IP.

5. El método según la reivindicación 1, que comprende además:

indicar (S112, S306) a un nodo de red de acceso por radio (131) que sirve al dispositivo inalámbrico portátil que no use compresión de cabecera para el dispositivo inalámbrico portátil.

6. El método según la reivindicación 1, en donde dichos paquetes sin cabecera se comunican en puertos de Protocolo de Datagramas de Usuario, UDP, dedicados del nodo de pasarela de red central.

7. El método según la reivindicación 1, en donde dichos paquetes de carga útil sin cabecera se comunican en una conexión a través de dicha red de paquetes de datos, y en donde dicha conexión es identificable como no de IP.

8. El método según la reivindicación 1, en donde el dispositivo inalámbrico portátil está configurado con un Nombre de Punto de Acceso, APN, y en donde dicho APN es identificable como no de IP.

9. El método según la reivindicación 1, que comprende además:

adquirir (S104, S301, S303) una indicación del dispositivo inalámbrico portátil para comunicarse sin cabecera con el dispositivo inalámbrico portátil.

10. El método según la reivindicación 9, en donde dicha indicación solicita al nodo de pasarela de red central que elimine dicha cabecera de IP de los paquetes de IP a ser transmitidos hacia el dispositivo inalámbrico portátil, y/o que añada dicha cabecera de IP a dichos paquetes sin cabecera recibidos desde el dispositivo inalámbrico portátil.

11. El método según la reivindicación 9 o 10, en donde dicha indicación se proporciona en elementos de información de Opciones de Configuración de Protocolo, PCO, o elementos de información de Opciones de Configuración de Protocolo Adicionales, APCO, recibidos desde el dispositivo inalámbrico portátil.

12. El método según la reivindicación 9, en donde dicha indicación se proporciona por una Identidad Internacional de Equipo de Estación Móvil, IMEI, o un Código de Asignación de Tipo, TAC, del dispositivo inalámbrico portátil.

13. El método según la reivindicación 9, 10 o 12, en donde dicha indicación se adquiere durante un procedimiento de conexión inicial o un procedimiento de Activación de PDN del dispositivo inalámbrico portátil.

14. El método según la reivindicación 1, que comprende además:

reconocer (S106, S302, S305) al dispositivo inalámbrico portátil para comunicarse sin cabecera con el dispositivo inalámbrico portátil.

15. El método según la reivindicación 14, en donde dicho reconocimiento se proporciona en una Respuesta de Creación de Sesión o una Respuesta de Activación de PDN.

16. El método según la reivindicación 1, en donde dichos paquetes de IP se comunican en la interfaz SGi o la interfaz S5/S8 del nodo de pasarela de red central.

17. El método según la reivindicación 1, en donde dichos paquetes de carga útil sin cabecera se comunican en tramas del Protocolo General de Tunelización del Servicio de Radio por Paquetes, GTP.

18. Un nodo de pasarela de red central (121, 122) para comunicar datos no de Protocolo de Internet, IP, a través de una red de paquetes de datos, PDN, (100) de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6, el nodo de pasarela de red central que comprende circuitería de procesamiento (210), la circuitería de procesamiento que está configurada para hacer que el nodo de pasarela de red central realice un conjunto de operaciones que hacen que el nodo de pasarela de red central:

asigne (S304) una dirección de Protocolo de Internet, IP, para un dispositivo inalámbrico portátil (104) sin proporcionar la dirección de IP al dispositivo inalámbrico portátil;

comunique paquetes de IP (1100) a través de una red de paquetes de datos (100) de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 con un servidor de aplicaciones (111), dichos paquetes de IP que comprenden una cabecera de IP (1110) que comprende la dirección de IP del dispositivo inalámbrico portátil y una cabecera de Protocolo de Datagramas de Usuario, UDP, (1140); y

comunique paquetes de carga útil sin cabecera (1120, 1150) a través de una conexión de PDN con dicho dispositivo inalámbrico portátil mapeando la dirección de IP a un identificador de punto final de túnel, TEID, y eliminando dichas cabeceras de IP y UDP de dichos paquetes de IP,

en donde dichos paquetes de carga útil sin cabecera representan dichos datos no de IP.

19. El nodo de pasarela de red central según la reivindicación 18, en donde el nodo de pasarela de red central es una Pasarela de Red de Paquetes de Datos, P-GW, (121) o un Nodo de Pasarela de Servicio de Internet de las Cosas Celular, C-SGN, (122).

20. Un programa informático (420a) para comunicar datos no de Protocolo de Internet, IP, a través de una red de paquetes de datos, PDN, (100) de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6, el programa informático que comprende un código informático que, cuando se ejecuta en una circuitería de procesamiento (210) de un nodo de pasarela de red central (121, 122), hace que el nodo de pasarela de red central:

asigne (S304) una dirección de Protocolo de Internet, IP, para un dispositivo inalámbrico portátil (104) sin proporcionar la dirección de IP al dispositivo inalámbrico portátil;

comunique (S102, S311) paquetes de IP (1100) sobre una red de paquetes de datos (100) de tipo PDN IPv4, IPv6 o IPv4IPv6 con un servidor de aplicaciones (111), dichos paquetes de IP que comprenden una cabecera de IP (1110) que comprende la dirección de IP del dispositivo inalámbrico portátil una cabecera de Protocolo de Datagramas de Usuario, UDP, (1140); y

comunique (S110, S311) paquetes de carga útil sin cabecera (1120, 1150) a través de una conexión de PDN con dicho dispositivo inalámbrico portátil mapeando la dirección de IP a un identificador de punto final de túnel, TEID, y elimine dichas cabeceras de IP y UDP de dichos paquetes de IP,

en donde dichos paquetes de carga útil sin cabecera representan dichos datos no de IP.