MXPA04012156A - Red de area local inalambrica (wlan) como un modo de soporte logico para un acoplamiento hibrido en un interfuncionamiento etnre una red local inalambrica (wlan) y un sistema de comunicaciones moviles. - Google Patents

Abstract

Se proporciona un metodo para soportar un interfuncionamiento entre una Red de Area Local Inalambrica (WLAN) y una red de comunicaciones moviles. La red de comunicaciones moviles, por ejemplo la red UMTS, tiene un Nodo de Soporte (GGSN) de Servicio de Radio de Paquete General de Pasarela (GPRS) y un Nodo de Soporte (SGSN) de Servicio GPRS. El interfuncionamiento se facilita por medio de una funcion de Interfuncionamiento (IWF). El metodo comprende los pasos de establecer (199) por lo menos un tunel (GTP-U) de plano de Usuario-Protocolo de Apertura de Tunel GPRS entre la IWF y el GGSN para transferir senales de datos y establecer (198) por lo menos un tunel (GTP-C) de plano de Control-Protocolo de Apertura de Tunel GPRS entre el GGSN y el SGSN para transferir senales de control.

Description

RED DE ÁREA LOCAL INALÁMBRICA (WLAN) COMO UN MODO DE SOPORTE LÓGICO PARA UN ACOPLAMIENTO HÍBRIDO EN UN INTERFUNCIONAMIENTO ENTRE UNA RED LOCAL INALÁMBRICA (WLAN) Y UN SISTEMA DE COMUNICACIONES MÓVILES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona en términos generales con interfuncionamiento entre redes y, más en particular con la utilización de una Función de Interfuncionamiento (IWF) como un Nodo lógico de Soporte (GPRS) de Servicio de Radio de Paquete de Servicio General (GPRS) para implementar un arreglo de acoplamiento híbrido entre una Red de Área Local Inalámbrica (WLAN) y una red de comunicaciones móviles.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se pueden emplear diversas arquitecturas en un interfuncionamiento entre un área de cobertura de Red de Área Local Inalámbrica (WLAN) y otras tecnologías de comunicaciones móviles, como un Sistema de Telecomunicaciones móviles Universal (UMTS). Como es conocido, las WLAN ofrecen velocidades mucho más altas de acceso de datos que las redes móviles celulares, como el UMTS, pero proporcionar una cobertura muy limitada (típicamente hasta 100 metros desde el transmisor de radio), mientras que el UMTS ofrece una cobertura extendida (en un intervalo de varios cientos de kilómetros). Se puede proporcionar el interfuncionamiento entre un punto caliente WLAN y una red de comunicaciones móviles, como un UMTS, para permitir que un usuario utilice ya sea la WLAN o la red de comunicaciones móviles, o ambas, dependiendo de la ubicación del usuario. El interfuncionamiento entre la WLAN y la red de comunicaciones móviles puede proporcionar al usuario la capacidad de itinerancia mientras el usuario se mueve entre las áreas de cobertura de la WLAN y la red de comunicaciones móviles con el fin de utilizar de manera eficiente las capacidades de las redes de acceso. Sin embargo, típicamente se presenta el caso de que el usuario y los planes de control no están separados en tal interfuncionamiento y de este modo, no se vuelven a utilizar las negociaciones de la Calidad de Servicio (QoS), movilidad, los procedimientos de Autenticación, Autorización y Cuenta (AAA) de la UMTS, lo que provoca que se tengan recursos de radio UMTS costosos que están aunados en la implementación de estas funciones. Por consiguiente, sería deseable y de gran ventaja contar con un arreglo de interfuncionamiento entre una WLAN y una red de comunicaciones móviles (por ejemplo, UMTS) que ayuda a separar al usuario de los planes de control, de modo que la señalización avance a través de la red de comunicaciones móviles, pero los datos vayan a través de los recursos de radio WLAN. Tal interfuncionamiento proporciona la ventaja de que las negociaciones QOS, movilidad, procedimientos AAA, y otras redes de comunicaciones móviles se vuelven utilizar mientras se liberan de los recursos de radio costosos de las redes de comunicaciones móviles y utilizan el alto rendimiento de datos de una WLAN.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los problemas mencionados con anterioridad así como otros problemas relacionados con la anterior técnica, se pueden resolver mediante la presente invención, la cual esta dirigida a la utilización de una Función de Interfuncionamiento (IWF) como un Nodo lógico de Soporte (SGSN) de Servicio de Radio de Paquete de Servicio General (SGSN) para una acoplamiento híbrido entre una Red de Área Local Inalámbrica (WLAN) y una red de comunicaciones móviles. De manera ventajosa, la presente invención permite volver a utilizar todos los protocolos de señalización especificados en una red de comunicaciones móviles (por ejemplo, un Sistema de Telecomunicaciones móviles Universal (UMTS). Por otra parte, la presente invención permite de manera ventajosa el desvío del tráfico de datos de la red de comunicaciones móviles a la WLAN. De conformidad con un aspecto de la presente invención, se proporciona un método para soportar un interfuncionamiento entre una Red de Área Local Inalámbrica (WLAN) y una red de comunicaciones móviles. La red de comunicaciones móviles tiene un Nodo de Soporte (GGSN) de Servicio de Radio de Paquete General de Pasarela y un Nodo (SGSN) de Soporte GPRS de Servicio. El interfuncionamiento se facilita por medio de una Función de I nterfuncionamiento (IWF). El método comprende los pasos de establecer por lo menos un Protocolo de Apertura de Túnel GPRS -túnel del plano de Usuario (GTP-U) entre la IWF y el GGSN para transferir señales de datos, y establecer por lo menos un Protocolo de Apertura de Túnel GPRS - túnel del plano de Control (GTP-C) entre el GGSN y el SGSN para transferir señales de control. De conformidad con otro aspecto de la presente invención, se proporciona un aparato para soportar un ¡nterfuncionamiento entre una Red de Área Local Inalámbrica (WLAN) y una red de comunicaciones móviles. La red de comunicaciones móviles tiene un Nodo de Soporte (GGSN) de Servicio de Radio de Paquete General de Pasarela (GPRS). El interfuncionamiento se proporciona por medio de una Función de Interfuncionamiento (IWF). El aparato comprende un medio para establecer por lo menos un Protocolo de Apertura de Túnel GPRS - túnel del plano de Usuario (GTP-U) entre el IWF y el GGSN para transferir señales de datos, y un medio para establecer por lo menos un Protocolo de Apertura de Túnel GPRS -túnel del plano de Control (LGTP-C) entre el GGSN y el SGSN para transferir señales de control. Estos y otros aspectos, características y ventajas de la presente invención serán más evidentes a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades preferidas, las cuales se pueden leer con relación a los dibujos anexos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es un diagrama en bloque que ilustra una estructura 100 de comunicación en la cual se puede aplicar la presente invención, de conformidad con una modalidad ilustrativa de la presente invención; La Figura 2 es un diagrama que ilustra el plano 200 del usuario y el plano 250 de control de la interfaz Gn, de conformidad con una modalidad ilustrativa de la presente invención; y La Figura 3 es un diagrama que ilustra mensajes que se utilizan para habilitar una trayectoria de datos a través de una WLAN y una trayectoria de señalización a través de un Sistema de Telecomunicaciones móviles Universal (UMTS), de conformidad con una modalidad ilustrativa de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención está dirigida a la utilización de una Función de Interfuncionamiento (IWF) como un nodo lógico de soporte en una red de comunicaciones móviles, en particular un Nodo de Soporte (SGSN) de Servicio de Radio de Paquete de Servicio General (GPRS), para un acoplamiento híbrido entre una Red de Área Local Inalámbrica (WLAN) y la red de comunicaciones móviles. En una modalidad preferida de la presente invención, el acoplamiento se efectúa entre una WLAN y un Sistema de Telecomunicaciones móviles Universal (UMTS) de tercera generación (3G). Sin embargo, se debe observar que la presente invención no está limitada al UMTS (con respecto a la otra red de comunicaciones móviles que se acola a la WLAN), y, de este modo, se puede emplear cualquier otro tipo de red de comunicaciones móviles en un acoplamiento con la WLAN mientras se mantenga el espíritu y alcance de la presente invención. Algunos de los muchos tipos de otras redes de comunicaciones móviles incluyen de manera enunciativa y no limitativa aquellas que emplean por ejemplo, el Acceso Múltiple de División de Código (CDMA) 2000, el Servicio de Radio de Paquete General, y sus semejantes. La presente invención utiliza esencialmente la interfaz del plano de usuario para conectar la WLAN con la UMTS mediante el uso de la interfaz GN (plano del usuario) entre la pasarela WLAN (IWF) y el Nodo de Soporte (GGSN) de Servicio de Radio de Paquete General de Pasarela; por otra parte, la presente invención utiliza esencialmente el UMTS para portar el plano de control al utilizar la interfaz Gn (plano de control) entre el UMTS SGSN y el UMTS GGSN. De este modo, la presente invención ayuda a separar los planos de control y del usuario, de modo que continúe la señalización a través de la red UMTS, pero los datos los utilice la WLAN. Por consiguiente, una de las muchas ventajas de la presente invención es que los procedimientos del UMTS se pueden volver a utilizar para la mayor parte mientras que se liberan de los recursos de radio UMTS costosos. Se debe entender que la presente invención se puede implementar en diversas formas de hardware, programas, programas permanentes, procesadores de propósitos especiales, o una combinación de los mismos. De preferencia, la presente invención se implementa como una combinación de hardware y programas. Por otra parte, los programas de preferencia se implementan como un programa de aplicación tangiblemente incorporado como un dispositivo de almacenamiento de programa. El programa de aplicación se puede cargar y ejecutar por medio de una máquina que comprende cualquier arquitectura adecuada. De preferencia, la máquina se implementa en una plataforma de computadora que tiene un hardware como una o más unidades de procesamiento central (CPU), una memoria de acceso aleatorio (RAM), e interfaces de entrada/salida (l/O). La plataforma de computadora también incluye un sistema operativo y un código de microinstrucción. Los diversos procesos y funciones descritas en la presente pueden ser parte del código de microinstrucción o parte del programa de aplicación (o una combinación de los mismos) que se ejecutan por medio del sistema operativo. Además, se pueden conectar otros dispositivos periféricos con la plataforma de computadora, como un almacenamiento adicional de datos y un dispositivo de impresión. Además se debe entender que, debido a que alguno de los componentes que constituyen el sistema y los pasos del método ilustrado en las Figuras anexas de preferencia se implementan en programas, las conexiones exactas entre los componentes del sistema (o los pasos del proceso) pueden diferir dependiendo de la forma en la cual se programe la presente invención. Dadas las enseñanzas en la presente, las personas experimentadas en la técnica podrán realizar estas y otras ¡mplementaciones o configuraciones similares de la presente invención. La Figura 1 es un diagrama en bloque que ilustra una estructura 100 de comunicaciones en la cual se puede aplicar la presente invención, de conformidad con una modalidad ilustrativa de la presente invención. A continuación se proporciona una descripción con respecto a la Figura 1 de un interfuncionamiento UMTS-WLAN que emplea una Función de Interfuncionamiento como un Nodo lógico de Soporte (SGSN) DE Servicio De Radio de Paquete General de Servicio (GPRS) para el UMTS, de conformidad con una modalidad ilustrativa de la presente invención, La WLAN puede ser, pero no está limitada, a una WLAN de conformidad con la especificación 802.11 del Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos (IEEE) o con el Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) de la Red de Área Local de Radio de Alto Desempeño de Tipo 2 (HIPERLAN2). La estructura de comunicaciones incluye una Función de Interfuncionamiento (IWF) como un Nodo lógico de Soporte (SGSN) DE Servicio De Radio de Paquete General de Servicio (GPRS) (y de aquí que el número de referencia 105 se utiliza en la presente de manera intercambiable para representar la IWF y el SGSN lógico, ya que existe uno igual para los propósitos de la presente invención), un Punto de Acceso WLAN (AP) 110, un Equipo de Usuario (UE) 120, un Nodo B UMTS 125, un Controlador de Red de Radio UMTS (RNC) 130, un Nodo de Soporte (SGSN) de Servicio de Radio de Paquete General de Servicio (SGSN) 135, un Nodo de Soporte (GGSN) de Servicio de Radio de Paquete General de Pasarela 140, la Internet 145, un Registro de Ubicación Doméstica (HLR) 150, un Centro de Conmutación Móvil (MSC) 155, y una Red Pública de Telefonía Conmutada (PSTN) 160. El Nodo B UMTS 125 incluye un transceptor para comunicarse con el UE 120 por medio de la interfaz de aire. El Nodo B UMTS 125 lleva a cabo diversas funciones de extremo delantero para proporcionar las comunicaciones entre el UE 120 y el UMTS RNC 130. El UMTS RNC 130 lleva acabo la administración de la interfaz de radio y las interfaces con el SGSN 135. El SGSN 135 proporciona la interfaz entre el UTRAN 165 y la red conmutada de paquete, y lleva a cabo un papel similar al del MSC 155 en la porción conmutada de circuito. El SGSN 135 lleva a cabo la administración de la movilidad y al soporte de administración de la sesión. La estructura 100 de comunicaciones puede comprender una pluralidad de UTRAN 165 acoplado con el SGNS 135. El GGSN 140 interconecta la red pública móvil terrestre (PLMN) con cualquier otra red de paquete de datos (PDN), por ejemplo, la Internet. El GGSN 140 se puede ver como un enrutador IP que lleva a cabo tales funciones, como copiado de direcciones y apertura de túneles. Por lo general existe un GGSN 140 para la PLMN. El MSC 155 enruta las llamadas en la red conmutada de circuito y está conectado con la PSTN 160. El HLR 150 es una base de datos que administra los datos relacionados del suscriptor. Contiene información, como los servicios a los cuales el suscriptor tiene derecho, y la ubicación del área en la cual el suscriptor está registrado en la actualidad. La información de un suscriptor se puede recuperar mediante el uso de un único número de identidad de suscriptor móvil internacional (IMSI) o un número ISDN internacional de Estación Móvil (MSISDN). El UE 120 se comunica con una Red de Acceso de Radio Terrestre UMTS (UTRAN) 165, el último incluye el Nodo B 125 y el RNC 130. La UTRAN 165, a su vez, está conectada con la Red Central (CN) 170 que incluye el SGSN 135 (servicios con base en paquete), el MSC 155 (servicios con base en circuitos) y el GGSN 140 (pasarela con otras Redes Públicas Móviles Terrestres (PLMN). Una interfaz conecta la UTRAN 165 con la CN 170. El acoplamiento empleado en la presente es llamado "acoplamiento híbrido", ya que las definiciones de acoplamiento flojo y ajustado del Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI) no describen el acoplamiento que se emplea por medio de la presente invención, en donde la señalización y los planos de usuario se dividen entre el UMTS y la WLAN. La división de la señalización y los planos de usuario ayudan a mantener simple la pasarela WLAN (es decir, IWF), ya que la pasarela WLAN sólo necesita portar el plano de usuario mientras el plano complejo de control vuelve a utilizar el UMTS. Para los servicios Conmutados de Paquete (PS), el plano de datos toma la mayoría de los recursos de radio. Al desviar la parte de datos a la WLAN en los puntos calientes, se conservan una gran parte de recursos de radio y ahora se pueden utilizar por otros usuarios y otros servicios, mientras que el UE mantiene la conexión con la CN 170. Diversos Puntos de Acceso (AP) (por ejemplo, WLAN AP 110) se unen de nuevo con la Función de Interfuncionamiento (IWF) 105, que, a su vez, está conectada con el UMTS. La función 105 de interfuncionamiento puede estar incorporada dentro de un hardware separado acoplado con los puntos de acceso, o como una porción del punto de acceso, e incluye diversos módulos de hardware y programas necesarios para implementar las funciones deseadas. Como se muestra en la Figura 1, la WLAN IWF 105 desvía el RNC 130 y el SGSN 135 y se conecta con el GGSN 140 (adquiriendo los servicios PS). El GGSN 140 cuida la movilidad en el estrato de Protocolo de Internet (IP) (ver Figura 2), pero la Función 105 de Interfuncionamiento necesita comunicarse con el GGSN 140 para establecer el túnel 199 del plano de Protocolo-Usuario (GTP-U) de Apertura de Túneles GPRS para transferir datos. Un túnel GTP en el plano GTP-U está definido para cada contexto de Protocolo de Datos de Paquete (PDP) en el GSN (es decir, SGSN 135, GGSN 140) y/o cada Portador de Acceso de Radio (RAB) en el RNC 130. Un túnel GTP en el plano de Protocolo-Control de Apertura de Túneles GPRS está definido por todos los contextos PDP con la misma dirección PDP y el Nombre del Punto de Acceso (APN) para los mensajes de administración de túnel. Un túnel GTP está definido en cada nodo con un identificador de Punto de extremo de Túnel (TEID), una dirección IP y un número de puerto Protocolo de Datagrama de Usuario (UDP). Se debe observar que la presente invención no está limitada a definir un túnel GTP en el plano GTP-U para cada contexto PDP y/RAB y de este modo, se pueden emplear con facilidad otras configuraciones determinadas por las personas experimentadas en la técnica, mientras se mantenga el espíritu y alcance de la presente invención. Por otra parte, se debe observar que la presente invención no está limita a definir un túnel GTP y el plano GTP-C para cada contexto PDP con la misma dirección PDP y APN y de este modo, se pueden emplear con facilidad otras configuraciones que determinen las personas experimentadas en la técnica, mientras se mantenga el espíritu y alcance de la presente invención. Además, se debe observar que la presente invención no está limitada para identificar túneles GTP con todos los TEID, un número de puerto UDP y una dirección IP y, de este modo, se pueden emplear con facilidad otras configuraciones que determinen las personas experimentadas en la técnica, mientras se mantenga el espíritu y alcance de la presente invención. Como se ilustra en la Figura 1, la señalización continúa sobre el UMTS con el túnel GTP-C 198 establecido entre el SGSN 135 y el GGSN 140 (plano de control Gn), mientras que la trayectoria de datos continúa por medio de la WLAN sobre el túnel 199 GTP-U establecido entre la IWF 105 y el GGSN 140 (plano de usuario Gn). La Figura 2 es un diagrama que ilustra el plano de usuario 200 y el plano de control 250 de la interfaz Gn, de conformidad con una modalidad ilustrativa de la presente invención. El plano de usuario 200 y el plano de control 250 incluyen, para cada GSN , un Nivel 1 (L1) 205, un Nivel 2 (L2) 210, un estrato IP 215, y un estrato 220 UDP. El plano de usuario además incluye, para cada GSN, un estrato GTP-U 225. El plano de control 250 además incluye, para cada GSN, un nivel GTP-C 230. El plano de control 250 en este caso se relaciona con la Administración de Movilidad GPRS funciona como el acoplamiento GPRS, la Activación y Actualización del Área de Enrutamiento GPRS de los contextos PDP. El GTP-C lleva a cabo la señalización del plano de control entre los nodos GSN (por ejemplo SGSN 135 y GGSN 140). El flujo del plano de control GTP-C se debe asociar en forma lógica con los túneles GTP-U o separados de los mismos. Para cada par GSN-GSN, existe una o más trayectorias. Se puede utilizar uno o más túneles para cada trayectoria. El GTP-U debe ser el medio por medio del cual se establecen, se utilizan, se administran y liberan los túneles. Una trayectoria se puede mantener por medio de mensajes de eco mantenidos con vida. Esto asegura que se pueda detectar una falla en la conectividad entre el GSN en una forma oportuna. Los túneles GTP-U se utilizan para portar las Unidades de Datos de Protocolo encapsuladas en Túnel (T-PDU y mensajes de señalización entre un par determinado de puntos de Extremo de Túnel GTP-U. Los TEID, los cuales están presentes en el encabezado GTP, indican que túnel permanece a un T-PDU particular. De esta manera, los paquetes se multlplexan y demultiplexan por medio del GTP-U entre un par determinado de puntos de Extremo de Túnel. La Figura 3 es un diagrama que ilustra los mensajes que se utilizan para habilitar una trayectoria de datos a través de una WLAN y una trayectoria de señalización a través de un Sistema Universal de Telecomunicaciones móviles (UMTS), de conformidad con una modalidad ilustrativa de la presente invención. En particular, la Figura 3 ilustra una secuencia de mensajes intercambiados entre una terminal móvil (también llamada en la presente como "Equipo de Usuario") y una Función de Interfuncionamiento (IWF) y entre la IWF y una Red Central (CN). Cuando el UE 120 se mueve dentro del área de cobertura WLAN, el UE 120 primero necesita "asociarse" con el Punto de Acceso WLAN; por consiguiente, una "Solicitud Asociada" se envía desde el UE 120 a la IWF 105 (es decir, el SGSN lógico) (paso 301). Al recibir la "Solicitud Asociada", se envía una "Respuesta Asociada" desde la IWF 105 al UE 120 (paso 302). Con respecto a la seguridad de la red, en una modalidad ilustrativa de la presente invención, el UE 120 se autentifica por medio de la red UMTS (Registro de Ubicación Doméstica-SGSN (HLR)) que utiliza un Módulo de Identidad de Servicios de Usuario (USIM), la cual puede entonces comunicar la autentificación aceptación/rechazo a la WLAN IWF 105 a través del GGSN 140 (paso 303). La clave de encriptado que se utiliza en el UMTS se puede volver a utilizar cuando el UE 120 se conecta con una WLAN.

Con respecto a la movilidad del UE, se describen dos enfoques ilustrativos en la presente. Sin embargo, se debe observar que la presente invención no está limitada a los siguientes dos enfoques respecto a la movilidad del UE y de este modo, se pueden emplear otros enfoque con respecto a la movilidad del UE mientras se mantenga el espíritu y alcance de la presente invención. Con respecto al primer enfoque con relación a la movilidad del UE, el área de cobertura WLAN se puede registrar como un Área diferente de Enrutamiento (RA). En tal caso, el UE 120 informa el nuevo Identificador de Área de Enrutamiento (RAI) en la WLAN (paso 304), de modo que el SGSN 135 reconoce el nuevo RAI que corresponde a la WLAN y el SGSN 135 no inicia los procedimientos inter-SGSN (por ejemplo, como por las normas del Proyecto de la Asociación de Tercera Generación). En su lugar, el SGSN 135 está configurado de modo que cuando un Solicitud de Contexto PDP o una Solicitud de Modificación de Contexto PDP (como se muestra en el paso 305) proviene del UE 120, entonces el SGSN 135 especifica la dirección IWF y los TEID para el establecimiento GTP-U. Cuando se modifica un Contexto previamente existente PDP al entrar a la WLAN, entonces la Administración de Seguridad (SM) y la Administración de la Movilidad GPRS (GMM) en el UMTS SGSN 135 mantiene el rastreo de las máquinas del estado GMM y UE SM. Con respecto al segundo enfoque relacionado con la movilidad UE, la WLAN IWF 105 implementa el IP móvil dentro de la WLAN con el GGSN 140 como el Agente Extraño (FA) para manejar la movilidad UE. La ventaja de no realizar la segunda apertura de túneles entre el RNC 130 y el SGSN 135 compensa la complejidad de utilizar el IP móvil con el GGSN 140 al ser el agente foráneo. Un mecanismo para que informe al SGSN 135 para establecer el GTP-U entre el GGSN 140 y la IWF 105 puede ser los Servicios de Ubicación 3G (LCS), el cual informa al SGSN 135 cuando se encuentra el UE 120 cercana a la IWF 105. Cuando el UE 120 se mueve dentro del área de cobertura WLAN, cuando el UE 120 ya ha establecido una sesión de contexto PDP con el UMTS SGSN 135, entonces el UE 120 puede enviar una "solicitud para modificar de contexto PDP" (paso 305) al SGSN 135 de UMTS para establecer el plano de datos sobre la WLAN y para retener el plano de control sobre el UMTS. El SGSN 135 puede restringir el perfil QoS deseado dadas sus capacidades, la carga de corriente y el perfil QoS suscrito. Un mensaje de "solicitud de actualización de contexto PDP" se envía desde un SGSN 135 a un GGSN 140 como parte del procedimiento de modificación del contexto PDP o para redistribuir los contenidos debidos a compartir la carga (paso 306). El mensaje de solicitud de actualización de contexto PDP se debe utilizar para cambiar el QoS y la trayectoria. Una solicitud de actualización de contexto PDP inicia la creación de un túnel entre el SGSN 135 y el GGSN 140 en el plano de control y entre la IWF 105 y el GGSN 140 en el plano del usuario. Una "respuesta de actualización de contexto PDP" se envía desde el GGSN 140 al SGSN 135 (paso 307). Cuando la QoS recibida desde el SGSN 135 es incompatible con el contexto PDP activado, entonces el GGSN 140 rechaza el mensaje de solicitud de actualización de contexto PDP; de otra forma, el GGSN 140 acepta el mensaje de solicitud de actualización de contexto PDP. El SGSN 135 enviará la aceptación/rechazo de modificación de contexto PDP al UE 120 (paso 308). Cuando no hay contexto PDP entre el UE 120 y el SGSN 135, el UE 120 puede enviar una "solicitud de activar contexto PDP" al SGSN 135 del UMTS como se muestra en el paso 305. Después, una solicitud de creación de contexto PDP será enviada desde el SGSN 135 al GGSN 140 como parte del procedimiento de activación de contexto PDP GPRS, como se muestra en el paso 306. Una solicitud de creación de contexto PDP válida inicia la creación de un túnel entre el SGSN 135 y el GGSN 140 en el plano de control y entre la IWF 102 y el GGSN 140 en el plano del usuario. Una "respuesta de creación de contexto PDP" se envía desde el GGSN 140 al SSGN 135 (paso 307). Cuando el QoS negociado recibido desde el SGSN 135 es incompatible con el contexto PDP activado, entonces el GGSN 140 rechaza el mensaje de solicitud de creación de contexto PDP; de otra forma el GGSN 140 acepta el mensaje de solicitud de creación de contexto PDP. El SGSN 135 enviará la aceptación/rechazo de contexto PDP activo al UE 120 (paso 308). Si hubiese habido una sesión existente cuando el UE 120 se movió desde el UMTS a la cobertura de WLAN, el portador de datos para esa sesión se puede romper explícitamente (paso 309) para ahorrar el ancho de banda UMTS. La señalización posterior utilizará la trayectoria UE-UTRAN-SGSN-GGSN (paso 310) y los datos utilizarán la trayectoria UE-IWF-GGSN (paso 311). Un campo de datos I de identif icador de punto de extremo del túnel (TEID) especifica un TEID de enlace descendente para G-PDU, que se seleccionan por el SGSN 135. El GGSN 140 incluye este TEID en el encabezado GTP de todos los G-PDU de enlace descendente posterior que están relacionados con el contexto PDP solicitado. Para establecer el GTP-U sobre la interfaz WLAN, este TEID debe ser seleccionado de tal modo que el túnel queda entre el GGSN 140 y la IWF 105. Este TEID se puede enviar desde la IWF 105 al UE 120 en el momento de la "respuesta asociada" en el paso 302, y desde el UE 120 al SGSN 135 al momento de la "solicitud PDP" en el paso 305. El SGSN 135 envía el TEID al GGSN 140 como parte del mensaje de solicitud de contexto PDP en el paso 306. El campo del plano de control TEID especifica un TEID de enlace descendente para los mensajes del plano de control, el cual se selecciona por el SGSN 135. El GGSN 140 incluye este TEID en el encabezado GTP de todos los mensajes de plano de control de enlace descendente posteriores, que están relacionados con el contexto PDP solicitado. Cuando el SGSN 135 ya ha confirmado una asignación exitosa de este plano de control TEID a un GGSN adjunto, este campo no está presente. El SGSN 135 confirma una asignación exitosa de su plano de control TEID para el GGSN 140 cuando el SGSN 135 recibe cualquier mensaje con su plano de control TEID asignado en el encabezado GTP desde el GGSN 140. También, el SGSN 135 incluye una "dirección para el plano de control " SGSN (UMTS SGSN) y una "dirección para el tráfico del usuario'' SGSN (IWF) con la solicitud de contexto PDP o la solicitud de contexto PDP actualizado, que puede diferir del provisto por el servicio de red subyaciente (por ejemplo, IP) en el paso 306. El GGSN 140 debe almacenar estas direcciones SGSN y los utiliza cuando envía los mensajes del plano de control posteriores en este túnel GTP como en los pasos 307 y 310 o G-PDU para la IWF para la MS como en el paso 311. Ahora se proporciona una descripción de algunas ventajas de la presente invención. Una ventaja es que la mayoría de los procedimientos de la red 3G (por ejemplo, UMTS) se vuelven a utilizar. En la primera medida de movilidad del UE anterior, los procedimientos de movilidad también se pueden volver a utilizar. La re-utilización de los procedimientos 3G ayuda a mantener la pasarela WLAN sencilla, ya que solamente necesita llevar el plano del usuario mientras el plano de control complejo re-utiliza el sistema UMTS. Para los servicios PS, el plano de control toma la mayoría de los recursos de radio. Al dividir la parte de datos de la WLAN en punto calientes, se pueden ahorrar y/o utilizar los costosos recursos de radio UMTS para otros usuarios y/u otros servicios mientras el UE retiene la conexión con la CN. Otra ventaja de la presente invención es que el área de cobertura WLAN se puede alojar de regreso para diferentes operadores, ya que la porción de señalización puede permanecer con el operador 3G y el plano de datos puede pasar a través de la WLAN. En lugar de desplegar sus propias WLAN en puntos caliente, el operador 3G puede utilizar el despliegue WLAN existente. Otra ventaja es que se pueden liberar los costosos recursos de radio en la red 3G mientras el UE está en el área de cobertura WLAN. Otra ventaja es que el manejo de los máquinas de estado SM/GMM en el SGSN del UMTS ayuda a mantener la funcionalidad IWF limitada a la conducción de datos. Además, ya que la interfaz del plano del usuario Gn con base en IP es relativamente sencilla de implementar, la solución es escalable. También el operador 3G proporciona un punto de acoplamiento (GGSN) para otorgar el acceso a las redes 3G y WLAN. Ya que una gran parte del ancho de banda UMTS será utilizada por los usuarios de datos, la división del tráfico de datos lejos de la red UMTS para la WLAN se aumentará en forma efectiva la capacidad de la red UMTS. También, ya que los datos en la UMTS se conducen primero desde la UTRAN al SGSN y entonces desde el SGSN al GGSN, en el sistema propuesto en donde habrá una encapsulamiento menos ya que la parte de encapsulamiento SGSN(I WF)-GGSN será hecha en la WLAN.

Aunque se han descrito las modalidades ilustrativas con referencia a los dibujos acompañantes, se debe entender que la presente invención no está limitada a esas modalidades precisas, y que las personas experimentadas en la técnica pueden llevar a cabo cambios y modificaciones sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. Todos los cambios y modificaciones deberán estar incluidos dentro del alcance de la invención según se define por las reivindicaciones anexas.

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. Un método para dar soporte a un interfuncionamiento entre una red de área local inalámbrica (WLAN) y una red de comunicaciones móviles, la red de comunicaciones móviles tiene un primer nodo de soporte para realizar una interfaz con una red de acceso de radio con una red central y un segundo nodo de soporte para realizar una interfaz del sistema de comunicaciones móviles con el segundo sistema de comunicaciones, el método está caracterizado porque comprende los pasos de: proporcionar una función de interfuncionamiento (IWF) asociada con la WLAN y acoplada con el sistema de comunicaciones móviles; establecer por lo menos un protocolo de apertura de túnel-túnel del plano del usuario entre la IWF y el segundo nodo de soporte para transferir señales de datos; y establecer por lo menos un protocolo de apertura de túnel-túnel de plano de control entre el primer nodo de soporte y el segundo nodo de soporte para transferir las señales de control.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, la red de comunicaciones móviles comprende una red UMTS, el primer nodo de soporte comprende un nodo de soporte (SGSN) de servicio de radio en paquetes de servicio general, el segundo nodo del soporte comprende un nodo de soporte (GGSN) GPRS de pasarela, el protocolo de apertura de túnel-túnel del plano del usuario comprende un protocolo de apertura de túnel GPRS-túnel del plano del usuario (GTP-U), y el protocolo de apertura de túnel-túnel del plano de control comprende un protocolo de apertura de túnel GPRS-túnel de plano de control (GTP-C).

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la IWF se configura como un SGSN lógico con respecto a las señales de datos.

4. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el paso de establecer el por lo menos un túnel GTP-U comprende el paso de definir el túnel GTP en un GTP-U para por lo menos un contexto de protocolo de datos en paquetes (PDP) en por lo menos uno del GGSN y la IWF.

5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el paso de establecer el por lo menos un túnel GTP-C comprende el paso de definir un túnel GTP en un GTP-C para por lo menos un Portador de acceso de radio (RAB).

6. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el paso de establecer el por lo menos un túnel GTP-C comprende el paso de definir un túnel GTP en un GTP-C para por lo menos un contexto de protocolo de datos en paquetes (PDP) con una misma dirección PDP y nombre de punto de acceso (APN) para los mensajes de manejo del túnel.

7. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque un GTP-C lleva las funciones de manejo de movilidad GPRS.

8. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende el paso de proporcionar el acceso a la WLAN y al sistema de comunicaciones móviles a través de un único punto de acoplamiento que consiste del GGSN.

9. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la red central incluye, el GGSN y el SGSN, y el método también incluye el paso de mantener una conexión entre un equipo del usuario (UE) y la CN mientras divide los datos al UE a través de por lo menos un túnel GTP-U entre el GGSN y la IWF.

10. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la red de comunicaciones móviles comprende un controlador de red de radio (RNC) y la IWF está dispuesta en un lado WLAN del interfuncionamiento, y el paso de establecer el por lo menos un túnel GTP-U acopla la IWF de la WLAN con el GGSN de la red de comunicaciones móviles mientras desvía el RNC y el SGSN de la red de comunicaciones móviles.

11. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende los pasos de: autenticar el equipo del usuario (UE) por la red de comunicaciones móviles; comunicar un resultado del paso de autenticación a la IWF a través del GGSN.

12. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende los pasos de: registrar el área de cobertura WLAN como un área de enrutamiento (RA) diferente con la red de comunicaciones móviles; y especificar una dirección IWF y los identif ¡cadores de punto de extremo del túnel (TEID) para el paso de establecer el por lo menos un túnel GTP-U, cuando una de una salida de protocolo de datos en paquetes (PDP) de una solicitud de modificación PDP se recibe desde el equipo del usuario.

13. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende los pasos de: emplear el GGSN como un agente foráneo (FA) para manejar la movilidad del UE; y informar al SGSN para establecer el por lo menos un túnel GTP-U.

14. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende el paso de emplear la encriptación utilizada por la red de comunicaciones móviles para un usuario que se conecta con la WLAN.

15. Un aparato para dar soporte a un interf uncionamiento entre una red de área local inalámbrica (WLAN) y una red de comunicaciones móviles, la red de comunicaciones móviles tiene un primer nodo de soporte para realizar una interfaz con una red de acceso de radio con una red central y un segundo nodo de soporte para realizar una interfaz del sistema de comunicaciones móviles con el segundo sistema de comunicaciones, el interfuncionamiento se proporciona por una función de ¡nterfuncionamiento (IWF), el aparato está caracterizado porque comprende: un medio para establecer por lo menos un protocolo de apertura de túnel-túnel- túnel del plano del usuario entre la IWF y el segundo nodo de soporte para transferir señales de datos; y un medio para establecer por lo menos un protocolo de apertura de túnel-túnel de plano de control entre el primer nodo de soporte y el segundo nodo de soporte para transferir las señales de control.

16. El aparato de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el primer nodo de soporte comprende un nodo de soporte (SGSN) de servicio de radio en paquetes de servicio general, el segundo nodo del soporte comprende un nodo de soporte (GGSN) GPRS de pasarela, el protocolo de apertura de túnel-túnel del plano del usuario comprende un protocolo de apertura de túnel GPRS-túnel del plano del usuario (GTP-U), y el protocolo de apertura de túnel-túnel del plano de control comprende un protocolo de apertura de túnel GPRS-túnel de plano de control (GTP-C).

17. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque la IWF se configura como un SGSN lógico con respecto a las señales de datos.

18. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el paso de establecer el por lo menos un túnel GTP-U comprende un medio para definir el túnel GTP en un GTP-U para por lo menos un contexto de protocolo de datos en paquetes (PDP) en por lo menos uno del GGSN y la IWF.

19. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el medio para establecer el por lo menos un túnel GTP-C comprende el paso de definir un túnel GTP en un GTP-C para por lo menos un Portador de acceso de radio (RAB).

20. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el medio para establecer el por lo menos un túnel GTP-C comprende un medio para definir un túnel GTP en un GTP-C para por lo menos un contexto de protocolo de datos en paquetes (PDP) con una misma dirección PDP y nombre de punto de acceso (APN) para los mensajes de manejo del túnel.

21. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque un GTP-C lleva las funciones de manejo de movilidad GPRS.

22. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque además comprende un medio para proporcionar el acceso a la WLAN y al sistema de comunicaciones móviles a través de un único punto de acoplamiento que consiste del GGSN.