ES2240891T3 - Red de comunicacion movil. - Google Patents
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Abstract
En una red (10¿) de acceso, configurada para comunicarse con una parte (20) de red principal de una red pública de telecomunicaciones móviles, incluyendo dicha red (10¿) de acceso una estación base (104) adaptada para comunicarse sobre un interfaz radio no licenciado con al menos un terminal móvil (1) y para comunicarse a través de una red fija (106) de banda ancha con una parte (105) de control de acceso de dicha red (10¿) de acceso conectada a dicha red principal (20), un método para conectar dicha estación base (104) con dicha parte (105) de control de acceso sobre dicha red fija (106) de banda ancha, que comprende los pasos de establecer una conexión con un primer puerto de la parte (105) de control de acceso en dicha red fija (106), enviar una petición de unión a dicho puerto, incluyendo un primer identificador de dispositivo predeterminado, recibir un acuse de recibo de la petición que incluya una dirección del interfaz de conexión en dicha red fija y un identificador de estación base, liberar dicha conexión con dicho primer puerto, establecer una conexión en dicha dirección de interfaz de red fija utilizando dicho identificador de estación base.
Description
Red de comunicación móvil.
La invención concierne a redes de comunicaciones
móviles, con relevancia específica a redes de telefonía móvil y a la
transición entre los servicios de telefonías fija y móvil.
Las comunicaciones móviles se están extendiendo
cada vez más a medida que se multiplica el número de servicios
disponibles. Sin embargo, los mayores costes de facturación
asociados con la mayoría de las redes móviles y también la frecuente
recepción inferior de señales móviles dentro de algunos edificios,
significa que los usuarios prefieren generalmente conservar un
acceso a la telefonía fija en el hogar o en la oficina. Los tipos de
servicios, y también la manera en la cual se presentan estos
servicios, difieren dependiendo de si el abonado está utilizando un
teléfono móvil o un teléfono fijo. Esto puede variar desde la
provisión de servicios completamente diferentes, tales como el SMS,
hasta la manera en la cual se utiliza un directorio. Además, los
abonados a las redes de telefonía móvil y fija tendrán generalmente
distintas suscripciones y por tanto distintos números de teléfono.
En realidad, en muchos países, se proporciona un acceso fijo fiable
a los servicios de telecomunicaciones por medio de una sola compañía
operadora. Por tanto, un abonado a la red de telefonía móvil y fija
estará obligado a adaptar la manera en la cual utiliza el teléfono
fijo y el móvil.
Un servicio disponible actualmente utiliza un
solo teléfono que combina un terminal GSM con un teléfono
inalámbrico para acceder a una red fija. El teléfono puede acceder a
la red fija, por ejemplo a través de una PBX en una instalación
corporativa, utilizando un sistema de telecomunicaciones digitales
inalámbricas mejoradas (DECT). Cuando el teléfono sobrepasa el
alcance de la estación base de la PBX, el teléfono se comunica con
la red GSM. El usuario tiene ambas suscripciones, fija y móvil, y
tiene también números independientes asociados con estas
suscripciones. Esto permite al usuario conservar el uso de un solo
teléfono, sin embargo, los servicios disponibles dependerán de que
el teléfono se utilice como un terminal GSM o un teléfono
inalámbrico. El teléfono es también grande en comparación con los
terminales móviles convencionales, ya que consiste, esencialmente,
en un terminal GSM configurado con el reverso pegado al de un
teléfono DECT.
El documento WO 99/35800 describe un método de
conexión de una estación base convencional GSM con un sistema
celular, en el que la estación base (BTS), el controlador de la
estación base (BSC) y la central de conmutación de móviles (MSC)
están conectadas a una red común basada en IP. La estación base se
comunica por un interfaz radio estándar licenciado con las
estaciones móviles. Las estaciones base se configuran a través de
una red basada en IP utilizando un servidor CFS 104 de
configuraciones, que está conectado también a la red basada en IP, y
mantiene las direcciones de red de la MSC 106 y del BSC 102. El
documento WO 99/56486 describe también la conexión de distintos
elementos de red GSM, específicamente estaciones base, con un
sistema de comunicaciones por radio. Los diversos elementos están
interconectados por medio de unas conexiones de telecomunicaciones
que comprende canales de tráfico y canales de control.
Es por tanto un objeto de la presente invención
proporcionar una red mejorada de comunicaciones que alivie los
problemas de las disposiciones de la técnica anterior.
Es un objeto adicional de la presente invención
proporcionar una red de comunicaciones y unos elementos de red que
permitan la uniformidad del servicio, tanto si el usuario utiliza un
acceso fijo como móvil a los servicios de telecomunicaciones.
Estos y otros objetos se alcanzan en una red de
telecomunicaciones móviles que tengan una parte de red de acceso y
una parte de red principal. La parte de red de acceso incluye una
parte de control de acceso que está configurada para comunicarse con
la parte de red principal a través de un interfaz de red móvil
licenciado predeterminado, tal como un interfaz A para GSM o un
interfaz Iu para UMTS. La parte de red de acceso incluye también una
o más partes de estación base que están configuradas para
comunicarse con terminales móviles a través de un interfaz radio no
licenciado y también una red fija de banda ancha que conecta la
parte de control de acceso y las partes de estación base. La
invención descansa sobre un método de conexión de una estación base
con una parte de control de acceso de una red de acceso a través de
una red fija de banda ancha, y un método para registrar una estación
base con una parte de control de acceso.
Al proporcionar el acceso al servicio de red
móvil pública, a través de un interfaz radio no licenciado, que será
por definición de baja potencia y tendrá un alcance pequeño en
comparación con las redes de acceso convencionales, tales como los
subsistemas de estación base BSS en GSM o las UTRAN en UMTS, y al
retransmitir mensajes de capa superior de una manera transparente,
es decir, sin un mapa de correspondencia o un funcionamiento
cooperativo similar, el abonado puede conservar el mismo servicio y
suscripción sin percibir una diferencia en el nivel y presentación
del servicio que puede obtenerse. Además, la calidad de la voz en el
hogar o el entorno de oficina se mejora considerablemente por la
cobertura local. La duración de la batería de sus terminales móviles
será también mayor que cuando se utiliza exclusivamente con las
redes de acceso convencionales. Además, una compañía operadora de
una red móvil pública sería capaz de ofrecer un servicio de acceso
fijo sin necesidad de planificación celular adicional.
Ventajosamente, la conexión entre la parte de la
estación base y la parte del controlador de acceso explota una red
fija de banda ancha existente, que está disponible para el abonado
en su hogar o lugar de trabajo. Esta red puede ser una red de TV por
cable, o una red ADSL, pero está preferiblemente basada en IP, de
manera que el interfaz entre los elementos de la red de acceso es
independiente del tipo de red física. En un modo de realización
alternativo, la red fija puede ser una red basada en ATM. En
particular, las redes de tipo DSL podrían funcionar directamente
sobre ATM. También podrían funcionar otras tecnologías sobre una red
basada en ATM o sobre IP.
La invención puede concernir también a los
siguientes aspectos:
(1) Una red de telecomunicaciones móviles que
incluya una parte de red de acceso y una parte de red principal, en
la que dicha parte de red de acceso incluye una parte de control de
acceso configurada para comunicarse con dicha parte de red principal
por medio de un interfaz de red móvil licenciada predeterminada,
donde dicha parte de red de acceso incluye además al menos una parte
de estación base configurada para comunicarse con terminales móviles
a través de un interfaz radio no licenciado y una red fija de banda
ancha que conecta dicha parte de control de acceso con dicha al
menos una parte de estación base, donde dicha parte de red de acceso
está dispuesta para retransmitir mensajes de capa superior entre un
terminal móvil y dicha parte de red principal de una manera
transparente a través de dicho interfaz radio no licenciado.
Preferiblemente, los mensajes de capa superior incluyen mensajes de
gestión de movilidad y superiores. Preferiblemente, el interfaz
radio no licenciado sigue utilizando la radio de banda ancha.
Ventajosamente, el interfaz de radio no licenciado es un interfaz
Bluetooth.
(2) Una red de acceso adaptada para comunicarse
con terminales móviles a través de un interfaz radio no licenciado y
con una parte de red principal a través de un interfaz
predeterminado de red móvil, donde al menos los mensajes de capa
superior intercambiados entre dicho terminal móvil y dicha red
principal son retransmitidos sustancialmente de forma transparente
por dicho interfaz radio no licenciado y a través de dicha red de
acceso. Preferiblemente, el interfaz radio no licenciado utiliza la
radio de banda ancha. Preferiblemente, el interfaz radio no
licenciado es un interfaz Bluetooth.
(3) Una estación base para ser utilizada como
parte de una red de acceso configurada para comunicarse con una
parte de red principal de una red pública de telecomunicaciones
móviles, en la que la estación base está adaptada para comunicarse
por un interfaz radio no licenciado con al menos un terminal móvil y
para comunicarse a través de una red fija de banda ancha con una
parte de control de acceso de dicha red de acceso conectada a dicha
red principal, donde dicha estación base está configurada para
retransmitir mensajes transmitidos entre dicho terminal móvil y
dicha red principal de manera transparente por dicho interfaz radio
no licenciado y a través de dicha red fija. Preferiblemente, la
estación base incluye un primer módulo de interfaz para retransmitir
mensajes de capa superior por dicho enlace por radio no licenciado,
y un segundo módulo de interfaz para retransmitir dichos mensajes de
capa superior por dicha red fija, estando configurados dichos primer
y segundo módulos de interfaz para transferir mensajes de capa
superior entre ellos de manera sustancialmente transparente.
Preferiblemente, dicho segundo módulo de interfaz está también
configurado para retransmitir mensajes de capa superior por una red
fija basada en IP.
(4) Un controlador de red de acceso para ser
utilizado como parte de una red de acceso configurada para permitir
la comunicación de un terminal móvil con una red pública de
telecomunicaciones móviles a través de un interfaz radio no
licenciado, donde el controlador de red de acceso está configurado
para comunicarse con una parte de red principal de dicha red pública
de telecomunicaciones móviles a través de un interfaz de red móvil
licenciada predeterminada y está conectado además a una red fija de
banda ancha para la comunicación con terminales móviles a través de
al menos una estación base, donde dicho controlador de red de acceso
está configurado para transmitir y recibir mensajes de capa superior
intercambiados con los terminales móviles de una manera transparente
por dicha red fija de banda ancha. Preferiblemente, el controlador
de red de acceso incluye un módulo de interfaz para retransmitir
mensajes de capa superior por dicha red fija. Preferiblemente, dicha
red fija de banda ancha es también una red basada en IP, donde dicho
módulo de interfaz está configurado para retransmitir mensajes de
capa superior a través de un túnel de protocolo IP. Ventajosamente,
dicha red fija de banda ancha es una red basada en ATM.
Preferiblemente, el controlador de la red de acceso incluye un
registrador para establecer un mapa de correspondencia entre la
situación de los terminales móviles y una estación base, donde dicho
registrador está configurado para que sea accesible al recibir una
petición de búsqueda desde dicha red principal a un terminal móvil
para determinar una estación base capaz de comunicarse con dicho
terminal móvil.
(5) Una red de telecomunicaciones móviles que
incluye una parte de red de acceso y una parte de red principal,
donde la parte de acceso incluye una pluralidad de sistemas de
estaciones base para comunicarse con terminales móviles a través de
un interfaz aéreo de red móvil pública licenciada, estando
configurados los sistemas de estaciones base para comunicarse con
dicha parte de red principal a través de un interfaz de red móvil
predeterminado, donde dicha red incluye al menos un sistema de
estaciones base locales configurado para comunicarse con dicha parte
de red principal a través de dicho interfaz de red móvil
predeterminado y adaptado además para comunicarse con terminales
móviles a través de un interfaz radio no licenciado, donde dicho
sistema de estaciones base locales está configurado para
retransmitir mensajes de capa superior entre dichos terminales
móviles y dicha red principal de manera sustancialmente
transparente. Preferiblemente, dicho sistema de estaciones base
incluye al menos una estación base local para comunicarse con
terminales móviles a través de un interfaz radio no licenciado y un
controlador de estación base local conectado a dicha al menos una
estación base local y adaptado para comunicarse con dicha parte de
red principal a través de dicho interfaz de red predeterminado.
Preferiblemente, la estación base local está conectada también al
controlador de estación base local a través de una red fija de banda
ancha. Ventajosamente, la red fija es una red basada en IP, y los
mensajes de capa superior intercambiados entre dichos terminales
móviles y dicha parte de red principal son retransmitidos entre
dicha estación base local y dicho controlador de estación base local
pasando por el túnel de dicha red basada en IP. Preferiblemente, la
red fija es una red basada en ATM. Preferiblemente, el interfaz
radio no licenciado utiliza la radio de banda ancha.
Preferiblemente, el interfaz radio no licenciado es además un
interfaz de Bluetooth.
(6) Un terminal móvil para comunicarse con una
red de telecomunicaciones móviles que incluye una parte de red de
acceso y una parte de red principal, incluyendo dicho terminal un
módulo de gestión de comunicaciones para generar mensajes de capa
superior, y recibir mensajes de capa superior, para y desde dicha
red principal, un primer módulo de interfaz para establecer un
enlace por radio por la red móvil pública licenciada con dicha parte
de red de acceso y para retransmitir dichos mensajes de capa
superior hacia y desde dicho módulo de gestión de comunicaciones,
donde el terminal incluye además un segundo módulo de interfaz para
establecer un enlace por radio no licenciado con una red de acceso
modificada conectada a dicha red principal, donde dicho segundo
módulo de interfaz está configurado para retransmitir dichos
mensajes de capa superior a través de un enlace por radio no
licenciado cuando dicho terminal móvil está conectado a dicha red de
acceso modificada. Preferiblemente, el segundo módulo de interfaz
está configurado para retransmitir dichos mensajes de capa superior
entre dicho módulo de gestión de comunicaciones y dicha parte de red
principal a través de dicho enlace por radio no licenciado de una
manera transparente. Preferiblemente, el interfaz de radio no
licenciado utiliza también la radio de banda ancha. Ventajosamente,
el interfaz de radio no licenciado es un interfaz Bluetooth.
Otros objetos y ventajas de la presente invención
serán evidentes a partir de la descripción siguiente de los modos de
realización preferidos que se ofrecen a modo de ejemplo con
referencia a los dibujos que se acompañan. En las figuras:
La figura 1 representa esquemáticamente partes de
una red GSM modificada,
La figura 2 representa una secuencia de
señalización para la configuración automática de una parte de red
fija de acceso de acuerdo con la presente invención,
La figura 3 representa esquemáticamente una
visión global de la organización dentro de un terminal móvil,
La figura 4 representa esquemáticamente la
organización funcional del terminal móvil,
La figura 5 representa esquemáticamente la
organización funcional de una estación base local y un controlador
de estación base local,
La figura 6 representa esquemáticamente la
organización de las células,
La figura 7 ilustra esquemáticamente un
registrador de emplazamientos de abonados del controlador de la
estación base local,
La figura 8 representa la secuencia de
señalización para la transferencia,
La figura 9 muestra las pilas de protocolo de la
red de acceso modificada en el plano de control,
La figura 10 muestra las pilas de protocolo de la
red de acceso modificada en el plano del usuario.
La red ilustrada esquemáticamente en la figura 1
incluye elementos estándar de una arquitectura GSM e incluye también
elementos de una red de Servicio General de Radio por Paquetes
(GPRS). En la figura 1 se ilustra un teléfono móvil o terminal MT 1.
Este se comunica con una red GSM. La red comprende una parte de red
de acceso (AN) 10 y una parte de red principal (CN) 20. Las
divisiones entre estas partes están indicadas por líneas de puntos
en la figura 1. Como sugieren sus nombres, la parte 10 de red de
acceso proporciona un acceso al terminal móvil 1 hacia la red
principal 20 y, a través de ésta, a otros servicios de red.
En el ejemplo de red ilustrado en la figura 1, la
parte de red principal 20 incluye un registrador local de
emplazamientos (HLR) 201 y centros de conmutación de servicios
móviles (MSC) 202. La red admite también el Servicio General de
Radio por Paquetes y, con este fin, incluye nodos de soporte de
servicio GPRS (SGSN) 203. La función y estructura de estos elementos
es muy conocida y no será descrita con detalle en esta memoria.
Además, se comprenderá que habrá presentes otros elementos en una
red principal de GSM aunque no estén ilustrados en la figura 1. La
parte 20 de la red principal puede proporcionar acceso a otras redes
externas 30, tales como redes RDSI y RTPC y redes de datos
empaquetados por conmutación de paquetes y de circuitos, tales como
las Intranet, Extranet e Internet, a través de uno o más centros de
conmutación de servicios móviles de puertas GMSC 204 y nodos de
soporte GPRS de puertas GGSN 205.
La parte 10 de red de acceso incluye los
elementos GSM típicos, específicamente subsistemas BSS 101 de
estación base, uno de los cuales está ilustrado esquemáticamente en
la figura 1. Los subsistemas 101 de estación base están conectados a
través del estándar fijo definido A y de los interfaces Gb con los
MSC 202 y los SGSN 203, respectivamente, en la parte 20 de la red
principal. Cada subsistema 101 de estación base incluye un
controlador BSC 102 de estación base que se comunica con una o más
estaciones transceptoras base BTS 103 a través de el interfaz aéreo
definido A_{bis}. Las estaciones transceptoras base 103 se
comunican con el terminal móvil MT 1 a través del interfaz aéreo por
radio U_{m}, estándar de GSM. Se comprenderá que aunque la BTS 103
y el BSC 102 están representados formando una sola entidad en el BSS
101, el BSC está a menudo separado de las BTS y puede incluso estar
situado en el centro de conmutación de servicios móviles MSC 202. La
división física representada en la figura 1 sirve para distinguir
entre las partes de la red que componen la parte 10 de la red de
acceso y las que forman la parte 20 de la red principal.
Además de la parte estándar de red de acceso de
GSM proporcionada por las BSS 101, la red de acuerdo con la
invención incluye una parte de red de acceso modificada como se
muestra en la mitad inferior de la figura 1 e indicada con el número
10'. De aquí en adelante, esto se describirá como una parte 10' de
red fija de acceso. Los componentes que constituyen esta parte 10'
de red fija de acceso permiten también al terminal móvil 1 acceder a
la parte de red principal GSM y, a través de ésta, a otras redes de
comunicaciones a través de un interfaz X de radio no licenciada,
representado en la figura 1 por la flecha bidireccional 11. Por
radio no licenciada se entiende cualquier protocolo de radio que no
requiere que la compañía operadora que explota la red móvil haya
obtenido una licencia de la institución reguladora apropiada. En
general, tales tecnologías de radio no licenciada deben ser de baja
potencia y, por tanto, de un alcance limitado en comparación con los
servicios móviles por radio licenciada. Esto significa que la
duración de la batería de los terminales móviles será mayor. Además,
debido a que el alcance es bajo, la radio no licenciada puede ser
una radio de banda ancha, proporcionando así una calidad de voz
mejorada. El interfaz de radio puede utilizar cualquier protocolo
adecuado de radio no licenciada, por ejemplo un protocolo de LAN
inalámbrica o las Telecomunicaciones Digitales Inalámbricas
Mejoradas (DECT). Sin embargo, preferiblemente se utiliza la radio
Bluetooth, que tiene una anchura de banda alta y un consumo de
energía más bajo que la radio convencional de la red móvil
pública.
El estándar Bluetooth especifica un enlace por
radio digital de dos direcciones para las conexiones de corto
alcance entre dispositivos diferentes. Los dispositivos están
equipados con un transceptor que transmite y recibe en una banda de
frecuencias de alrededor de 2,45 GHz. Esta banda está disponible
globalmente con alguna variación de anchura de banda dependiendo del
país. Además de los datos, hay disponibles hasta tres canales de
voz. Cada dispositivo tiene una dirección exclusiva de 48 bits por
el estándar IEEE 802. También hay disponible una encriptación y
verificación internas.
El elemento de la parte 10' de red fija de
acceso, adaptado para comunicarse a través de un interfaz Bluetooth,
se designa como estación base local o doméstica (HBS) 104. Este
elemento gestiona los protocolos del enlace por radio con el
terminal móvil MT 1 y contiene transceptores de radio que definen
una célula de manera similar al funcionamiento de un transceptor
convencional BTS 103 de estación base GSM. La estación base local
HBS 104 está controlada por un controlador HBSC 105 de estación base
local, el cual se comunica con un centro de conmutación de servicios
móviles MSC 202 a través del interfaz estándar A de GSM y también
con un nodo SGSN 203 de soporte de servicio GPRS a través de un
interfaz estándar Gb, si está disponible en la parte de red
principal. El interfaz entre la estación base local HBS 104 y su
controlador HBSC 105 de estación base local se designa como
interfaz-Y. El controlador HBSC 105 de estación base
local proporciona la conexión entre el MSC 202 o el SGSN 203 y el
terminal móvil 1. La función conjunta de la estación base local HBS
104 y del controlador HBSC 105 de estación base local emulan el
funcionamiento del BSS 101 hacia el SGSN 203 y el MSC 202. En otras
palabras, cuando se observa desde los elementos de la red principal
20, tal como el centro de conmutación de servicios móviles (MSC) 202
y del nodo (SGSN) 203 de soporte de servicio de GPRS, la parte 10'
de red fija de acceso constituida por las estaciones bases locales
HBS 104 y el controlador HBSC 105 de estación base local, se asemeja
a una parte 10 de red de acceso convencional.
Las aplicaciones que se ejecutan en el terminal
móvil MT 1 sobre los interfaces radio de red móvil pública, se
ejecutan también sobre la radio Bluetooth entre el terminal móvil 1
y la estación base local HBS 104.
El interfaz entre la estación base local HBS 104
y el controlador HBSC 105 de estación base local, que está designado
como Y en la figura 1, es proporcionado, preferiblemente, por un
enlace fijo. Se pretende que la estación base local 104 sea un
dispositivo pequeño que el abonado pueda comprar e instalar en un
lugar deseado, tal como el hogar o un entorno de oficina, para
obtener un acceso fijo a la red móvil. Con el fin de reducir los
costes de instalación en la parte de la compañía operadora, el
interfaz entre la estación base local 104 y el controlador 105 de
estación base local, que se designa como interfaz Y en la figura 1,
explota por tanto, preferiblemente, una conexión ya existente
proporcionada por una red fija 106. Preferiblemente, esta red es una
red de paquetes de banda ancha. Las redes adecuadas pueden incluir
las basadas en ADSL, Ethernet, LMDS o similares. Las conexiones
locales a tales redes están disponibles para los abonados de manera
creciente. Aunque no se ilustra en la figura 1, la estación base
local HBS 104 estará conectada a un terminal de red que da acceso a
la red fija 106, mientras que el controlador 105 de estación base
local puede estar conectado a un encaminador ER del límite de la red
106 que enlaza también la red fija 106 a otras redes tales como
Intranets e Internet. Se utiliza IP para la comunicación entre la
estación base local HBS 104 y el controlador HBSC 105 de estación
base local sobre la red fija 106, para hacer que el transporte de
datos sea independiente del tipo de red. El enlace entre la estación
base local HBS 104 y el controlador HBSC 105 de estación base local
está siempre, preferiblemente, abierto, de manera que esta conexión
está siempre disponible sin necesidad de reservar un canal. La
comunicación a través de esta red fija 106 se realiza por medio de
la tunelización, en otras palabras, las capas superiores del
protocolo se transportan a través de la red 106 de acceso de una
manera transparente, sin mapas de correspondencia ni funcionamiento
cooperante, como se describirá con más detalle a continuación. En
paralelo con la estación base local HBS 104, el usuario puede tener
otros dispositivos conectados a la red fija, por ejemplo un PC.
Aunque la red fija 106 es, preferiblemente, una red basada en IP, la
invención no está limitada a este tipo de red. Específicamente,
pueden utilizarse también redes basadas en ATM. En particular,
cuando se utilizan tecnologías DSL en esta red, podrían ser
utilizadas directamente sobre la capa ATM, ya que están basadas en
ATM. Naturalmente, una red basada en ATM podría ser utilizada
también para transportar IP, sirviendo como una capa base.
La estación base local HBS 104 es un dispositivo
que puede ser adquirido por un abonado e instalado por el abonado en
el lugar deseado conectándolo a un puerto de un módem ADSL o CATV
para acceder a la red fija 106. El puerto está en contacto con una
Intranet a la que hay un puente o bien un encamindor a nivel de IP.
Por tanto, se utilizan protocolos estándar tales como IP, DHCP, DNS
y similares. La estación base local HBS 104 conectada al módem
utiliza estos protocolos y funciones estándar para asegurar a cuál
controlador HBSC 105 de estación base local debe conectarse, y
también para establecer una conexión con este controlador HBSC 105
de estación base local.
Cada controlador HBSC 105 de estación base local
controla varias estaciones base locales HBS 104 y, con este fin,
mantiene una estructura de datos que representa una visión lógica de
estas estaciones base locales HBS 105. Los procedimientos de
configuración alteran esta estructura de datos a medida que se
añaden o retiran estaciones base locales HBS 104. Esto será descrito
con más detalle a continuación. Cuando se añade una estación base
local HBS 104, el controlador HBSC 105 de estación base local
establece una conexión TCP o SCTP con la estación base local HBS
104. Antes de establecer esta conexión, la estación base local HBS
104 es incapaz de transferir mensajes al controlador HBSC 105 de
estación base local, incluso como respuesta a un mensaje de búsqueda
retransmitido. A una estación base local HBS 104 se le asigna una
dirección IP en la red fija 106. Esta dirección IP puede ser
configurada manualmente antes de la instalación, o bien ser obtenida
utilizando una petición DHCP. El controlador HBSC 105 de estación
base local tendrá también naturalmente una dirección IP en la red
fija 106. Esta dirección será también conocida por la estación base
local HBS 104 ya sea por configuración manual o bien obtenida por
una petición DNS a la red fija 106, en cuyo caso el HBS 104 se
configura con el nombre simbólico del controlador HBSC de estación
base local.
La secuencia de señalización para este
procedimiento de configuración está ilustrada en la figura 2.
Específicamente, la figura 2 ilustra la señalización entre una
estación base local HBS 104, un puerto de petición de unión de un
controlador HBSC 105 de estación base local y un puerto ADM del
controlador HBSC 105 de estación base local. El procedimiento
comienza al conectar la alimentación o al hacer una reposición,
cuando la estación base local HBS 104 intenta unirse a un puerto de
petición de unión en el controlador HBSC 105 de estación base local.
Esto se consigue primero haciendo que la estación base local HBS 104
envíe una señal de sincronismo de TCP en el evento 1, que se repite
y se acusa por el puerto en el evento 2. La estación base local HBS
104 envía entonces un mensaje de PETICIÓN_UNIÓN en el evento 3. Este
mensaje contiene la dirección del dispositivo Bluetooth del HBS. Si
el HBS ha sido conectado previamente al HBSC 105, este mensaje
contendrá también un identificador de zonas de emplazamiento (LAI)
del HBS 104 y un identificador del HBS 104. Estos identificadores
serán descritos con más detalle a continuación con respecto a la
itinerancia. En este mensaje se incluye preferiblemente la
información relativa a la seguridad para permitir que el HBSC puede
autentificar la estación base local HBS 104. La estación base local
104 es un dispositivo que será adquirido por el abonado y no será
posiblemente suministrado por la compañía operadora del controlador
105 de estación base local. Es importante por tanto verificar que la
estación base local 104 está licenciada para conectarse al
controlador 105 de estación base local de la misma manera que un
terminal móvil es autentificado convencionalmente antes de
permitirle conectarse a una red pública de comunicaciones móviles.
El controlador HBSC 105 de estación base local tiene acceso también
a una base de datos que contiene información relevante de
direcciones de dispositivos Bluetooth para su comprobación. Al
recibir el mensaje de PETICIÓN_UNIÓN, el HBSC 105 almacena la
dirección IP de la HBS 104 y la dirección del dispositivo Bluetooth,
selecciona un interfaz de Ethernet que debería ser utilizado por la
HBS 104 y dos puertos que debería utilizar la HBS 104 para las
conexiones estáticas y dinámicas de TCP, respectivamente. El HBSC
105 abre entonces el ADM asignado y los puertos de tráfico para la
escucha. Solamente la estación base local HBS 104 designada será
licenciada a conectarse a estos puertos, basándose en su dirección
IP. Los puertos asignadas y otra información que incluye la
dirección IP del interfaz seleccionado, el identificador LAI de zona
de situación y un identificador exclusivo HBS Id, son comunicados a
la HBS en el evento 5 con un mensaje de RESPUESTA_UNIÓN. Al recibir
este mensaje, la HBS 104 almacena el LAI y el HBS id en una memoria
no volátil, de manera que esta información estará disponible tras
una reposición. Se cierra entonces la conexión TCP con el puerto de
petición de unión del HBSC 105 por el intercambio de mensajes en los
eventos 6 a 8. La estación base local HBS 104 tiene entonces un
tiempo limitado, por ejemplo dos minutos, en el cual intentará una
conexión TCP estática, cerrándose en otro caso los puertos y
liberando los recursos asignados en el HBSC 105. Esto ocurre en los
eventos 9 a 11 con mensajes de sincronismo, seguidos en el evento 12
por un mensaje desde el HBSC 105 que comunica la información del
sistema relevante para la HBS 104. Con el fin de comprobar la
conexión TCP estática, la HBS 104 debe enviar un mensaje al puerto
estático del HBSC 105, como se muestra en el evento 13, en forma de
mensaje HBS_VIVO. Si este mensaje no se recibe a intervalos
predeterminados, el HBSC cerrará los puertos y liberará los recursos
asignados. El intervalo de tiempo requerido es comunicado,
preferiblemente, a la estación base local HBS 104 por el controlador
105 de estación base local con el mensaje RESPUESTA_UNIÓN en el
evento 5. Con el puerto de tráfico del HBSC se establece una
conexión TCP dinámica.
Los servicios proporcionados al abonado son
independientes de que el terminal móvil MT 1 establezca un enlace a
través de la parte 10' de red de acceso fija o bien a través de una
red estándar 10 de acceso, tal como la representada por un
subsistema BSS 101 de estación base en una red GSM. Esto se consigue
utilizando el mismo entorno de servicios para todas las
aplicaciones. Esto significa, por ejemplo, que se ejecutan los
servicios de voz por conmutación de circuitos en el centro MCS 202
de conmutación de servicios móviles. Si están admitidos los
servicios basados en WAP, estos se ejecutarán en los servidores WAP
como en la red convencional. Esto significa también que la
suscripción del usuario está situada en el registrador HLR 201 de
emplazamientos locales, aún cuando el usuario tenga una suscripción
a una parte 10' de red de acceso fija en forma de estación base
local HBS 104.
En la figura 3 se ilustra un diagrama de bloques
simplificado de la estructura del terminal móvil 1. Este terminal
móvil 1 incluye las funciones estándar 301 de la capa superior
requeridas para cualquier móvil que funcione en un sistema GSM.
Estas incluyen, específicamente, la capa de gestión de las
conexiones y la capa de gestión de movilidad. Estas capas 301
gestionan la telefonía y, si están presentes, las funciones de
transmisión de datos en paquetes y del protocolo de acceso
inalámbrico (WAP). Estas funciones 301 de capa superior se conectan
con el módulo 302 de función radio de GSM como en un terminal móvil
GSM convencional. El módulo radio 302 de GSM puede admitir también
funciones GPRS. Además de este módulo radio 302 de GSM, el terminal
móvil incluye, adicionalmente, un módulo radio 303 adicional para el
servicio de radio no licenciado. En el modo de realización
preferido, el servicio de radio es Bluetooth. Este módulo de función
radio Bluetooth se comunica directamente con las funciones 301 de
capa superior. Las funciones 301 de capa superior transmiten así los
mismos mensajes que la parte de red móvil principal, sea utilizando
el módulo 302 de función radio GSM o el módulo 303 de función radio
Bluetooth. Esto permite al abonado no percibir ningún cambio en el
servicio que puede obtener estando el terminal móvil en la zona de
cobertura de una estación base local (HBS) 104 o bien de un
subsistema 101 de estación base.
La figura 4 muestra una representación en bloques
de una organización funcional de un terminal móvil 1. Al igual que
un terminal GSM convencional, el terminal móvil 1 ilustrado incluye
una capa 310 de gestión de conexiones y una capa MM 320 de gestión
de movilidad. En los terminales GSM convencionales, la capa MM 320
de gestión de movilidad utiliza los recursos de la capa RR de
recursos de radio. En el terminal móvil de acuerdo con la presente
invención, también se incluye una sub-capa RR 340 de
recursos radio, dedicada a un interfaz radio GSM 350, y será
utilizada de la misma manera que la capa de recursos radio de un
terminal GSM convencional. A propósito, el interfaz radio GSM 350
puede servir también como un interfaz general GPRS de radio por
paquetes. Sin embargo, la organización funcional del terminal móvil
1 difiere de los terminales GSM convencionales por la inclusión de
un interfaz radio no licenciado, en el ejemplo de modo de
realización un interfaz radio 370 de Bluetooth y una
sub-capa 360 de recursos radio, dedicada a este
interfaz radio 370 de Bluetooth. Se dispone una capa lógica 380 para
la adaptación del interfaz radio Bluetooth entre el interfaz radio
Bluetooth y la sub-capa 360 de recursos radio
Bluetooth. El interfaz radio no licenciado 370 se ejecuta en
paralelo con el interfaz radio GSM 350. Con el fin de coordinar las
dos capas 340, 360 de recursos radio, se dispone una
sub-capa 330 entre éstas y la capa MM 320 de gestión
de movilidad. Esta capa 330 de coordinación de servicios oculta
efectivamente la existencia de dos sub-capas RR
independientes de recursos radio a las capas superiores. La capa 360
de recursos radio Bluetooth, indica a la capa 330 de coordinación de
servicios cuándo está entrando o abandonando la cobertura de una
zona de estación base local HBS. Esta organización significa que las
capas superiores 320, 310 del terminal móvil 1 funcionan como si
solamente hubiera presente un interfaz de radio. Esto permite al
abonado pasar entre los enlaces con un sub-sistema
convencional 101 de estación base, o con una estación base local
104, sin advertir la diferencia en el servicio.
La figura 5 muestra la organización funcional de
la parte 10' de red fija de acceso que se comunica con un terminal
móvil MT 1 por medio de un enlace de radio no licenciado. El
interfaz-X 11 ilustrado en la figura 4 que parte del
módulo radio Bluetooth 370, conecta el terminal móvil MT 1 de la
figura 4 con una estación base HBS 104 ilustrada en la figura 5. La
estación base local HBS 104 tiene también un módulo radio Bluetooth
401 que se conecta con una sub-capa
BT-RR 403 de recursos radio Bluetooth a través de
una capa 402 de adaptación de Bluetooth. La capa 403 de recursos
radio Bluetooth proporciona servicios a las capas 404 de nivel
superior, que son denominados esencialmente servicios de "capa
3", aunque las capas del protocolo de control de recursos radio
incluidas convencionalmente en la capa 3 de los sistemas GSM, no son
parte de estos servicios de capa 3. Como se describirá más adelante,
las capas superiores que son transportadas transparentemente, es
decir, sin funcionamiento cooperante ni mapas de correspondencia, a
través de la red fija 10' de acceso, incluyen al menos la capa del
protocolo de gestión de movilidad y superiores. Estos servicios de
capa superior están indicados en la figura por medio de una flecha
404 de doble dirección entre capas inferiores del terminal móvil y
los lados de controlador de estación base local de la estación móvil
local. Las capas inferiores en el interfaz entre la estación base
local HBS 104 y el controlador HBSC 105 de estación base local están
adaptadas para ejecutar IP. Un interfaz adecuado es el interfaz 10
Base T o el 100 Base T de Ethernet. Esto se ilustra en la figura 5
por medio de una capa inferior 406 de IP sobre la cual se ejecuta
TCP o bien UDP 405. Se comprenderá que puede utilizarse SCTP en
lugar de TCP. Por encima de esta capa se dispone una capa RR IP 407
de recursos de radio que está específicamente adaptada para ser el
interfaz basado en IP entre la estación base local HBS 104 y el
controlador HBSC 105 de estación base local. El interfaz físico
entre estos elementos es una red fija 106 basada en IP. En el
controlador HBSC 105 de estación base local, las capas inferiores
501 son de nuevo la capa modificada RR IP503 sobre TCP (o SCTP), de
control de recursos de radio adaptada para IP, o bien UDP sobre IP.
En la figura 5, solamente se ilustra un controlador HBSC de estación
base local de GSM. Al igual que para la estación base local HBS 104,
las capas inferiores 501 del controlador HBSC 105 de estación base
local proporciona servicios a las capas superiores 502, que están de
nuevo representadas por una flecha dirigida hacia el lado de la
parte de red principal del controlador 105 de estación base local.
Es evidente, a partir de esta organización, que las capas
superiores, en otras palabras, esencialmente los servicios de capa 3
representados por las capas MM 320 de gestión de movilidad y la CM
310 de gestión de las conexiones del terminal móvil MT 1, son
retransmitidas entre el terminal móvil MT y la parte 20 de red
principal sin funciones de establecimiento de mapas de
correspondencia ni otras funciones de cooperación. El transporte de
estas capas es transparente para las capas inferiores 360, 380, 370
y 401, 402, 403 de Bluetooth del Interfaz X y para las capas de TCP
y de UDP sobre IP del interfaz Y a través de la red fija 106. La
conexión a través de la red fija 106 es por tanto un túnel.
Como se ha mencionado anteriormente, la
instalación de la parte 10' de red fija de acceso está simplificada
al obviar la necesidad de planificación de células por parte de la
compañía operadora de la red. Una consecuencia de esto es que, a
diferencia de un controlador BSC 102 de estaciones base en una red
GSM, la red fija 10' de acceso no conocerá la situación de una
estación base local HBS 104 con relación a las células circundantes
y, por tanto, no puede dirigir a un terminal móvil MT 1 para que
escuche las señales de células específicas anticipadamente a la
transferencia. Esto se supera de acuerdo con la invención utilizando
una tecnología de radio auto-planificada y
permitiendo que el terminal móvil MT 1 pase información sobre las
células vecinas de la red móvil pública al controlador HBSC 105 de
estación base local que no sea solicitada por la red 10' de acceso.
Preferiblemente, el terminal móvil MT 1 retiene información de
identificación de la última célula de la red móvil pública en la
cual estaba situado. Esta información es traspasada a la red antes
de una posible transferencia. El terminal móvil MT 1 puede
supervisar también periódicamente la fortaleza de las señales de
células circundantes, y pasar esta información junto con la
identificación de la célula a la red. Consecuentemente, el
conocimiento sobre células vecinas a la cobertura de la estación
base local HBS 104 se construye dinámicamente a medida que esta
información es traspasada por el terminal móvil MT 1. La información
es traspasada, preferiblemente, desde el terminal móvil MT 1 a la
red, utilizando un mensaje de actualización del emplazamiento, que
es conocido a través de procedimientos convencionales de red móvil
pública, tal como una red GSM.
La organización y mecanismos requeridos para la
itinerancia y la transferencia entre la zona de cobertura de las
estaciones base locales HBS 104 y las células de una red móvil
pública definidas por las estaciones transceptoras 103, se describe
con más detalle a continuación.
En los sistemas móviles públicos convencionales,
tales como el GSM, la cobertura de la red se divide en múltiples
zonas de emplazamiento, LA, que pueden comprender una o varias
células BTS. Cada zona de emplazamiento tiene asignado un código
exclusivo denominado identificador de zona de emplazamiento, LAI. En
el servicio general GPRS de radio por paquetes, se propone un
sistema similar de zonas, denominado zonas de encaminamiento, RA.
Puede seguirse la posición de un terminal móvil MT 1 utilizando el
sistema de zonas de emplazamiento LA cuando no hay ninguna sesión en
curso. Específicamente, cuando un terminal móvil MT 1 entra en una
LA nueva, informa de ello a la red. Esta información es utilizada
por la red cuando se busca el terminal móvil MT 1. La red busca toda
la zona de emplazamiento LA y espera que el terminal buscado
responda.
De acuerdo con la presente invención, todas las
estaciones base locales HBS 104, configuradas para conectarse a un
solo controlador HBSC 105 de estación base local, están asignadas a
la misma zona de emplazamiento LA. Esto está ilustrado en la figura
6. La figura 6 muestra cuatro células 40 de una red móvil GSM
convencional, representadas cada una de ellas por un hexágono. Cada
célula 40 está definida por una estación transceptora base BTS 103,
a la cual rodea. En el ejemplo ilustrado, hay agrupadas dos células
en una sola zona 41 de emplazamiento. Esto se muestra como una línea
continua alrededor de las dos células 40. Dentro de esta zona 41 de
emplazamiento, hay una segunda zona 42 de emplazamiento de Bluetooth
que contiene una estación base local HBS 104. Hay una estación base
local adicional HBS 104, con su correspondiente zona de cobertura
circundante que es designada también como zona 42 de emplazamiento,
situada parcialmente en esta zona 41 de emplazamiento y parcialmente
en una célula vecina 40.
Cuando un terminal móvil MT 1 se desplaza hacia
el interior de una zona 42 de emplazamiento de la estación base
local HBS 104, el módulo Bluetooth 303 del terminal móvil MT 1 y el
módulo Bluetooth de la estación base local establecen un enlace de
comunicaciones Bluetooth. A un nivel funcional, la
sub-capa 306 de recursos radio Bluetooth del
terminal móvil 1 determina si la fortaleza de la señal es
suficientemente buena para establecer una conexión fiable. La
sub-capa 360 de recursos radio Bluetooth informa
entonces al plano funcional 320 de la gestión de movilidad MM, a
través de la sub-capa 330 de coordinación de
servicios, acerca de la nueva zona 42 de emplazamiento, lo cual
dispara la capa 320 de gestión de movilidad para efectuar un
procedimiento de actualización de emplazamiento dirigido hacia la
estación base local HBS 104 en la zona 42 de emplazamiento. La
sub-capa 360 de recursos radio Bluetooth lee
periódicamente la fortaleza de la señal e informa a la
sub-capa 330 de coordinación de servicios acerca del
nivel actual.
Cuando el terminal móvil MT 1 se desplaza fuera
de la zona 42 de cobertura de la estación base local 104, de manera
que el nivel de señal cae a un nivel crítico, la
sub-capa 330 de coordinación de servicios activa el
interfaz radio GSM 350 a través de la sub-capa 340
de recursos radio. Cuando la capa 320 de gestión de movilidad MM es
informada acerca de la nueva zona de emplazamiento 41, que está
asignada a la red pública móvil, se efectuará un procedimiento de
actualización utilizando procedimientos normales de GSM.
Como se ha mencionado anteriormente, en las redes
de telecomunicaciones móviles públicas convencionales, las zonas LA
de emplazamiento cubren normalmente varias células. En la parte 10'
de red fija de acceso de la invención, un solo controlador HBSC 105
de estación base local gestionará una zona de emplazamiento. En
otras palabras, todas las estaciones base locales HBS 104 conectadas
a un controlador HBSC 105 de estación base local estarán asignadas a
una sola zona de emplazamiento. Como la compañía operadora de la red
no tiene influencia sobre el verdadero emplazamiento de una estación
base local HBS 104, ya que ésta puede estar instalada por un abonado
en cualquier lugar adecuado, la planificación y organización
convencional de células de estaciones base locales en las zonas de
emplazamiento no es práctica.
Una consecuencia de proporcionar una sola zona de
emplazamiento LA para todos los terminales móviles, es que un
mensaje de búsqueda transmitido por la red principal 20 será
dirigido naturalmente a todos los terminales móviles. Permitir que
todos los terminales móviles sean buscados de esta manera es,
naturalmente, un desperdicio de recursos de red. Para impedir esto,
el controlador HBSC 105 de estación base local está provisto de un
registrador o base de datos 1051 para almacenar el emplazamiento de
los terminales móviles que han sido conectados a las estaciones base
locales 104. Esto está ilustrado esquemáticamente en la figura 7.
Este registrador 1051 es similar en estructura a un registrador de
emplazamientos de visitantes VLR. Puede ser construido como parte de
la estructura del controlador de estación base local, o puede ser
una entidad independiente que puede ser accedida y consultada por el
controlador de estación base local según sea necesario. El
registrador 1051 se construye a medida que se recibe la información
sobre el emplazamiento de un terminal móvil. La cobertura de una
sola estación base local HBS 104 definirá una célula y cada estación
base local HBS tendrá una identidad de célula exclusiva. A medida
que los terminales móviles efectúan la itinerancia en una célula de
una estación base local y realiza una actualización del
emplazamiento, el controlador HBSC de estación base local establece
un mapa de correspondencia entre la identidad internacional del
abonado de móviles, IMSI, del terminal móvil, y una identidad HBS_id
de célula de la estación base local. Este registro será así
modificado a medida que un nuevo terminal móvil efectúa la
itinerancia en una nueva célula de estación base local HBS.
Cuando se efectúa una búsqueda de un móvil, el
controlador HBSC 105 de estación base local examina el mensaje de
búsqueda para determinar cuál es el terminal móvil buscado mediante
la identificación del IMSI. Utilizando el mapa de correspondencia en
el registrador 1051, el controlador de estación base local determina
a qué estación base local 104 debe enviarse el mensaje de búsqueda y
así puede confinar este mensaje de búsqueda a esta estación base
local 104 solamente. La identificación de célula asociada con cada
estación base local HBS asegura que ésta es transparente para las
funciones existentes de facturación y de estadística de los centros
MSC 202 de conmutación de servicios móviles y de los nodos de
soporte SGSN 203 de servicio GPRS.
Preferiblemente, es posible limitar el acceso a
la red principal 20 a través de la parte 10' de red fija de acceso,
de manera que un abonado puede especificar qué terminales móviles
serán capaces de reconocer una conexión radio Bluetooth con una
estación base local HBS en particular. Esto se consigue con la radio
Bluetooth utilizando la característica del Bluetooth de emparejar
entidades. Para una estación base local HBS 104 requerida para
proporcionar el acceso a múltiples terminales móviles 1, tal como un
entorno corporativo, la selección de usuario se efectúa
preferiblemente a nivel de red.
Como las estaciones base locales y sus células
asociadas estarán generalmente situadas en la zona de cobertura de
las estaciones transceptoras base BTS 103 de una red móvil pública,
no será necesaria la transferencia de una llamada establecida desde
una estación transceptora base BTS 103 a una estación base local.
Por tanto, todas las llamadas establecidas a través de GSM o de otro
sistema de radio de una red móvil pública serán concluidas en el
sistema de radio de la red móvil pública. Si el terminal móvil ha
efectuado una itinerancia en una célula de estación base local
durante esta sesión, y permanece en esta célula, las llamadas
posteriores será efectuadas utilizando la radio Bluetooth u otro
interfaz radio no licenciado.
La transferencia es por tanto necesaria solamente
cuando debe pasarse una llamada establecida a través de una estación
base local HBS 104 que utiliza la radio Bluetooth a un transceptor
BTS 103 de estación base que utiliza la radio de la red móvil
pública cuando el terminal móvil se desplaza fuera de la zona de
cobertura de la estación base local HBS 104. Este procedimiento está
ilustrado en la figura 8.
La figura 8 muestra la secuencia de señalización
entre el terminal móvil MT 1, la estación base local HBS 104, el
controlador HBSC 105 de estación base local, el centro MSC 202 de
conmutación de servicios móviles y una estación base transceptora
BTS 103 y un controlador de estación base de un
sub-sistema BSS 101 de estación base.
Antes de efectuar la transferencia, se supone que
el terminal móvil MT 1 ha identificado previamente la señal más
fuerte de radio móvil pública desde una célula vecina 40 o,
alternativamente, retiene la identificación de célula de la última
célula de radio móvil pública utilizada, y posteriormente pasa la
identidad de la célula al controlador HBSC 105 de estación base
local a través de la estación base local HBS 105 como parte del
procedimiento de actualización del emplazamiento.
Como ya se ha descrito con relación a la
itinerancia, la sub-capa 360 de recursos radio
Bluetooth supervisa periódicamente la fortaleza de la señal
Bluetooth e informa de esto a la capa 330 de coordinación de
servicios. Cuando una llamada está activa, la
sub-capa 360 de recursos radio Bluetooth envía
también un mensaje para ser entregado en la estación base local HBS
104, que es transportado al controlador HBSC 105 de estación base
local. Esto está ilustrado en los eventos 1 y 2 de la figura 8. El
controlador HBSC 105 de estación base local evalúa las mediciones
informadas para determinar si se requiere una transferencia. Si se
requiere una transferencia, se genera un mensaje de TRANSFERENCIA
REQUERIDA con la identidad de célula de la célula GSM que se ha
entregado previamente, escrita en este mensaje. Este mensaje es
enviado al centro MSC 202 de conmutación de servicios móviles, como
es ilustra en el evento 3. El MSC 202 envía entonces una petición de
TRANSFERENCIA a un controlador BSC 102 de estación base de la
estación transceptora base identificada 103 en el evento 4. El
controlador de estación base se encarga de asignar un canal de
tráfico de acuerdo con procedimientos convencionales de GSM y recibe
un acuse de recibo de la activación de este canal desde la estación
transceptora base en los eventos 5 y 6. En el evento 7, el
controlador BSC 102 de estación base envía un acuse de recibo de la
petición de TRANSFERENCIA al MSC 202, que a su vez envía una orden
de TRANSFERENCIA al controlador HBSC 105 de estación base local en
el evento 8 para su transmisión a la estación base local HBS 104 en
el evento 9. La estación base local HBS 104 envía una orden de
TRANSFERENCIA al terminal móvil MT 1 en el evento 10. Ésta es
recibida por la sub-capa 360 de recursos radio
Bluetooth y es traspasada a través de la sub-capa
330 de coordinación de servicios a la sub-capa 340
de recursos radio por encima del módulo 350 de radio GSM, que
empieza entonces a enviar ráfagas de acceso de transferencia por el
interfaz Um a la estación transceptora base BTS 103 en el evento 11.
Éstas son detectadas de la manera normal por la estación
transceptora base BTS 103, que informa de la detección al MSC 202 a
través del controlador BSC 102 de estación base en los eventos 12 y
13. Entonces se establece el enlace entre el transceptor BTS 103 de
la estación base y el terminal móvil MT 1 y, una vez que el
transceptor BTS 103 de la estación base ha enviado un mensaje de
indicación del establecimiento al controlador BSC 202 de estación
base, se completa la transferencia y se envía un acuse de recibo por
la estación transceptora base BTS 103 al controlador BSC 202 de
estación base y por el controlador BSC de estación base al MSC 202
en los eventos 15 y 16. El MSC 202 conmuta entonces al nuevo
camino.
Antes de que tenga lugar la transferencia, se
avisa preferiblemente al abonado de que el terminal móvil está
saliendo del alcance de la estación base local HBS 104, es decir,
que la señal radio Bluetooth está alcanzando un nivel críticamente
bajo. Esto puede hacerse por medio de la sub-capa
330 de coordinación de servicios, ordenando una notificación de
audio u otro tipo de alarma, cuando el nivel de la señal está a un
nivel crítico y finalizando la notificación cuando el nivel de la
señal se eleva.
Las figuras 9 y 10 muestran arquitecturas de
protocolos para los diversos elementos de la parte 10' de la red
fija de acceso de una red de acceso GSM de segunda generación de
acuerdo con la invención.
La figura 9 ilustra las capas de protocolo para
el transporte de protocolos de tercera generación especificados en
la Especificación Técnica 3GPP 24.008 entre un terminal móvil MT 1 y
un centro MSC 202 de conmutación de servicios móviles. En el plano
de control, las capas equivalentes de nivel más alto del terminal
móvil MT 1 y del centro MSC 202 de conmutación de servicios móviles
se comunican directamente entre sí. En otras palabras, estas capas
son retransmitidas a través de capas inferiores por medio de la
estación base local HBS 104 y del controlador HBSC 105 de estación
base local, de una manera transparente. Estos niveles son la capa de
gestión de movilidad MM y las capas CC, GMM, SM y de servicios de
mensajes cortos. Las capas inferiores del terminal móvil MT 1 se
comunican directamente con capas equivalentes de la estación base
local HBS 104. Éstas incluyen la capa RR BT de protocolo de control
de recursos radio Bluetooth, que entre otras tareas trata de la
asignación de canales síncronos Bluetooth. Por debajo del protocolo
de control de recursos de radio Bluetooth está el proveedor L2CAP de
acceso competitivo de capa 2 y la capa de banda base de Bluetooth.
En el interfaz Y entre la estación base local HBS 104 y el
controlador HBSC 105 de estación base local, se dispone un protocolo
adicional de control de recursos de radio adaptado para la capa RR
IP de IP. Por debajo de esta capa de recursos de radio se incluye un
protocolo síncrono SCTP de transporte del control IETF, el cual se
comunica con una capa equivalente SCTP en el HBSC 105. Será evidente
que esta capa SCTP podría ser sustituida por una capa de protocolo
TCP. Esto se lleva a cabo en una capa IP, que se comunica de igual
manera con una capa IP en el HBSC 105. Finalmente, los túneles de
capa inferior, a través de la red fija 106, establecen enlaces
directos con las capas correspondientes del HBSC 105. Los mensajes
de protocolo de capa superior son transportados a través de la
estación base local HBS 104, del controlador HBSC 105 de estación
base local y a través del interfaz Y, por las respectivas capas de
protocolo de control de recursos radio. Volviendo ahora al
interfaz-A entre el HBSC 105 y el MSC 202, los
mensajes de capa superior son transportados sobre una capa BSSAP de
puntos de acceso de servicio de la estación base. Ésta capa se
asienta sobre una capa SCCP de la parte de control de la conexión de
señalización, una capa MTP de la parte de transferencia de mensajes
y un nivel de capa 1, en ese orden. Cada una de estas capas se
comunica con capas equivalentes en el MSC 202.
La provisión de una capa BT-RR/RR
IP de recursos radio en el terminal móvil 1, en la estación base
local y en el controlador de estación base local, que está adaptada
adecuadamente para transportar mensajes de capa superior sobre
Bluetooth y enlaces basados en IP permite, respectivamente,
transportar mensajes 24.008 desde el terminal móvil a través del
centro MSC 202 de conmutación de servicios móviles y, por tanto,
sobre un interfaz radio no licenciado y una red fija basada en IP de
una manera transparente. Así, todos los servicios de 24.008 pueden
ser admitidos en un terminal móvil MT que acceda a la parte de red
móvil principal a través de un enlace radio no licenciado, tal como
Bluetooth, de una manera compatible hacia delante.
Los protocolos de control de recursos radio de
Bluetooth y del Protocolo de Internet, RR BT y RR IP, difieren del
protocolo estándar de GSM. Específicamente, estos nuevos protocolos
son dependientes y están adaptados a la tecnología de radio no
licenciada utilizada y para el transporte sobre IP, respectivamente.
Proporcionan un mecanismo de transporte transparente para la
información de capa superior, es decir, de la capa de gestión de
movilidad y superiores. También dan soporte a los puntos de acceso
de servicio (SAP) existentes para la capa de gestión de movilidad.
Además de estos nuevos protocolos de recursos radio, se utiliza un
protocolo modificado de gestión de la movilidad para el transporte
de 24.008. Específicamente, la capa de gestión de movilidad permite
la planificación de células, es decir, permite a la entidad de red
que controla varias células obtener la identidad y otros datos de
células vecinas que no controla. El protocolo de capa 2 del terminal
móvil MT debe admitir también la interacción entre la capa de
recursos radio para la radio GSM y la capa de recursos radio para la
radio Bluetooth.
La figura 10 representa el plano de control de
usuario para el transporte de voz entre un terminal móvil MT 1 y un
centro MSC 202 de conmutación de servicios móviles. Por encima de
las capas del terminal móvil MT 1, el protocolo G.711 de voz se
comunica directamente con una capa equivalente en un abonado llamado
o que llama. Estos mensajes de protocolo son retransmitidos a través
de la estación base local HBS 104, del controlador HBSC 105 de
estación base local y del centro MSC 202 de conmutación de servicios
móviles. La siguiente capa hacia abajo en el terminal móvil MT 1
define el esquema de modulación, que es una modulación delta de
pendiente continuamente variable CVSD. Esta capa se asienta por
encima de una capa Bluetooth de banda base, que es la capa más baja
del MT. Esta capa más baja se comunica con una capa equivalente en
la HBS, que de igual manera descansa por debajo de una capa de
modulación CVSD. Sobre el interfaz-Y entre la HBS
104 y el HBSC 105, se asienta una capa RTP encima de la pila que
está por encima de una capa de UDP sobre IP, que se comunica
directamente con una capa equivalente en el HBSC 105. Por debajo de
la capa de UDP sobre IP, hay capas tunelizadoras para establecer
enlaces tunelizadores directos a través de la red fija 106, como en
el plano de control descrito con referencia a la figura 9. El
interfaz A entre el HBSC 105 y el MSC 202 utiliza el protocolo
estándar E1.
Aunque la presente invención ha sido descrita con
referencia a una red GSM, se comprenderá que puede ser aplicada a
otras redes móviles, específicamente a la red móvil UMTS de tercera
generación con o sin GPRS. La invención, como ha sido descrita
anteriormente, puede ser utilizada en cualquier red móvil que
permite la separación de una parte de red de acceso de una parte de
red de servicio.
Además, los expertos en la técnica reconocerán
que aunque es conveniente para el usuario un terminal móvil capaz de
admitir tanto la comunicación radio de una red móvil pública, tal
como GSM, como la comunicación por radio no licenciada, esto no es
necesario. El abonado puede utilizar en su lugar un teléfono de
radio no licenciada para acceder a la red móvil pública a través de
la parte 10' de red fija de acceso proporcionada por una estación
base local y un controlador de estación base local. Tal teléfono
incluiría todas las funciones de las capas del terminal móvil 1
combinado descrito, pero excluiría aquellas capas relativas
específicamente a la radio licenciada. Tendría que utilizarse un
terminal móvil convencional para su uso en la red móvil pública
fuera de la cobertura de una estación base local, y la transferencia
entre las dos redes de acceso no estaría admitida como se ha
descrito anteriormente.
Claims (5)
1. En una red (10') de acceso, configurada para
comunicarse con una parte (20) de red principal de una red pública
de telecomunicaciones móviles, incluyendo dicha red (10') de acceso
una estación base (104) adaptada para comunicarse sobre un interfaz
radio no licenciado con al menos un terminal móvil (1) y para
comunicarse a través de una red fija (106) de banda ancha con una
parte (105) de control de acceso de dicha red (10') de acceso
conectada a dicha red principal (20), un método para conectar dicha
estación base (104) con dicha parte (105) de control de acceso sobre
dicha red fija (106) de banda ancha, que comprende los pasos de
establecer una conexión con un primer puerto de
la parte (105) de control de acceso en dicha red fija (106),
enviar una petición de unión a dicho puerto,
incluyendo un primer identificador de dispositivo
predeterminado,
recibir un acuse de recibo de la petición que
incluya una dirección del interfaz de conexión en dicha red fija y
un identificador de estación base,
liberar dicha conexión con dicho primer
puerto,
establecer una conexión en dicha dirección de
interfaz de red fija utilizando dicho identificador de estación
base.
2. Un método como el reivindicado en la
reivindicación 1, que comprende además el paso de:
enviar un mensaje de mantenimiento de la conexión
a dicha dirección recibida de interfaz dentro de un intervalo de
tiempo predeterminado para mantener establecida dicha conexión.
3. Un método como se reivindica en la
reivindicación 2, que comprende además el paso de:
recibir datos que representan dicho intervalo de
tiempo desde dicha parte (105) de control de acceso con dicho acuse
de recibo de la petición.
4. Un método para registrar una estación base
(104) que está adaptado para comunicarse con terminales móviles (1)
a través de un enlace radio no licenciado (11) con un controlador
(105) de red de acceso que proporciona acceso a una red principal
(20) de una red pública de telecomunicaciones móviles a través de
una red fija (106) interpuesta entre dicha estación base (104) y
dicho controlador (105) de red de acceso, incluyendo dicho método
los pasos de:
recibir una petición de conexión que incluya un
identificador de dispositivo radio no licenciado desde dicha
estación base (104) a través de dicha red fija (106),
autentificar dicho identificador de dispositivo
radio no licenciado,
seleccionar un identificador de estación base y
reservar al menos un puerto de comunicaciones en dicha red fija
(106) para la comunicación con dicha estación base (104),
transmitir una respuesta a dicha petición de
conexión que incluya una dirección de interfaz para dicho puerto
reservado y dicho identificador de estación base,
comprobar dicho identificador de estación base en
las peticiones de comunicación a través de dicha dirección de
interfaz y puerto reservado antes de permitir la comunicación.
5. Un método como se reivindica en la
reivindicación 4, que incluye además el paso de:
comunicar un intervalo de tiempo de mantenimiento
de la conexión con dicha estación base (104), y liberar dicho puerto
reservado si no se establece una conexión dentro de dicho intervalo
de tiempo.
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