BRPI0207920B1 - Método para radiocomunicação em uma rede de rádio celular, controlador de rede de rádio (rnc) e estação base (bts) - Google Patents

Método para radiocomunicação em uma rede de rádio celular, controlador de rede de rádio (rnc) e estação base (bts) Download PDF

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BRPI0207920B1
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Lars Anckar
Tuomo Flytström
Jyrki Kaasinen
Pekka Anttalainen
Antti Jokinen
Jari Salo
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Nokia Technologies Oy
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Abstract

"método para radiocomunicação em uma rede de rádio celular, rede de rádio celular, controlador de rede de rádio, e, estação base". a invenção refere-se a um método pra radiocomunicação em uma rede de rádio celular tendo uma rede de acesso por rádio e uma rede de núcleo (cn), o método compreendendo conectar pelo menos duas redes de núcleo diferentes a uma rede de acesso por rádio (ran), e compartilhar pelo menos um elemento de rede (rnc, bts) da rede de acesso por rádio (ran) entre as pelo menos duas redes de núcleo diferentes.

Description

“MÉTODO PARA RADIOCOMUNICAÇÃO EM UMA REDE DE RÁDIO CELULAR, CONTROLADOR DE REDE DE RÁDIO (RNC) E ESTAÇÃO BASE (BTS)”.
A presente invenção refere-se a redes de rádio celulares e, em particular, a redes de acesso por rádio de um sistema de rádio celular.
Redes de sistemas celulares são, tipicamente, divididas em uma rede de acesso por rádio RAN e uma rede de núcleo CN. Presentemente, os sistemas de rádio de terceira geração (3G) estão sendo padronizados. Um sistema 3G será baseado em tecnologia WCDMA, Acesso múltiplo por divisão de código de banda larga, sobre a interface de ar e, assim, esta tecnologia será usada na RAN, enquanto a CN será similar à existente no GSM (sistema global de comunicações móvel).
A Fig. 1 apresenta um diagrama em bloco da arquitetura de sistema de um sistema 3G. O sistema compreende os elementos mostrados na Fig. 1, ou seja, uma estação móvel MS, a RAN (marcada como UTRAN, RAN terrestre UMTS, onde UMTS representa sistema universal de telecomunicações móvel), e a CN. A estação móvel MS é conectada por rádio a pelo menos uma estação base BTS que é conectada a um controlador de rede de rádio (RNC) sobre a assim chamada interface lub (e dois RNCs podem ser conectados um ao outro sobre a assim chamada interface lur). Além disso, a RAN é conectada à CN sobre a interface lu. Conforme mostrado na figura, o RNC é conectado à MSC (central de comutação de serviços móvel) incluindo o VLR (registrador de localização de visitante) e ao SGSN (nó de suporte de serviço GRPS, onde GPRS significa serviço geral de rádio em pacote que é padronizado no GSM). Além disso, o SGSN é conectado ao GGSN (nó de suporte de GPRS de ponto de conexão) e a MSC é conectada à GMSC (MSC de ponto de conexão). Conforme visto na figura, pelo menos a MSC, GMSC e SGSN têm uma conexão ao HLR (registrador de localização de residência) e SCP (ponto de controle de serviço). A conexão a
2/18 outras redes segue via o GMSC e o GGSN, onde comunicação comutada por circuito, tipicamente, seguiria via as MSCs (ou seja, via a MSC e a GMSC) e comunicação comutada em pacote seguiria via os GSNs (ou seja, via o SGSN e GGSN).
As freqüências de rádio que o sistema 3G (as que seriam baseadas em WCDMA, acesso múltiplo por divisão de código de banda larga) usará (em comunicação entre a MS e a BTS) foram aceitas pelos diferentes corpos de padronização e, em diversos países, licenças para a construção de redes 3G foram vendidas a operadores por meio de leilões. Estas licenças foram tremendamente dispendiosas. A construção de uma nova rede também requer, adicionalmente, grandes investimentos em equipamento e, por conseguinte, existem questões de como os operadores serão capazes de lucrar e amortizar os investimentos em sistema 3G. Além disso, em certos países, foram feitas exigências de uma certa área de cobertura (mínima) para que o operador obtivesse a licença de rede 3G.
Portanto, é clara a necessidade de buscar soluções para economizar em relação a estas novas redes.
O documento WO 01/15.471 revela o uso de duas redes de núcleo paralelas para um BSS (sub-sistema de estação base) de modo a aumentar a capacidade de rede de núcleo de uma rede de operador pela distribuição dinâmica da carga entre as duas redes de núcleo. Quando o terminal móvel registra sua presença na área de localização, o BSS encaminhará dinamicamente a solicitação para qualquer das duas redes de núcleo com base no carregamento de rede de núcleo. A solução mostrada não economiza custos mas, em vez disso, adiciona custos se um operador usar duas redes de núcleo para cada BSS. Além disso, uma desvantagem da solução descrita no documento WO é o fato dela não poder implementada de acordo com as normas existentes de rede móvel, mas exigir uma mudança das presentes normas.
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De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é provido um método para radiocomunicação em uma rede de rádio celular tendo uma rede de acesso por rádio e uma rede de núcleo, a rede de acesso por rádio compreendendo pelo menos um controlador de rede de rádio e uma pluralidade de estações base, o método compreendendo:
conectar pelo menos duas redes de núcleo diferentes a uma rede de acesso por rádio, e compartilhar pelo menos uma estação base da rede de acesso por rádio entre pelo menos duas redes de núcleo diferentes pelo uso de uma primeira freqüência para estabelecer uma primeira célula na estação base para uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes e usar uma segunda freqüência para estabelecer uma segunda célula na estação base para a outra das pelo menos duas redes de núcleo diferentes.
De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provida uma rede de rádio celular compreendendo pelo menos duas redes de núcleo diferentes e uma rede de acesso por rádio conectada a cada uma das pelo menos duas redes de núcleo, a rede de acesso por rádio compreende pelo menos um controlador de rede de rádio e uma pluralidade de estações base, e cada rede de núcleo compreende elementos de rede, e pelo menos uma estação base da rede de acesso por rádio é configurada para ser usada por cada uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes, em que a estação base compreende um transceptor a uma primeira freqüência para estabelecer uma primeira célula para uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes e para transmitir, a uma segunda freqüência, para estabelecer uma segunda célula para a outra das pelo menos duas redes de núcleo diferentes.
De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provido um controlador de rede de rádio compreendendo:
meios para conexão a pelo menos duas redes de núcleo diferentes,
4/18 meios para conexão a uma pluralidade de estações base, meios de alocação para criar uma alocação entre tráfego para e de uma da pluralidade de estações base e as duas redes de núcleo diferentes, em que os meios de alocação compreendem adicionalmente uma determinação de uma certa primeira freqüência usada na estação base para corresponder a uma certa freqüência das pelo menos duas redes de núcleo para as quais o tráfego se destina, e uma determinação de uma certa segunda freqüência usada na estação base para corresponder a uma certa freqüência da outra pelo menos duas redes de núcleo de modo a alocar o tráfego de uma da pluralidade de estações base para qualquer uma das pelo menos duas redes de núcleo com base na freqüência usada na estação base.
De acordo com um quarto aspecto da invenção, é provida uma estação base compreendendo um transceptor para transmitir a uma primeira freqüência para estabelecer uma primeira célula, cuja comunicação é destinada a uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes e para transmitir a uma segunda freqüência para estabelecer uma segunda célula, cuja comunicação é destinada para a outra das pelo menos duas redes de núcleo diferentes.
De acordo com um quinto aspecto da invenção, é provido um método para radiocomunicação em uma rede de radio celular tendo uma rede de acesso por rádio e uma rede de núcleo, o método compreendendo conectar pelo menos duas redes diferentes a uma rede de acesso por rádio, e compartilhar pelo menos um elemento de rede da rede de acesso por rádio, entre as pelo menos duas diferentes redes de núcleo, em que pelo menos duas redes de núcleo diferentes pertencem a diferentes operadores de rede.
De acordo com um sexto aspecto da invenção, é provida uma rede de rádio celular compreendendo pelo menos duas diferentes redes de
5/18 núcleo e uma rede de acesso por rádio conectada a cada uma das pelo menos duas redes de núcleo, a rede de acesso por rádio e cada rede de núcleo compreende elementos de rede, e pelo menos um elemento de rede da rede de acesso por rádio é configurada para ser usada por cada uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes, em que pelo menos duas redes de núcleo diferentes pertencem a diferentes operadores de rede.
De acordo com um sétimo aspecto da invenção, é provido um controlador de rede de rádio compreendendo:
meios para conectar pelo menos duas redes de núcleo diferentes, em que as pelo menos duas redes de núcleo diferentes pertencem a diferentes operadores de rede, e meios para conectar a uma pluralidade de estações base.
De acordo com um oitavo aspecto da invenção, é provida uma estação base compreendendo uma primeira célula, cuja comunicação é destinada a uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes que pertencem a diferentes operadores de rede e uma segunda célula, cuja comunicação é destinada para uma outra das pelo menos duas redes de núcleo diferentes.
De acordo com um nono aspecto da invenção, é provido um método para radiocomunicação em uma rede de rádio celular tendo uma rede de acesso por rádio e uma rede de núcleo, a rede de acesso por rádio compreendendo pelo menos um controlador de rede de rádio e uma pluralidade de estações base, o método compreendendo conectar pelo menos duas redes de núcleo diferentes a uma rede de acesso por rádio, e compartilhar pelo menos uma estação base da rede de acesso por rádio entre as pelo menos duas redes de núcleo diferentes por estabelecer uma primeira célula na estação base para uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes e usar um primeiro código na
6/18 primeira célula correspondente a uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes, e estabelecer uma segunda célula na estação base para uma outra das pelo menos duas redes de núcleo diferentes e usar um segundo código na segunda célula correspondente a uma outra das pelo menos duas redes de núcleo diferentes.
De acordo com um décimo aspecto da invenção, é provida uma rede de rádio celular compreendendo pelo menos duas redes de núcleo diferentes e uma rede de acesso por rádio conectada a cada uma das pelo menos duas redes de núcleo, a rede de acesso por rádio compreendendo pelo menos um controlador de rede de rádio e uma pluralidade de estações base, e cada rede de núcleo compreendendo elementos de rede, e pelo menos uma estação base da rede de acesso por rádio é configurada para ser usada por cada uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes, em que a estação base compreende um transceptor para estabelecer uma primeira célula na estação base para uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes pelo uso de um primeiro código na primeira célula correspondente a uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes e estabelecer uma segunda célula na estação base para uma outra das pelo menos duas redes de núcleo diferentes pelo uso de um segundo código na segunda célula correspondente a uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes.
De acordo com um décimo primeiro aspecto da invenção, é provido um controlador de rede de rádio compreendendo:
meios para conexão às pelo menos duas redes de núcleo diferentes, meios para conexão a uma pluralidade de estações base, meios de alocação para criar uma alocação entre tráfego para e de uma da pluralidade de células e as duas redes de núcleo diferentes, em que os meios de alocação compreendem uma determinação de um certo primeiro
7/18 código usado em uma primeira célula para corresponder a uma certa das pelo menos duas redes de núcleo diferentes ao qual o tráfego se destina, e uma determinação de um certo segundo código usado em uma segunda célula para corresponder a um a certa das pelo menos duas redes de núcleo, de modo a alocar o tráfego de uma da pluralidade de células para qualquer uma das pelo menos duas redes de núcleo com base no código usado na célula.
Pela definição de rede de núcleo CN, pretende-se em sistemas 3G que haja tanto elementos de comunicação comutados em pacote (como SGSN) como elementos de comunicação comutados de circuito (como MSC), enquanto uma MSC (juntamente com uma GMSC) possa representar CN CS (rede de núcleo de comutação de circuito) e SGSN (juntamente com uma GGSN) possa representar CN PS (rede de núcleo de comutação em pacote).
Em um modo de realização particular, as duas redes de núcleo diferentes pertencem a dois diferentes operadores, por meio do que o modo de realização compreende compartilhar pelo menos um elemento da rede de acesso por rádio entre pelo menos dois operadores de rede diferentes. Entretanto, um único operador de rede também poderia ter duas redes de núcleo diferentes entre as quais o compartilhamento pode ser feito.
Um modo de realização compreende compartilhar pelo menos um de um controlador de rede de rádio (RNC) e uma estação base (BTS) entre pelo menos duas redes de núcleo diferentes (de diferentes operadores de rede). Em um modo de realização preferido, ambos RNCs e BTCs são compartilhados entre pelo menos duas redes de núcleo diferentes (ou seja, entre dois operadores de rede diferentes). Em uma rede há um número particularmente grandes estações base quando uma grande área geográfica for coberta, como um país inteiro. Por conseguinte, economia pode ser obtida, em particular, pelo compartilhamento de estações base.
Um modo de realização também compreende formar, com uma estação base, pelo menos duas células diferentes, uma para cada operador de
8/18 rede. E, um modo de realização particular, as diferentes células são formadas pelo uso de freqüências diferentes (ou faixas de freqüência) para os diferentes operadores da mesma BTS. Além disso, nas células diferentes, identificações diferentes seriam usadas, como MNCs diferentes (código de rede móvel). Por conseguinte, a estação móvel e o usuário não vêem automaticamente que diferentes operadores não estão tendo estações base diferentes, mas, ao contrário, compartilham uma estação base. Por conseguinte, cada operador é capaz de enviar sua própria identificação.
O compartilhamento pode também ser feito pelo compartilhamento de alguns, mas não necessariamente todos setores de uma estação base. Isto significa que a estação base está usando antenas de banda estreita que criam feixes, ou seja, setores para direções diferentes a partir da estação base. Por exemplo, uma célula pode compreender três ou seis setores diferentes. Por conseguinte, o compartilhamento pode ser feito ao longo de setor e diferentes operadores podem mesmo criar coberturas diferentes pelo fato de um operador poder usar setores diferentes de uma estação base em relação a outro. Do mesmo modo, o compartilhamento pode diferir geograficamente pelo fato de, não necessariamente, cada estação base da rede de acesso por rádio ser usada por cada operador compartilhado, mas um operador poder usar uma estação base sozinho e um outro operador pode usar uma outra estação base sozinho e, desse modo, diferentes operadores poderem ter áreas de cobertura um pouco diferentes se assim desejarem. Tipicamente, a rede de um operador poderia incluir diversos SGSNs e diversas MSCs.
Em um modo de realização particular, a administração do compartilhamento é implementada em um controlador de rede de rádio (RNC) por ter uma tabela de encaminhamento onde cada célula (de cada estação base) é definida e, também, diferentes elementos de rede de núcleo das pelo menos duas redes de núcleo diferentes serem definidos. Conseqüentemente, uma alocação entre cada célula de um e mesmo operador de rede e a rede de
9/18 núcleo do mesmo operador é mantida na tabela de encaminhamento do RNC.
Naturalmente, o compartilhamento de uma única rede de acesso por rádio pode ser igualmente implementado entre diversas redes de núcleo (e, por conseguinte, diversos operadores de rede). Por exemplo, no caso de três operadores de rede, cada estação base usaria três freqüências diferentes formando três células diferentes, cada uma pertencendo a uma rede de núcleo diferente (para um operador diferente).
A presente invenção pode ser de ajuda para operadores de redes construírem rapidamente uma nova rede celular cobrindo uma certa área geográfica. Isto pode ser feito por dois ou mais operadores construindo uma única rede em cooperação, a qual é compartilhada entre os operadores de acordo com a presente invenção. Isto também ajuda na otimização do uso da capacidade da rede. Ou seja, no início de uma nova rede, o número de assinantes é, tipicamente, baixo e aumenta com o tempo. Pela presente invenção, assinantes de operadores diferentes são capazes de utilizar a mesma rede de acesso por rádio e quando o número de assinantes aumentar, os operadores podem, lentamente, começar a construir redes sobrepostas para satisfazer a demanda, e após um tempo, os operadores cooperantes podem ter duas redes totalmente independentes (por meio do que o compartilhamento de acordo com a invenção pode ser terminado). Entretanto, pelo fato de dois ou mais operadores cooperarem no início do tempo de vida de uma nova rede, menores investimentos podem ser feitos, mas os operadores sendo ainda capazes de oferecer uma boa cobertura geográfica e ter capacidade suficiente para os assinantes. Desse modo, os operadores são capazes de manter os investimentos em um nível onde haja um bom número de clientes pagantes (assinantes) para gerar recursos em relação aos investimentos feitos.
Há também um benefício para os assinantes uma vez que os operadores serão capazes de manter os preços de serviços em um nível mais baixo, pelo fato de não necessitarem construir uma rede totalmente
10/18 independente no início. Nenhum deslocamento dispendioso é, portanto, necessário, uma vez que os assinantes podem se mover dentro da área geográfica, mas durante todo o tempo servido pelo seu próprio operador. Isto pode ser comparado à situação presente nos Estados Unidos, onde cetros operadores cobrem apenas certos estados e se o assinante se mover para um estado particular o telefone móvel se desloca para a rede de um operador e as chamadas telefônicas em deslocamento são, presentemente, muito caras. A presente invenção ajudará a evitar tais problemas em novas redes.
A invenção será descrita em detalhe com referência às figuras anexas, nas quis:
A Fig. 1 apresenta a arquitetura do sistema de um sistema de rádio 3G, a Fig. 2 apresenta o compartilhamento de uma rede de acesso por rádio entre dois operadores diferentes de acordo com a invenção, a Fig. 3 apresenta o compartilhamento de uma estação base entre duas redes de núcleo, a Fig. 4 apresenta uma célula criada por uma estação base, a Fig. 5 apresenta o encaminhamento de mensagens de uma rede de núcleo para uma estação base compartilhada, a Fig. 6 apresenta um diagrama em bloco de um controlador de rede de rádio.
Com referência agora à Fig. 2, é ilustrado o conceito básico da presente invenção. A figura mostra uma rede de núcleo CN1 de um primeiro operador (Operador 1), que inclui elementos de rede, como um HLR, GGSN, SGSN, MSC próprios e elementos de serviço possíveis (servidores conectados á MSC e ou ao GSN de uma maneira similar à que um SM-SC, centro de serviço de mensagem curta, é conectado à MSC na rede GSM). Similarmente, há uma segunda rede de núcleo CN2 de um segundo operador (Operador 2), que, do mesmo modo, inclui elementos de rede próprios, como HLR, GGSN,
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SGSN, MSC próprios e elementos de serviço possíveis. As redes de núcleo CN1 e CN2 são, assim, configuradas e incluem elementos de rede da mesma maneira conhecida de planos de rede 3G e como mostrado na Fig. 1. Similar ao mostrado na Fig. 1, há, na Fig. 2, redes de acesso por rádio RAN1, RAN2, RAN3 conectadas às redes de núcleo CN1, CN2, onde RAN1 é conectado ao CN1 de uma maneira conhecida e RAN2 é conectada a CN2, correspondentemente. O compartilhamento de acordo com a invenção é feito na terceira rede de acesso por rádio RAN3, onde ambas as redes de núcleo CN1 e CN2 são conectadas à mesma.
Desse modo, neste exemplo, ambos os operadores e, assim, ambas as redes de núcleo CN1 e CN2 utilizam ambos os controladores de rede de rádio RNCA e RNCB da RAN3 e também utilizam as diferentes estações base representadas pelas referências BTSA e BTSB. Conforme mostrado na Fig. 1, há diversas estações base conectadas a cada RNC e, por conseguinte, as referências BTSA e BTSB representam, ambas, diversas estações base.
Um compartilhamento similar também poderia ser usado quando as duas redes de núcleo CN1 e CN2 pertencem a um e mesmo operador.
A rede de rádio mostrada na Fig. 2 é, assim, configurada de modo que os operadores 1 e 2 possam compartilhar RAN3 (por terem RNCs compartilhados e BTSs compartilhadas) e cada operador ter células dedicadas próprias através das quais as estações móveis podem ter acesso (estabelecer uma conexão) à rede. Isto está mostrado mais detalhadamente na Fig. 3. cada célula tem seu próprio MNC (código de rede móvel) e MCC (código de país móvel) correspondentes ao operador.
A diferenciação entre os dois operadores é baseada em MNC e, conforme mostrado na Fig. 3, MNC1 é usado pelo Operador 1 e MNC2 é usado pelo Operador 2. Na prática, isto significa que um RNC compartilhado (como RNCA e RNCB) tem uma tabela de encaminhamento pré-configurada
12/18 que contém a informação de MNC e pelo uso desta informação as mensagens são encaminhadas para redes de núcleos de operadores apropriados CN1 e CN2. O encaminhamento é baseado em uma solução na qual uma determinação baseada em célula tenha sido feita para correspondentes elementos de rede de núcleo CN de CN1 e CN2. As células diferentes são formadas pelo uso de freqüências diferentes para as células de operadores diferentes a partir da mesma estação base BTS. Desse modo, certas freqüências são determinadas para corresponderem a certos elementos de CN.
Com referência agora à Fig. 3, é ilustrado o princípio de compartilhamento de uma estação base. As duas montagens de redes de núcleo diferentes de cada operador representam as porções de circuito comutado e pacote comutado da rede de núcleo. Desse modo, CN CS do operador 1 representa os elementos de rede de núcleo do Operador 1 em relação às comunicações de circuito comutado (ou seja, as MSCs) e CN PS do Operador 1 representa os elementos de rede de núcleo do Operador 1 em relação às comunicações de pacote comutado (ou seja, as GSNs). Do mesmo modo, CN CS do Operador 2 representa os elementos de rede de núcleo do Operador 2 em relação às comunicações de circuito comutado (ou seja, as MSCs) e CN PS do Operador 2 representa os elementos de rede de núcleo do Operador 2 em relação a comunicações de pacote comutado (ou seja, as GSNs). Cada montagem de CN é conectada ao RNC compartilhado. Divisão entre as montagens CN é baseada em LAC (código de área de localização) e RAC (código de área de encaminhamento) de modo que o operador possa determinar em que CN o tráfego se processa. Conseqüentemente, para o tráfego comutado de circuito do operador 1, um primeiro LAC (LAC1) é usado e para o tráfego de pacote comutado do operador 1, um primeiro RAC é usado (RAC1).
Correspondentemente, para tráfego de circuito comutado do operador 2, um segundo LAC (LAC2) é usado e para tráfego de comutação de
13/18 pacote de operador 1, um segundo RAC (RAC2) é usado. O transceptor RX/TX (ver Fig. 5) de uma estação base compartilhada (BTS compartilhada) usa uma primeira freqüência ou faixa de freqüência (Freqüência 1) para estabelecer uma primeira célula do operador 1 e usa uma segunda freqüência diferente ou faixa de freqüência (Freqüência 2) para estabelecer uma segunda célula (do operador 2).
A Fig. 4 mostra o conceito de quão tipicamente uma célula é formada em redes WCDMA pelo uso de antenas de feixe estreito. No exemplo mostrado na Fig. 4, a célula é formada por três antenas diferentes, criando um feixe em direções diferentes, cada feixe formando, assim, um setor próprio S1, S2 e S3. Tipicamente, cada setor usaria uma freqüência ou código diferente para evitar colisões. Uma outra célula pode compreender seis setores diferentes que possibilitam uma cobertura mais ampla, uma vez que o feixe de uma antena com feixe mais estreito tem, tipicamente, um melhor ganho e, por conseguinte, o feixe alcança maior distância. O compartilhamento pode ser feito pelo compartilhamento de toda a célula, ou seja, tendo duas células similares que tenham todos os setores S1, S2, S3 da célula, mas que usam freqüências diferentes (como foi descrito e mostrado na Fig. 3). Opcionalmente, apenas alguns setores, mas não todos necessariamente da estação base seriam usados por cada um dos operadores. Desse modo, o compartilhamento pode ser feito ao longo do setor e diferentes operadores podem mesmo criar coberturas diferentes pelo fato do, por exemplo, operador 1 poder usar setores S1 e S2 da estação base e o operador 2 poder usar os setores S2 e S3 da estação base. Um tal setor que seja usado apenas por um operador pode ser criado apenas sobre uma freqüência, enquanto setores compartilhados têm que ser criados sobre diversas freqüências, ou seja, sobre duas freqüências se dois operadores usarem o setor compartilhado. Os diferentes setores podem ser identificados por identificações individuais.
14/18
Do mesmo modo, o compartilhamento pode diferir geograficamente pelo fato de, não necessariamente, cada estação base da rede de acesso por rádio ser usada por cada um dos operadores em compartilhamento, mas um operador (por exemplo, Operador 1 na Fig. 2) pode usar uma estação base apenas (por exemplo, BTSA) e um outro operador (por exemplo, Operador 2 na Fig. 2) pode usar uma outra estação base apenas (por exemplo, BTSB) e, desse modo, diferentes operadores podem ter áreas de coberturas algo diferentes geograficamente se assim o desejarem.
Duas determinações de compartilhamento são incluídas no RNC compartilhado. Para este fim, o RNC compreende uma tabela de encaminhamento pré-configurada de operadores usando o mesmo RNC físico. Cada operador tem suas próprias células definidas pela Id da célula, o MNC, e o MCC. Operadores são identificados com o MNC na tabela de encaminhamento pré-configurada e o MNC é encaminhado do RRC (controle de recurso de rádio, que é um protocolo entre a estação móvel MS e a RAN) para RANAP (protocolo de aplicação de rede de acesso por rádio, que é um protocolo sobre a interface lu)) com a primeira mensagem de Transferência Direta Inicial dentro do RNC. Desse modo, pelo enlace da informação na RRC e RANAP e MNC, uma mensagem de uma estação base particular pode ser transferida para a CN correta do RANAP. Isto permite o compartilhamento de acordo com a invenção e, por conseguinte permite que diversos operadores usem um RNC físico. Os protocolos de RRC e RANAP não exigem qualquer mudança devido à invenção, mas o encaminhamento da mensagem é feito pela transferência do MNC e MCC dentro do RNC.
A tabela de encaminhamento pré-configurada contém também uma lista de operadores específicos de elementos de CN servindo uma área (uma área de encaminhamento e/ou uma área de localização, dependendo do tipo de tráfego). Cada elemento de CN tem sua própria identificação ou número de sinalização com base no qual ele é identificado. Com esta lista, é
15/18 possível para o RNC encaminhar o tráfego para o elemento de CN apropriado servir a uma MS particular. A seleção é feita quando uma conexão de sinalização é primeiramente estabelecida entre a MS e o elemento de CN. Apenas um elemento de CN do mesmo tipo (CS de circuito comutado ou PS 5 de pacote comutado) deverá servir à MS ao mesmo tempo.Conseqüentemente, os elementos de CS e PS são identificados separadamente e o tráfego CS e PS é identificado separadamente pelas IDs de domínio de CN. Quando existem diversas CNs do mesmo tipo (por exemplo, diversas CNs de PS e/ou diversas CNs de CS, conforme mostrado na Fig. 3) estas são identificadas pelos 10 códigos LAC e RAC como foi mostrado e descrito em relação à Fig. 3.
O encaminhamento de mensagens entre as redes de núcleo CNs e a rede de acesso por rádio RAN é baseada no MCC (código de país de móvel), MNC (código de rede móvel), LAC (código de área de localização), RAC (código de área de encaminhamento). Isto está ilustrado com mais 15 detalhe na Fig. 5 e a Tabela 1 abaixo mostra um exemplo de uma tabela de encaminhamento.
Tabela 1:
Operador#1 (MCC+MNC)#1 >>Identidade de domínio de CN >>>CS >>>>LAC#1 -> CS CN#1 >>>> LAC#1 -> CS CN#n >>>PS >>>>RAC#1 -> PS CN#1 >>>>RAC#1 -> PS CN#n
Operador#x (MCC+MNC)#X >>Identidade de domínio de CN >>>CS >>>>LAC#9 -> CS CN#9 >>>> LAC#Z -> CS CN#z >>>PS >>>>RAC#6 -> PS CN#6 >>>>RAC#Y -> PS CN#y
Como mostrado na Tabela 1, tráfego comutado por circuito e comutado em pacote é identificado separadamente pela criação de uma
16/18 alocação entre os elementos de CN comutados por circuito e o LAC que identifica o tráfego CS. Do mesmo modo, uma locação é criada entre os elementos CN comutados em pacote e o RAC que identifica o tráfego PS. Além disso, acima desses, a Identidade de domínio CN (CS e PS) é usada para diferenciar entre tráfego comutado por circuito e comutado em pacote. Com referência à Tabela 1 e Fig. 5, é criada uma alocação entre o tráfego comutado por circuito de uma célula em particular (por exemplo, Célula #1) e os elementos CN de CS do Operador #1 pela definição >>>>LAC#1 -> CS CN#1. Do mesmo modo, há uma alocação entre da célula #N para os elementos CN CS do Operador #1 pela definição >>>>LAC #N -> CS CN#n. De maneira similar para tráfego comutado em pacote há uma alocação da célula #1 para os elementos de CN de PS do Operador #1 pela definição >>>>RAC#1 -> PSCN#1. Cada um dos dados é enlaçado aos códigos de operador (MCC+MNC)#1 do Operador#1. Desta maneira, o tráfego entre a célula #1 mostrado na Fig. 5 para os elementos de CN relevantes é encaminhado corretamente pelo RNC. Desse modo, cada operador #1 a #n (ou #X) envia seu próprio MNC (MNC#1...MNC#n) para seus assinantes. Desse modo, se um assinante ativar identificação de célula sobre sua estação móvel, a Id de célula (ou logo) de seu próprio operador aparecerá na tela. O MCC é usado para encaminhar uma chamada para a CN do país relevante (em chamadas entre dois países diferentes). O MCC pode, particularmente, ser utilizado em células ao redor de limites de países.
Ainda com referência à Fig. 3, é ilustrado um elemento de Sub-Sistema Operacional (OSS) em conexão ao RNC. O OSS é também conhecido pelo termo NMS (sistema de gerenciamento de rede), que é usado para gerenciar a rede pelo gerenciamento de características, como direito de acesso, gerenciamento de ID de usuário, segurança e monitora especialmente as RANs pela coleta de alarmes e indicadores de desempenho chaves (KPIs) do equipamento RAN (de RNCs). Os diferentes operadores podem ter
17/18 equipamento OSS separado (um OSS é, tipicamente, implementado como um ou diversos servidores) ou pode compartilhar um OSS comum (ou pode concordar que o OSS de um dos operadores seja usado para gerenciar a RAN compartilhada). Se um OSS de operador for usado, então a manutenção da RAN é feita por este OSS de operador e outros operadores podem ter acesso para ver suas próprias células (por exemplo, através de uma conexão direta de OSS de um outro operador para o OSS de monitoração).
Operadores podem concordar e cooperar em como dividir custos, células, transmissão e operação de uma RAN de multi-operadores. Estes tipos de questões são tratados no OSS que inclui parâmetros configuráveis.
A RAN precisa ser sincronizada com as CNs. Na prática, isto pode ser implementado pela concordância com qual de pelo menos duas CNs diferentes a RAN compartilhada deve ser sincronizada. Opcionalmente, as duas CNs podem ser sincronizadas mutuamente por relógio.
A Fig. 6 um diagrama em bloco de um controlador de rede de rádio RNC. Logicamente, o RNC é composto de apenas duas partes, ou seja, um bloco de comutação de banda larga 10 e entidades de controle, ou seja, bloco 14 de Unidades de Controle, bloco 15 de Gerenciamento de Recurso de Rádio, e bloco 16 de Operação e Gerenciamento (do qual há uma conexão ao OSS, ou seja, ao NMS). Na ponta de interface lub, o RNC compreende uma primeira Unidade de |Interface 11, e sobre a ponta de interface lu, a RNC compreende uma segunda Unidade de Interface 12. Além disso, há uma terceira Unidade de Interface 13 para conexões do RNC a outros RNCs. A tabela de encaminhamento do RNC é implementada no bloco 14 de Unidades de Controle, que, quanto a sua implementação de hardware é igual a um computador. Por conseguinte, como é conhecido, uma tabela como a mostrada na Tabela 1 pode ser implementada como um programa no bloco 14 de Unidades de Controle, que implementa todas as funcionalidades de
18/18 controle de RNC e o protocolo de RRC, bem como, o protocolo RANAP e trata do MNC e MCC, bem como, de LAC e RAC.
O exposto é uma introdução da realização da invenção e seus Z modos de realização usando exemplos. É auto-evidente para alguém experiente na técnica que a invenção não está limitada aos detalhes dos exemplos apresentados acima e que a invenção pode ser realizada também em outros modos de realização sem se desviar das características da invenção. Os modos de realização apresentados devem ser considerados como ilustrativos, mas não limitativos. Desse modo, as possibilidades de realizar e usar a invenção estão limitadas apenas pelas reivindicações anexas. Assim diferentes modos de realização da invenção especificados pelas reivindicações, como também modos de realização equivalente, estão incluídos no escopo da invenção.
A invenção provê benefícios para operadores de rede pelo fato de boa cobertura poder ser obtida com baixos custos (com pequenos z investimentos). Áreas típicas onde usar RAN de múltiplos operadores são áreas rurais e suburbanas e outros locais carentes de cobertura de pouco tráfego, por exemplo, metrôs e locais onde seja difícil de encontrar pontos para a colocação de diversas estações base (por meio do que os operadores podem melhor compartilhar uma estação base). Economia de custos para operadores provém do compartilhamento de RAN, ou seja, como descrito aqui, compartilhamento de RNCs e BTSs, bem como, OSS. Em adição, transmissão e transporte (ou seja, linhas de transmissão, como cabos) podem ser compartilhadas e o RNP (planejamento de rede de rádio) que é feito no OSS.

Claims (10)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para radiocomunicação em uma rede de rádio celular tendo uma rede de acesso por rádio (RAN) e uma rede de núcleo (CN), a rede de acesso por rádio (RAN) compreendendo pelo menos um controlador de rede de rádio (RNC) e uma pluralidade de estações base (BTS), CARACTERIZADO pelo fato de compreender conectar pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2) a uma rede de acesso por rádio (RAN), compartilhar pelo menos uma estação base (BTS) da rede de acesso por rádio (RAN) entre as pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2) pelo uso de uma primeira freqüência para estabelecer uma primeira célula na estação base (BTS) para uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2) e usando uma segunda freqüência para estabelecer uma segunda célula na estação base para uma outra das pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2).
    compartilhar um controlador de rede de rádio (RNC) da rede de acesso por rádio (RAN) entre as pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2).
    criar uma alocação de tráfego entre a estação base compartilhada (BTS) e as pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2), usando o controlador de rede de rádio compartilhado (RNC), em que a alocação compreende a determinação de um primeiro tráfego relacionado à primeira célula estabelecida na estação base compartilhada (BTS) para corresponder a uma determinada rede de um núcleo (CN1) das pelo menos duas redes de núcleo (CN1, CN2), e onde a alocação posterior compreende a determinação de um segundo tráfego relacionado a segunda célula estabelecida na estação base para corresponder a segunda rede de núcleo (CN2) das pelo menos duas redes de núcleo (CN1, CN2).
  2. 2. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2) pertencerem a
    Petição 870160074660, de 12/12/2016, pág. 13/51
    2/3 diferentes operadores de rede.
  3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do método compreender formar uma célula de estação base pela criação de pelo menos três setores diferentes, e pelo fato do compartilhamento de uma estação base compreender usar um primeiro setor (S1) da célula para uma das pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2) e usar um segundo setor (S1) da célula para uma outra das pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2).
  4. 4. Método de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato do método compreender criar uma tabela de encaminhamento no controlador de rede de rádio (RNC), a tabela de encaminhamento criando a alocação de tráfego entre a estação base (BTS) e esta rede de núcleo (CN1) das pelo menos duas redes de núcleos (CN1, CN2) para a qual o tráfego é destinado.
  5. 5. Método de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato da rede de núcleo (CN1) compreender primeiros elementos de rede (MSC) para comunicação comutada por circuito e segundos elementos de rede (SGSN) para comunicação comutada em pacote e a tabela de encaminhamento criar uma alocação (LAC) de tráfego comutado por circuito entrea estação base (BTS) e os primeiros elementos de rede desta rede de núcleo (CN1) das pelo menos duas redes de núcleo (CN1, CN2) para os quais o tráfego é destinado, e uma alocação (RAC) de tráfego comutado em pacote entre estação base (BTS) e os segundos elementos de rede desta rede de núcleo (CN1) das pelo menos duas redes de núcleo (CN1, CN2) para os quais o tráfego é destinado.
  6. 6. Controlador de rede de rádio (RNC), CARACTERIZADO pelo fato de compreender:
    meios (12) para conectar a pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2), meios (11) para conectar a uma pluralidade de estações base (BTS),
    Petição 870160074660, de 12/12/2016, pág. 14/51
    3/3 meios de alocação (14) para criar uma alocação de tráfego entre uma estação base compartilhada (BTS) e as duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2), em que a alocação compreende adicionalmente uma determinação de um primeiro tráfego relacionado a primeira célula estabilizada na estação base compartilhada (BTS) para corresponder a uma certa rede de núcleo (CN1) de pelo menos duas redes de núcleo (CN1, CN2), e de um segundo tráfego relacionado a segunda célula estabilizada na estação base para corresponder a segunda rede de núcleo (CN2) de pelo menos duas redes de núcleo (CN1, CN2).
  7. 7. Controlador de rede de rádio (RNC), de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que as pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2) pertencem a diferentes operadores de rede.
  8. 8. Estação base (BTS), CARACTERIZADA pelo fato de que compreende um transceptor (RX/TX) para transmitir a uma primeira freqüência para estabelecer uma primeira célula, cuja comunicação se destina a uma (CN1) das pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2) e para transmitir a uma segunda freqüência para estabelecer uma segunda célula, cuja comunicação se destina a uma outra (CN2) das pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2).
  9. 9. Estação base (BTS) de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato do transceptor ser arranjado para transmitir na primeira freqüência usando um primeiro código (MNC) correspondente a uma (CN1) das pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2) e a uma segunda freqüência usando um segundo código (MNC) correspondente a uma outra (CN2) das pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2).
  10. 10. Estação base (BTS), de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que pelo menos duas redes de núcleo diferentes (CN1, CN2) pertencentes a diferentes operadores de rede.
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