ES2211120T3 - Gestion de conexiones con conmutacion de paquetes en una red de telecomunicaciones. - Google Patents
Gestion de conexiones con conmutacion de paquetes en una red de telecomunicaciones.Info
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Abstract
Método de gestión de conexiones en un sistema de comunicaciones, que es adecuado para la transmisión de datos con conmutación de paquetes y que incluye por lo menos un nodo de servicio (SGSN), por lo menos un sistema de acceso (RNS) y terminales (MS), estando adaptado dicho sistema de comunicaciones para disponer de una primera conexión lógica en relación con un terminal entre el nodo de servicio y el sistema de acceso y una segunda conexión lógica, de nivel superior, en relación con el terminal entre el terminal y el nodo de servicio (SGSN), caracterizado porque el método comprende las siguientes etapas liberación de la primera conexión lógica entre el nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso (RNS) cuando la primera conexión lógica está inactiva, de manera que la segunda conexión lógica permanece entre el nodo de servicio (SGSN) y el terminal (MS), y reconexión de la primera conexión lógica entre el nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso (RNS) cuando comienza la transmisión de datos de usuario.
Description
Gestión de conexiones con conmutación de paquetes
en una red de telecomunicaciones.
La presente invención se refiere a la gestión de
conexiones en un sistema de comunicaciones, especialmente en un
sistema de comunicaciones móviles adecuado para la transmisión de
datos con conmutación de paquetes.
Las redes de telecomunicaciones se pueden dividir
en redes con conmutación de circuitos y con conmutación de
paquetes. En las redes con conmutación de circuitos, la conexión de
la transmisión entre la parte transmisora y la parte receptora se
reserva antes de iniciar la transmisión. Un inconveniente de este
método de conexión es que la conexión de la transmisión se reserva
incluso si no se transmite información a través de la conexión. En
las redes con conmutación de paquetes, la transmisión de paquetes
puede ser orientada a la conexión o sin conexión. En las redes con
conmutación de paquetes sin conexión, la re de transmisión es
común para todos los usuarios. La información se transmite en
paquetes que contienen información sobre su destino. Los recursos de
la red de transmisión no se reservan por adelantado, ni se
transmite ningún paquete cuando no hay información a transmitir. De
esta manera no se reserva innecesariamente ninguna capacidad de la
red de transmisión. En la tecnología con conmutación de paquetes
orientada a la conexión, se forman circuitos virtuales para ciertas
rutas de transmisión entre elementos de red y cada paquete de la
conexión se encamina a lo largo de la misma ruta. De este modo, la
información se encamina como en las redes con conmutación de
circuitos, aunque no se reserva innecesariamente ninguna capacidad
de transmisión. Por ejemplo, la red ATM (Modo de Transferencia
Asíncrono) se forma con la ayuda de circuitos virtuales.
El acceso a redes con conmutación de paquetes
como Internet es también posible de muchas maneras. El sistema de
comunicaciones móviles paneuropeo GSM, el cual se basa en el acceso
múltiple por división de tiempo TDMA, permite la conexión con
conmutación de circuitos con redes con conmutación de paquetes de
una manera conocida, cuando se utiliza un protocolo de adaptación
(por ejemplo, un protocolo punto a punto, PPP) entre la estación
móvil y el punto de conexión situado en la red. El servicio GPRS
(Servicio General de Radiocomunicaciones por Paquetes) definido en
el sistema GSM también permite la conexión con conmutación de
paquetes desde estaciones móviles a redes de datos por paquetes como
Internet. La Figura 1 muestra la estructura simplificada de la red
GPRS. El nodo de soporte de servicio GPRS SGSN contiene funciones
de gestión de la movilidad y de seguridad de las estaciones
móviles. A través del nodo de soporte de la pasarela GPRS GGSN la
red transmite datos por paquetes hacia y recibe datos por paquetes
desde una red de datos por paquetes PDN. Por medio del nodo de la
pasarela la red GPRS también está en conexión con otras redes, tal
como Internet o una red X.25. Tanto la pasarela como el nodo de
servicio contienen funciones de encaminamiento IP. El subsistema de
estaciones base BSS incluye el controlador de estaciones base BSC y
una o más estaciones base BS. La estación móvil MS está en conexión
con una estación base a través del camino de radiocomunicaciones.
Además, la red incluye el registro de ubicación local HLR para el
almacenamiento permanente de información de abonado.
En la red GPRS, la transmisión de paquetes entre
la estación móvil y el nodo de servicio es transparente desde el
punto de vista del sistema de estaciones base, y en el sistema de
estaciones base no se almacena ningún registro referente al
servicio GPRS de la estación móvil. En su lugar, cada nodo de
servicio SGSN tiene información de contexto sobre las estaciones
móviles a las que está prestando servicio. En el sistema GPRS, la
información de contexto se puede dividir respectivamente en
información de gestión de la movilidad MM y de protocolo de datos
por paquetes PDP. La gestión de la movilidad informará en dónde
está situada la estación móvil y en qué estado está. Los estados
posibles de una estación móvil registrada con un sistema GPRS son el
estado de reposo, el estado de espera y el estado preparado. Cuando
está en el estado de reposo, la estación móvil es pasiva y puede
recibir solamente la emisión por radiodifusión de las estaciones
base, aunque no se pueden transmitir paquetes punto a punto entre
la estación móvil y la red. En el estado preparado, la estación
móvil puede recibir paquetes sin ningún procedimiento de llamada.
Desde el estado preparado la estación móvil se mueve al estado de
espera después de un cierto periodo de inactividad. Desde el estado
de espera la estación móvil vuelve al estado preparado después de
una llamada desde la red o para la transmisión de un paquete. El
movimiento entre el estado de reposo y el estado activo tiene lugar
por medio de procedimientos de Incorporación al GPRS y de
Separación del GPRS. En el estado preparado, la red conoce la
ubicación de la estación móvil con una precisión de una célula.
Cada paquete hacia la estación móvil se encamina individualmente
con la ayuda de un identificador de célula fijado al paquete desde
el nodo de servicio hacia la estación base correcta. De este modo,
la información de usuario se transmite entre la red y la estación
móvil sin ninguna conexión asignada entre el sistema de estaciones
base y el nodo de servicio SGSN.
La Figura 2 muestra un sistema nuevo de
comunicaciones móviles de tercera generación (3G) el cual se basa,
por ejemplo, en la tecnología WCDMA (Acceso Múltiple por División
de Código de Banda Ancha). El sistema de comunicaciones móviles 3G
combina la funcionalidad de la transmisión de datos por paquetes con
la comunicación con conmutación de circuitos. El nodo de servicio
3G SGSN se corresponde con el nodo de servicio SGSN de la red GPRS,
como el nodo de pasarela GGSN, el cual se ocupa de conexiones con
otras redes de datos por paquetes. En lo sucesivo en esta solicitud
un nodo de servicio SGSN significa el nodo de servicio de la red 3G.
Los centros de conmutación de servicios móviles MSC 3G se ocupan
del encaminamiento del tráfico con conmutación de circuitos. La red
también se puede implementar sin ningún centro de conmutación de
servicios móviles MSC 3G. La información de abonado de las
estaciones móviles se almacena permanentemente en el registro de
ubicación local HLR y temporalmente en el registro de ubicación de
visitantes VLR situado, por ejemplo, en conexión con el centro de
conmutación de servicios móviles, y en el nodo de servicio SGSN. El
subsistema de red de radiocomunicaciones RNS incluye un controlador
de red de radiocomunicaciones RNC y por lo menos una estación base
BS. El funcionamiento de todo el sistema es monitorizado por el
sistema de operación y mantenimiento O&M.
En el sistema de comunicaciones móviles de
tercera generación, el subsistema de red de radiocomunicaciones
debe tener información sobre estaciones móviles a las que prestar
servicio a través de la interfaz de radiocomunicaciones, ya que el
subsistema de red de radiocomunicaciones asigna recursos de
radiocomunicaciones para los abonados y puede combinar conexiones
tanto con conmutación de circuitos como con conmutación de paquetes
de la estación móvil en la interfaz de radiocomunicaciones, usando
el mismo código de ensanchamiento cuando se usa, por ejemplo, la
tecnología WCDMA. Se ha propuesto que las conexiones a través de la
interfaz I_{u} entre la red de radiocomunicaciones y el enlace
principal deberían ser orientadas a la conexión debido a dicha
combinación y codificación del tráfico con conmutación de circuitos
y con conmutación de paquetes. Además, un establecimiento de
conexión a realizar para el servicio de paquetes permite la
transmisión ventajosa hacia el subsistema de red de
radiocomunicaciones de parámetros que describen la calidad del
servicio (por ejemplo, velocidad de transmisión, retardo de la
transmisión). Sin un establecimiento de conexión que tenga lugar
independientemente, estos parámetros se deben añadir de forma
independiente a cada paquete a transmitir. Una conexión entre el
nodo de servicio y el subsistema de red de radiocomunicaciones se
puede implementar, por ejemplo, con ATM de tal manera que para cada
estación móvil se reserva un canal virtual según una cierta capa de
adaptación ATM (por ejemplo, la Capa de Adaptación ATM 5 AAL5 o la
Capa de Adaptación ATM 2 AAL2).
Para combinar el tráfico con conmutación de
circuitos y con conmutación de paquetes en un subsistema de red de
radiocomunicaciones, es preferible unificar la gestión de los
estados de las estaciones móviles. Por esta razón, se proponen un
estado de reposo y un estado activo como estados de gestión de la
movilidad (MM) de la estación móvil registrada con la red 3G. Estos
estados que son diferentes con respecto al sistema GPRS son también
estados naturales, cuando la transmisión de datos por paquetes
entre el nodo de servicio y la red de radiocomunicaciones es
orientada a la conexión, tal como se ha presentado anteriormente. En
el estado de reposo, la estación móvil solamente puede escuchar la
emisión por radiodifusión de estaciones base y moverse hacia un
estado activo a través de un procedimiento que se describirá
posteriormente en relación con la Figura 3. En el estado activo, la
estación móvil puede transmitir y recibir paquetes de datos
continuamente. Cuando la estación móvil está en el estado activo,
se ha establecido una conexión de comunicación entre el nodo de
servicio y la red de radiocomunicaciones y para la estación móvil
en la red de radiocomunicaciones se reservan por lo menos recursos
de gestión. De este modo, cada estación móvil reserva recursos de
radiocomunicaciones para ser usados por ella misma en el estado
activo. Del sistema de comunicaciones móviles 3G presentado se
conoce la liberación de recursos de radiocomunicaciones limitados
durante pausas en la transmisión de datos por paquetes, con lo cual
la estación móvil en el estado activo se mueve desde el canal de
radiocomunicaciones dedicado a la estación móvil hacia un canal de
radiocomunicaciones común, y de este modo el recurso de
radiocomunicaciones asignado se puede liberar para otro uso. La
conexión entre la estación móvil y la estación base prosigue en el
canal común, en el cual es posible transmitir paquetes de datos
pequeños en ambas direcciones y recibir emisiones por radiodifusión
de la estación base en la estación móvil. Cuando se restablece la
transmisión de datos por paquetes, el subsistema de red de
radiocomunicaciones dedica un canal de radiocomunicaciones nuevo
para la conexión entre la estación base y la estación móvil. El
enlace principal no tiene conocimiento de este cambio del tipo
usado de canal de radiocomunicaciones, por lo que el estado de la
estación móvil permanece activo desde el punto de vista de la
gestión de la movilidad (MM).
La Figura 3 muestra la señalización entre una
estación móvil y una red de comunicaciones móviles 3G en el comienzo
de una transmisión de datos por paquetes. Para simplificarlo, la
figura no muestra ninguna señalización del estado de la técnica
entre la estación móvil y el subsistema de red de
radiocomunicaciones para establecer, por ejemplo, conexiones de
capas inferiores. En el procedimiento 31 de Incorporación, el nodo
de servicio SGSN va a buscar, por ejemplo, información de abonado de
la estación móvil del registro de ubicación local. Después de este
procedimiento, la estación móvil puede transmitir y recibir
mensajes cortos (SMS) y escuchar la emisión por radiodifusión de
estaciones base, aunque la estación móvil no puede transmitir o
recibir datos por paquetes, ya que todavía no hay disponible ninguna
dirección de datos por paquetes para ella. Por esta razón la
estación móvil está en el estado de reposo. En el procedimiento 32
de activación del Contexto PDP, a la estación móvil se le indica
una dirección de datos por paquetes, con lo cual la estación móvil
también podrá transmitir y recibir datos por paquetes. Por esta
razón, la estación móvil se ha movido hacia el estado activo. De
este modo, por medio del procedimiento de activación del Contexto
PDP del protocolo de datos por paquetes la estación móvil está
destinada a una dirección o varias direcciones de datos por
paquetes. Bien la estación móvil o bien la red pueden iniciar este
procedimiento. Antes de que se transmitan datos por paquetes entre
la red y la estación móvil, entre el nodo de servicio SGSN y el
subsistema de red de radiocomunicaciones RNS se establece una
conexión de comunicación orientada a la conexión por medio del
procedimiento 33 de solicitud/asignación de Portador, en el que se
transmiten identificadores referentes a la conexión, tales como
requisitos de la velocidad de conexión y requisitos del retardo de
transmisión para la conexión de radiocomunicaciones. Después de que
se haya establecido la conexión de la comunicación entre el
subsistema de red de radiocomunicaciones RNS y el nodo de servicio
SGSN, es posible transmitir datos por paquetes entre el nodo de
servicio SGSN y la estación móvil MS a través del subsistema de red
de radiocomunicaciones RNS (punto 34).
En el funcionamiento del sistema de
comunicaciones móviles de tercera generación, un problema con
respecto a la transmisión de datos por paquetes consiste en que los
recursos del camino de transmisión entre el nodo de servicio SGSN y
el subsistema de red de radiocomunicaciones así como los recursos de
memoria del subsistema de red de radiocomunicaciones se reservan
innecesariamente debido al carácter de tipo ráfagas de los datos por
paquetes. Como una conexión se puede establecer, por ejemplo, por
la mañana y finalizar solamente al anochecer, se reserva una
dirección en el camino de transmisión y se reservan recursos de
gestión de la conexión en el subsistema de red de
radiocomunicaciones durante todo el día, incluso si en el circuito
virtual no fueran a desplazarse paquetes a transmitir. De este
modo, una conexión orientada a la conexión tal como se ha descrito
anteriormente para el nodo de servicio y el subsistema de red de
radiocomunicaciones consume el espacio de direcciones limitado de
la red de transmisión y los recursos de gestión del subsistema de
red de radiocomunicaciones.
El documento US-5745695 da a
conocer un sistema de radiocomunicaciones que puede suspender un
servicio de datos mientras permanece registrado en el sistema.
El objetivo de las formas de realización de esta
invención es ahorrar el espacio limitado de direcciones de la red de
transmisión y ahorrar recursos de gestión de un sistema de
acceso.
Según un primer aspecto de la presente invención,
se proporciona un método de gestión de la conexión en un sistema de
comunicaciones, el cual es adecuado para la transmisión de datos
con conmutación de paquetes y el cual incluye por lo menos un nodo
de servicio (SGSN), por lo menos un sistema de acceso (RNS) y
terminales (MS), estando adaptado dicho sistema de comunicaciones
para tener una primera conexión lógica en relación con un terminal
entre el nodo de servicio y el sistema de acceso y una segunda
conexión lógica, de nivel superior, en relación con el terminal
entre el terminal y el nodo de servicio (SGSN), caracterizado
porque el método comprende las siguientes etapas
liberación de la primera conexión lógica entre el
nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso (RNS) cuando la
primera conexión lógica está inactiva, de manera que la segunda
conexión lógica permanece entre el nodo de servicio (SGSN) y el
terminal (MS), y
reconexión de la primera conexión lógica entre el
nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso (RNS) cuando
comienza la transmisión de datos de usuario.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente
invención, se proporciona un sistema de comunicaciones, el cual es
adecuado para la transmisión de datos con conmutación de paquetes y
el cual incluye por lo menos un nodo de servicio (SGSN), por lo
menos un sistema de acceso (RNS) y terminales (MS), estando adaptado
dicho sistema de comunicaciones para tener una primera conexión
lógica en relación con un terminal entre el nodo de servicio y el
sistema de acceso y una segunda conexión lógica, de nivel superior,
en relación con el terminal entre el terminal y el nodo de servicio
(SGSN), caracterizado porque el sistema de comunicaciones incluye
un equipo de gestión de la conexión para liberar la primera conexión
lógica entre el nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso (RNS)
durante la inactividad de la transmisión de datos en relación con
la primera conexión lógica de manera que la segunda conexión lógica
permanece entre el nodo de servicio y el terminal para reconectar
esta primera conexión lógica, cuando se inicia la actividad de
tráfico.
Las formas de realización de la invención se
basan en la idea de que la conexión lógica de comunicación entre la
red de acceso y el nodo de servicio de la red de enlace se libera
mientras la transmisión de datos no está operativa, y esta conexión
de comunicación se establece nuevamente, cuando comienza la
transmisión de datos de usuario. La conexión de comunicación entre
la red de acceso y el nodo de servicio se libera de tal manera que
la conexión lógica entre el nodo de servicio y el terminal
permanecerá. Si dicha conexión de comunicación entre el nodo de
servicio y la red de acceso fuera la última conexión del terminal,
el terminal entrará en un estado de reposo 3G según la invención, el
cual se corresponde con el estado de reposo de los servicios con
conmutación de circuitos. Mientras la conexión de comunicación está
liberada según la invención, el terminal guarda la dirección de los
datos por paquetes, con lo cual se puede iniciar una transmisión de
datos por paquetes hacia y desde el terminal. Cuando comienza la
transmisión de datos por paquetes, se establece nuevamente una
conexión de comunicación entre la red de acceso y el nodo de
servicio. En una primera forma de realización de la invención, la
conexión de comunicación se libera cuando la inactividad de la
transmisión de datos ha durado un periodo de tiempo
predeterminado.
Una ventaja de este tipo de gestión de la
conexión es que se ahorra espacio limitado de direcciones de la red
de transmisión, cuando las direcciones de conexiones inactivas se
liberan para otro uso, y se ahorran los recursos de gestión del
sistema de acceso.
A continuación se describirá la invención en
relación con formas de realización ventajosas y haciendo referencia
a los ejemplos mostrados en las Figuras 4 a 10 en los dibujos
adjuntos, en los cuales:
la Figura 1 es un diagrama de bloques del sistema
GPRS;
la Figura 2 muestra aquellas partes del sistema
de comunicaciones móviles 3G que son esenciales para la
invención;
la Figura 3 es un diagrama de señalización del
establecimiento de una conexión de datos por paquetes en el sistema
de comunicaciones móviles 3G;
la Figura 4 es un diagrama de flujo de una
primera forma de realización del método según la invención;
la Figura 5 es un diagrama de señalización de la
gestión de la conexión según la invención;
la Figura 6 es un diagrama de flujo de una
segunda forma de realización del método según la invención;
la Figura 7 muestra cambios en el estado
provocados por la gestión de la conexión según la invención;
la Figura 8 muestra la gestión de la conexión
según la invención en forma de una descripción teórica de las
capas;
la Figura 9 es un diagrama de bloques de partes
esenciales para la invención en un sistema de comunicaciones móviles
según una primera forma de realización de la invención; y
la Figura 10 es un diagrama de bloques de partes
esenciales para la invención en un sistema de comunicaciones móviles
de acuerdo con una segunda forma de realización de la invención.
La presente invención se puede aplicar en
relación con cualquier sistema de comunicaciones adecuado. En lo
sucesivo se describirá más minuciosamente la invención por medio de
un ejemplo en relación principalmente con un sistema digital de
comunicaciones móviles 3G centrándonos en aquella parte del sistema
que está destinada a la transmisión de datos por paquetes. La Figura
2 muestra la estructura simplificada de una red 3G la cual se
describió anteriormente.
A continuación, se describirá más detalladamente
la invención a la vista de una primera forma de realización de la
invención. La Figura 4 es un diagrama de flujo de una primera forma
de realización del método según la invención, en el que se mide la
situación de reposo, es decir, la inactividad de una conexión móvil
usando un temporizador. En la fase 41 se realiza una comprobación de
la inactividad del tráfico de datos de usuario de una conexión de
comunicación de la estación móvil. Si en la conexión no se
transmiten datos de usuario, en la fase 42 un temporizador se fija
a un valor adecuado, por ejemplo, a cero o a un valor determinado, y
se inicia el temporizador. Como alternativa, la comprobación de la
fase 41 se puede omitir si el temporizador se fija y se inicia
siempre después de la transmisión y/o la recepción de un paquete de
datos. En la fase 43 se realiza una comprobación para observar si
continúa la situación de reposo de la conexión. Si en la conexión se
transmiten datos de usuario, el proceso vuelve a la fase 41 para
monitorizar el comienzo de la situación de reposo de la conexión.
Si se observa que la conexión está en reposo en la comprobación
realizada en la fase 43, en la fase 44 se realiza una comprobación
para observar si el temporizador ha alcanzado un valor de
activación fijado previamente. Dicho valor de activación puede ser,
por ejemplo, cero o algún valor adecuado. Si el temporizador
todavía no ha alcanzado el valor de activación, en la fase 43
prosigue la monitorización de la situación de reposo continuada de
la conexión. Si el temporizador ha alcanzado el valor de activación
en la fase 44, en la fase 45 se desconecta la conexión de
comunicación de la estación móvil entre la red de
radiocomunicaciones y el nodo de servicio, y posiblemente se hace
que queden libres recursos de gestión en la red de
radiocomunicaciones, por ejemplo, aquellos registros relacionados
con la estación móvil que pueden incluir información sobre
requisitos de la velocidad de transmisión y del retardo de la
transmisión del servicio o sobre longitudes de tramas y códigos de
ensanchamiento a usar en la interfaz de radiocomunicaciones. Si en
la estación móvil están teniendo lugar al mismo tiempo uno o más
acontecimientos de conexión con conmutación de circuitos a través
del centro de conmutación de servicios móviles MSC, evidentemente la
desconexión de la conexión de comunicación iniciada por el nodo de
servicio SGSN no afectará a los acontecimientos de la conexión con
conmutación de circuitos en cuestión. En la fase 46 se comprueba la
necesidad de conmutación de los datos de usuario. Cuando se produce
una necesidad de conmutar datos de usuario desde la red a la
estación móvil o desde la estación móvil a la red, se restablece una
conexión de comunicación (fase 47). Después del restablecimiento de
la conexión, el proceso se mueve al comienzo del diagrama de flujo
para monitorizar el comienzo de un periodo nuevo de situación de
reposo de la conexión.
La Figura 5 es un diagrama de señalización de la
primera forma de realización de la invención. En aras de una mayor
simplicidad, la figura no muestra ninguna de las señalizaciones del
estado de la técnica entre la estación móvil y el subsistema de red
de radiocomunicaciones, mediante las cuales se establecen, por
ejemplo, conexiones de capas inferiores. Los procedimientos de las
fases 31 a 33 se llevan a cabo en una manera según el estado de la
técnica, tal como se ha descrito anteriormente en relación con la
Figura 3. En la fase 34, los datos de usuario se intercambian según
una manera de acuerdo con el estado de la técnica entre la estación
móvil MS y el nodo de servicio SGSN a través del subsistema de red
de radiocomunicaciones RNS. Al completarse la transmisión de datos
de usuario en la fase 34 o en relación con la transmisión/recepción
de un paquete de datos, se fija el temporizador y el mismo se
inicia en correspondencia con el tiempo del periodo de situación de
reposo de la conexión de comunicación de la estación móvil entre el
RRNS y el SGSN (fase 55) Si el periodo de situación de reposo va
alcanzar un valor de activación preestablecido, tiene lugar la
señalización entre la estación móvil MS y el nodo de servicio SGSN
en relación con la liberación temporal de la capa MM en un
procedimiento 56 de Liberación MM. El procedimiento 56 no es
necesario si tanto la red como la estación móvil tienen un
temporizador y los temporizadores están sincronizados entre sí.
Después de la activación del temporizador o de la ejecución del
procedimiento de Liberación MM, en la fase 57 tiene lugar la
desconexión de la conexión de comunicación de la estación móvil
entre el subsistema de red de radiocomunicaciones y el nodo de
servicio, y posiblemente se hace que queden libres recursos de
gestión en la red de radiocomunicaciones. La conexión se desconecta
en relación con los datos de usuario y la señalización, o solamente
en relación con los datos de usuario. La liberación temporal
descrita de la capa MM tendrá lugar en el caso de que existiera
únicamente una conexión de comunicación para la estación móvil
entre la red de radiocomunicaciones y el nodo de servicio. Si, por
otro lado, la estación móvil tiene varias conexiones de
comunicación simultáneas entre la red de radiocomunicaciones y el
nodo de servicio, el procedimiento de Liberación MM no provocará la
liberación de la capa MM, sino que el proceso continúa desde la
fase 57 con una desconexión de la conexión de comunicación de la
estación móvil. Cuando se produce una necesidad de intercambio de
datos de usuario, se señaliza el restablecimiento de la conexión
entre la estación móvil MS y el nodo de servicio SGSN en un
procedimiento 58 de Reconexión MM. La conexión entre el subsistema
de red de radiocomunicaciones RNS y el nodo de servicio SGSN se
restablece por medio de un procedimiento 59 de solicitud de Portador
conocido como tal en el estado de la técnica. La señalización 58 de
reconexión de la conexión puede ser iniciada bien por la estación
móvil MS o bien por el nodo de servicio SGSN, dependiendo de la
dirección en la cual se retransmitan los datos de usuario. Según
una manera de acuerdo con el estado de la técnica el paquete se
retransmite en la interfaz de radiocomunicaciones desde la estación
transceptora base hacia la estación móvil MS usando recursos de
radiocomunicaciones ya reservados, o después de la reserva de
recursos de radiocomunicaciones iniciada por el procedimiento de
llamada o la estación móvil, dependiendo del estado de los recursos
de radiocomunicaciones.
En la primera forma de realización de la
invención, el temporizador y el valor de activación se pueden
fijar, por ejemplo, de tal manera que la desconexión de la conexión
se inicie después de un periodo de situación de reposo de diez
minutos. El periodo de situación de reposo que da inicio a la
desconexión de la conexión según la invención se puede fijar
individualmente para las diferentes conexiones, por ejemplo, a
cierto valor entre 1 y 10 minutos. Además, el control del valor de
fijación del temporizador también puede depender de la clase de
servicio suscrita. El temporizador puede estar situado en el lado
de la red, preferentemente en conexión con el nodo de servicio
SGSN, o/y en el lado de la estación móvil. En el procedimiento de
activación del Contexto PDP en la fase 32 en la Figura 5 también es
posible según la invención, si fuera necesario, negociar sobre el
valor de activación del temporizador. Como alternativa, la
negociación sobre el valor de activación puede tener lugar en
relación con algún otro procedimiento de nivel SM, cuando así se
requiera, tal como una modificación de Contexto PDP o una
desactivación del Contexto PDP, o el valor de activación se puede
declarar en el canal de radiodifusión de la estación base. No es
necesario hacer que la estación móvil conozca el valor de
activación.
En la segunda forma de realización de la
invención, la desconexión de la conexión entre el subsistema de red
de radiocomunicaciones y el nodo de servicio SGSN es activada por
una falta de recursos en la interfaz I_{u}. En la segunda forma
de realización de la invención, la monitorización del tráfico en la
red es realizada de la misma manera que la descrita anteriormente
en relación con la primera forma de realización de la invención. La
Figura 6 es un diagrama de flujo de un método de acuerdo con la
segunda forma de realización de la invención. En la fase 62 se
monitoriza la actividad de la conexión de la estación móvil. En la
fase 63 se monitoriza la falta de recursos de la interfaz I_{u}
entre la red de radiocomunicaciones y el nodo de servicio. Como
alternativa, la suficiencia de recursos se puede comprobar en
relación con el establecimiento de una conexión nueva. Si hay
suficientes recursos, el proceso vuelve a la fase 62 para comprobar
la actividad de la conexión. Si hay una falta de recursos, se
desconecta la conexión en reposo a través de la interfaz I_{u}
(fase 65), con lo cual se liberará la dirección usada en la conexión
para otro usuario. Preferentemente se desconecta la conexión que
haya estado inactiva durante la mayor cantidad de tiempo o que
tenga una prioridad baja en relación con las otras conexiones. En
la fase 66 se realiza una comprobación de la necesidad de
intercambiar datos de usuario de la conexión desconectada. Cuando se
produce una necesidad de intercambiar datos de usuario, se vuelve a
conectar la conexión a través de la interfaz I_{u} (fase 67).
Después de la reconexión de la conexión, el proceso vuelve al
comienzo del diagrama de flujo para monitorizar la actividad de la
conexión.
En una primera forma de implementación de la
tercera forma de realización de la invención, el subsistema de red
de radiocomunicaciones RNS puede evitar la desconexión de una
conexión a través de la interfaz I_{u}. Dicha funcionalidad puede
ser necesaria, por ejemplo, en una situación en la que una estación
móvil ha transmitido hacia la red de radiocomunicaciones un paquete
de datos, el cual ha sido recibido por el subsistema de red de
radiocomunicaciones, aunque de cuya liberación todavía no tiene
conocimiento el nodo de servicio. Cuando el protocolo SM comienza a
liberar recursos de la conexión I_{u} según la invención por medio
del procedimiento 57 de Liberación de la Figura 5, el RNS notifica
al SGSN que no acepta la liberación. Por ejemplo, a la notificación
se le puede fijar un código de razón de "llegada de datos" o
un elemento similar. De este modo se interrumpe la desconexión de
la conexión y es posible retransmitir el paquete de datos hacia el
nodo de servicio. En esta forma de realización, el estado de la
gestión de movilidad MM se cambia preferentemente del estado activo
al de reposo 3G únicamente después de la desconexión de la conexión
I_{u}, de manera que la desconexión interrumpida de la conexión no
provocará ningún cambio en el estado MM. De otra manera, la
funcionalidad de esta forma de realización es similar, por ejemplo,
a la funcionalidad de la primera o la segunda formas de realización
descritas anteriormente o a una combinación de la primera y la
segunda formas de realización.
En una segunda forma de implementación de la
tercera forma de realización de la invención, la MS no acepta un
cambio del estado de la gestión de movilidad MM al estado activo
según ordena el nodo de servicio SGSN. Dicha funcionalidad puede ser
necesaria, por ejemplo, en una situación en la que una estación
móvil ha transmitido un paquete de datos, de cuyo intercambio, no
oobstante, todavía no tiene conocimiento el nodo de servicio. De
este modo el protocolo SM no iniciará ninguna liberación de
recursos de la conexión I_{u}.
En una tercera forma de implementación de la
tercera forma de realización de la invención, el nodo de servicio
SGSN no acepta el cambio del estado de la gestión de movilidad MM a
un estado de reposo desde un estado activo según ordena la estación
móvil MS. Dicha funcionalidad puede ser necesaria, por ejemplo, en
una situación en la que el nodo de servicio ha transmitido un
paquete de datos, de cuyo intercambio, no obstante, todavía no tiene
conocimiento la estación móvil. De este modo el protocolo SM no
iniciará ninguna liberación de los recursos de la conexión
I_{u}.
La Figura 7 muestra un cambio del estado MM de la
conexión como consecuencia de la gestión de la conexión según la
invención. La conexión móvil, la cual ha sido cambiada al estado
activo según el estado de la técnica, pasará al estado de reposo 3G
según la invención después de la desconexión de la conexión en la
fase 57 de la Figura 5. Desde el estado de reposo 3G la conexión
vuelve al estado activo, por ejemplo, después del restablecimiento
de la conexión según la fase 59 de la Figura 5. Una ejecución de un
procedimiento de aactivación del Contexto PDP del estado de la
técnica también devolverá la conexión móvil al estado activo. Ambos
estados, el estado activo y el estado de reposo 3G, mantienen el
contexto activo en la red.
La Figura 8 muestra una descripción teórica de
las capas de una conexión según la invención, en la que los
protocolos, que tienen los mismos nombres y pertenecen a unidades
conectadas entre sí, se comunican entre ellos. De los protocolos
mostrados en la figura, la SM (Gestión de sesión) ejecuta la gestión
de la sesión, y los procedimientos SM del estado de la técnica
relacionados con esto son, por ejemplo, activación del Contexto
PDP, modificación del Contexto PDP y desactivación del Contexto
PDP. El protocolo MM (Gestión de la Movilidad) realiza la gestión
de la ubicación y el estado de la estación móvil. Un procedimiento
MM del estado de la técnica es, por ejemplo, la actualización de la
ubicación. Según la invención, se realizan funciones nuevas para el
protocolo de nivel superior, en el caso mostrado como ejemplo en la
Figura 8 para el protocolo de nivel SM, tal como la monitorización
del tráfico y, basándose en esto, la desconexión temporal de la
conexión MM, es decir, la gestión de la interfaz I_{u}. Los
procedimientos de nivel SM según la invención son el procedimiento
56 de Liberación MM y el procedimiento 58 de Reconexión MM de la
Figura 5. Los protocolos BM (Gestión del Portador) y RRM (Gestión de
Recursos de Radiocomunicaciones) de nivel inferior se ocupan de la
gestión de la conexión de transmisión, mientras que el protocolo TT
(Transmisión y Transporte) se ocupa de la gestión de la capa
física. El procedimiento 57 de Liberación y el procedimiento 59 de
solicitud de Portador según la invención, los cuales son conocidos
como tales, se producen de acuerdo con el protocolo de Gestión del
Portador. Después de la desconexión de la conexión a través de la
interfaz I_{u} según la invención, no existe ninguna capa MM o
conexión de nivel inferior desde el nodo de servicio, aunque existe
una conexión de nivel SM (Gestión de la Sesión) superior con la
estación móvil. La desconexión de la conexión BM a través de la
interfaz I_{u} también produce automáticamente una desconexión de
la conexión TT. Durante la liberación de recursos I_{u} según la
invención se realiza una actualización de la ubicación, según una
manera de acuerdo con el estado de la técnica, sobre la conexión de
señalización sin el restablecimiento de la conexión I_{u}.
La Figura 9 es un diagrama de bloques de una
primera forma de realización de un sistema de comunicaciones
móviles que implementa la gestión de la conexión según la invención
en relación con las unidades que son esenciales para la invención.
La figura muestra aquel equipo de gestión de la conexión de un
sistema de ccomunicaciones móviles según la invención que realiza la
desconexión de una conexión lógica de comunicación entre un nodo de
servicio SGSN y un subsistema de red de radiocomunicaciones RNS
durante la situación de reposo de la conexión y la reconexión de
esta conexión de comunicación cuando se inicia la actividad del
tráfico. Preferentemente el equipo de gestión de la conexión está
situado en conexión con el nodo de servicio SGSN, tal como se
muestra en la Figura 9, y/o parcialmente en conexión con la
estación móvil. El equipo de gestión de la conexión incluye un
equipo 91 de monitorización para identificar la actividad y la
inactividad del tráfico de datos de usuario en la conexión de
comunicación de la estación móvil, un temporizador 93 sensible a
este equipo de monitorización para medir la inactividad
ininterrumpida en la retransmisión de datos de usuario y un equipo
95 de control del estado para liberar la conexión lógica de
comunicación entre el nodo de servicio SGSN y el subsistema de red
de radiocomunicaciones RNS, cuando ha transcurrido un tiempo fijado
previamente según la medición del temporizador, y para la
reconexión de la conexión lógica de comunicación entre el nodo de
servicio SGSN y el subsistema de red de radiocomunicaciones RNS
cuando se reemprende la retransmisión de datos de usuario. El
control 98 de los valores de fijación del temporizador se obtiene a
partir de cualquier elemento de la red, por ejemplo, es establecido
por el operador a partir de un sistema de operación y gestión
(O&M). El equipo de gestión de la conexión también puede incluir
un equipo 97 de señalización, el cual se usa para señalizar
información entre el nodo de servicio SGSN y la estación móvil MS al
liberar la conexión lógica de la comunicación y/o al producirse la
necesidad de su reconexión.
La Figura 10 es un diagrama de bloques de una
segunda forma de realización del sistema de comunicaciones móviles
según la invención en relación con las unidades que son esenciales
para la invención. Preferentemente el equipo de gestión de la
conexión está situado en conexión con el nodo de servicio SGSN, tal
como se muestra en la Figura 10, y/o parcialmente en conexión con la
estación móvil. En la segunda forma de realización de la invención,
el equipo de gestión de la conexión incluye un equipo 101 de
monitorización para identificar la actividad y la inactividad del
tráfico de datos de usuario en la conexión de comunicación de la
estación móvil, un equipo 102 de monitorización de recursos para
monitorizar identificadores de conexión vacante u ocupada de las
conexiones entre el nodo de servicio SGSN y el subsistema de red de
radiocomunicaciones RNS y un equipo 105 de control del estado para
liberar la conexión lógica de comunicación entre el nodo de
servicio SGSN y el subsistema de red de radiocomunicaciones RNS,
cuando, según indique el equipo 102 de monitorización de recursos,
exista una carencia de identificadores de conexión y cuando la
conexión esté en reposo, según indique el equipo 101 de
monitorización, y para reconectar la conexión lógica entre el nodo
de servicio SGSN y el subsistema de red de radiocomunicaciones RNS
cuando se reemprende la retransmisión de datos de usuario. El
equipo 102 de monitorización de recursos monitoriza el uso de
identificadores de conexión de las conexiones de redes de
transmisión. El equipo de gestión de la conexión también puede
incluir un equipo 107 de señalización, el cual se usa para
señalizar información entre el nodo de servicio SGSN y la estación
móvil MS al liberar la conexión lógica y/o al producirse una
necesidad de su reconexión.
Los dibujos y la explicación correspondiente y
los nombres de los procedimientos que se producen en la misma están
destinados solamente a ilustrar la idea de la invención. Con
respecto a sus detalles, la gestión de la conexión según la
invención puede variar dentro del ámbito definido por las
reivindicaciones. Aunque anteriormente la invención se ha descrito
principalmente en relación con un sistema móvil 3G implementado con
tecnología WCDMA, la invención también se puede usar para algún
otro tipo de sistema móvil, por ejemplo, para un sistema
implementado con tecnología TD-CDMA. La invención
es también adecuada para ser usada con el tipo de conexión
denominada sin conexión (connectionless) existente entre una
red de enlace y una red de radiocomunicaciones, por ejemplo, en un
caso de Retransmisión de Tramas. La red de radiocomunicaciones
mencionada en esta solicitud puede ser, por ejemplo, la UTRAN (Red
de Acceso de Radio Terrestre UMTS).
Claims (18)
1. Método de gestión de conexiones en un sistema
de comunicaciones, que es adecuado para la transmisión de datos con
conmutación de paquetes y que incluye por lo menos un nodo de
servicio (SGSN), por lo menos un sistema de acceso (RNS) y
terminales (MS), estando adaptado dicho sistema de comunicaciones
para disponer de una primera conexión lógica en relación con un
terminal entre el nodo de servicio y el sistema de acceso y una
segunda conexión lógica, de nivel superior, en relación con el
terminal entre el terminal y el nodo de servicio (SGSN),
caracterizado porque el método comprende las siguientes
etapas
liberación de la primera conexión lógica entre el
nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso (RNS) cuando la
primera conexión lógica está inactiva, de manera que la segunda
conexión lógica permanece entre el nodo de servicio (SGSN) y el
terminal (MS), y
reconexión de la primera conexión lógica entre el
nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso (RNS) cuando
comienza la transmisión de datos de usuario.
2. Método según la reivindicación 1, en el que la
primera conexión lógica se libera entre el nodo de servicio y el
sistema de acceso, en el que las comunicaciones del terminal en la
primera conexión lógica han estado en reposo durante un tiempo
preestablecido.
3. Método según la reivindicación 2, en el que el
tiempo preestablecido se fija para la conexión basándose en la
clase de servicio.
4. Método según cualquier reivindicación
anterior, en el que la primera conexión lógica se libera entre el
nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso (RNS) cuando se
produce una falta de recursos en esta distancia de transmisión y la
primera conexión está en reposo.
5. Método según cualquier reivindicación
anterior, en el que la información sobre la liberación de la
primera conexión lógica se señaliza entre el nodo de servicio (SGSN)
y el terminal (MS).
6. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la información sobre la
necesidad de una reconexión de la primera conexión lógica se
señaliza entre el nodo de servicio (SGSN) y el terminal (MS).
7. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende además la siguiente
etapa
evitación de la liberación de la primera conexión
lógica entre el nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso
(RNS) cuando alguna unidad en el sistema de comunicaciones tiene
aquellos datos de usuario que están destinados a ser retransmitidos
a través de está conexión.
8. Método según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de comunicaciones
es un sistema de comunicaciones móviles.
9. Método según la reivindicación 8, en el que la
conexión del protocolo de gestión de la movilidad (MM) se libera
entre el nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso (RNS), de
manera que permanece la conexión del protocolo de conexión de nivel
superior (SM) entre el nodo de servicio (SGSN) y el terminal
(MS).
10. Sistema de comunicaciones, que es adecuado
para la transmisión de datos con conmutación de paquetes y que
incluye por lo menos un nodo de servicio (SGSN), por lo menos un
sistema de acceso (RNS) y terminales (MS), estando adaptado dicho
sistema de comunicaciones para tener una primera conexión lógica en
relación con un terminal entre el nodo de servicio y el sistema de
acceso y una segunda conexión lógica, de nivel superior, en relación
con el terminal entre el terminal y el nodo de servicio (SGSN),
caracterizado porque el sistema de comunicaciones incluye un
equipo de gestión de la conexión para liberar la primera conexión
lógica entre el nodo de servicio (SGSN) y el sistema de acceso
(RNS) durante la inactividad de la transmisión de datos en relación
con la primera conexión lógica de manera que la segunda conexión
lógica permanece entre el nodo de servicio y el terminal y para
reconectar esta primera conexión lógica cuando se inicia la
actividad de tráfico.
11. Sistema de comunicaciones según la
reivindicación 10, en el que el equipo de gestión de conexiones
incluye
un equipo (91) de monitorización para identificar
la actividad y la inactividad del tráfico de datos de usuario en la
conexión de comunicación del terminal,
por lo menos un temporizador (93) para medir un
periodo de inactividad ininterrumpido en la retransmisión de datos
de usuario, y
un equipo (95) de control del estado para liberar
la primera conexión lógica entre el nodo de servicio (SGSN) y el
sistema de acceso (RNS), cuando ha transcurrido un tiempo
preestablecido medido por el temporizador, y para reconectar la
primera conexión lógica entre el nodo de servicio (SGSN) y el
sistema de acceso (RNS), cuando se reemprende la retransmisión de
datos de usuario.
12. Sistema de comunicaciones según la
reivindicación 11, en el que un sistema de operación y gestión (O
& M) controla la fijación del temporizador (93).
13. Sistema de comunicaciones según la
reivindicación 11 ó 12, en el que la fijación del temporizador
depende de la clase de servicio.
14. Sistema de comunicaciones según cualquiera de
las reivindicaciones 10 a 13, en el que el equipo de gestión de la
conexión incluye además
un equipo (102) de monitorización de recursos
para monitorizar el grado de reserva de los identificadores de
conexión de las conexiones entre el nodo de servicio (SGSN) y el
sistema de acceso (RNS).
15. Sistema de comunicaciones según la
reivindicación 10, en el que el equipo de gestión de conexiones
incluye
un equipo (101) de monitorización para
identificar la actividad y la inactividad del tráfico de datos de
usuario en la primera conexión del terminal,
un equipo (102) de monitorización de recursos
para monitorizar el grado de reserva de los identificadores de
conexión de las conexiones entre el nodo de servicio (SGSN) y el
sistema de acceso (RNS), y
un equipo (105) de control del estado para
liberar la primera conexión lógica entre el nodo de servicio (SGSN)
y el sistema de acceso (RNS), cuando existe una falta de
identificadores de conexión y la conexión está en reposo, y para
reconectar la primera conexión lógica entre el nodo de servicio
(SGSN) y el sistema de acceso (RNS) cuando se reemprende la
retransmisión de datos de usuario.
16. Sistema de comunicaciones según cualquiera de
las reivindicaciones 10 a 15, incluyendo además el equipo de
gestión de conexiones un equipo (97, 107) de señalización para
señalizar la liberación y la reconexión de la primera conexión
lógica entre el nodo de servicio (SGSN) y el terminal (MS).
17. Sistema de comunicaciones según cualquiera de
las reivindicaciones 10 a 16, en el que el sistema de acceso es un
subsistema de red de radiocomunicaciones.
18. Sistema de comunicaciones según cualquiera de
las reivindicaciones 10 a 17, en el que el terminal es una estación
móvil.
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