ES2220632T3

ES2220632T3 - Optimizacion del procesamiento y del transporte de datos en paquetes para el sistema de radio movil gsm/unts con transporte separado de datos y señalizacion.

Info

Publication number: ES2220632T3
Application number: ES01117576T
Authority: ES
Inventors: Frank Dr. Mademann; Norbert Dr. Reulke
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2000-08-21
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2021-07-20
Also published as: EP1182894A3; EP1182894B1; EP1182894A2; DE50102244D1; ATE266931T1

Abstract

Procedimiento para la transmisión de datos de vos o datos multimedia u otros datos útiles como datos en paquetes en una red de radio móvil GSM / GPRS / UMTS, que contiene al menos un xGGSN (5), que está definido como GGSN (14) con las funciones de procesamiento de datos de un SGSN (13), y un cSGSN (2), que está definido como SGSN solamente con la funcionalidad del controlador de la señalización de un SGSN, siendo realizada la transmisión de datos en paquetes entre al menos algunos nodos xGGSN sin la interconexión de nodos SGSN, caracterizado porque para la consecución de la compatibilidad con nodos GGSN en la misma red o en redes externas, el xGGSN lleva a cabo la señalización de un SGSN frente a un GGSN.

Description

Optimización del procesamiento y del transporte de datos en paquetes para el sistema de radio móvil GSM/UMTS con transporte separado de datos y señalización.

"Optimización del procesamiento y del transporte de datos en paquetes para el sistema de radio móvil GSM / UMTS con transporte de datos separado de la señalización control".

La invención se refiere a procedimientos y dispositivos para la transmisión de datos de voz o datos multimedia u otros datos útiles como datos en paquetes en una red de Telecomunicaciones de radio móvil.

Se conoce por el documento EP-A-0889658 un procedimiento para la transmisión de datos de voz o datos multimedia u otros datos útiles como datos en paquetes en una red de telecomunicaciones de radio móvil MRN, en el que la transmisión de datos en paquetes se realiza entre al menos algunos componentes BSS del subsistema de radio de la red de telecomunicaciones móvil y al menos algunos nodos de interfaces de la red fija IPSW / GPR / GW de la red de telecomunicaciones móviles sin la interconexión de nodos de control de datos en paquetes y de procesamiento de datos en paquetes previstos para la transmisión de datos en paquetes.

Se conoce por la revista técnica "Funkshow", 20/99, "IP im Mobilfunk" la estructura general de una red de radio móvil GPRS, que está constituida por nodos de soporte GPRS especiales (SGSN) y por nodos de soporte GPRS de paso (GGSN). Los datos útiles que proceden desde un abonado móvil a través de una interfaz de aire de una red de radio móvil son transmitidos desde un ordenador de control de la estación de base a través de un SGSN a un GGSN y a continuación, por ejemplo, a una red pública conmutada en paquetes. En un sistema de este tipo, un SGSN tiene funciones de control (que se refieren, por ejemplo a la movilidad del usuario, a la autorización del usuario, al control del servicio de transporte, al control de acceso al subsistema de radio) y funciones de transporte de datos de paquetes (como la conversión entre los túneles de transporte desde el SGSN hacia el subsistema de radio o bien desde el SGSN; determinación del volumen de datos en paquetes relacionado con el abonado; liquidación de tasas; interacción con nodos Camel; duplicación de datos en paquetes desde usuarios supervisados). Un GGSN controla la comunicación entre una red GPRS y una red fija pública orientada a datos en paquetes. Un GGSN conmuta, además, paquetes de datos entre una red fija pública conmutada en paquetes y un túnel de transporte desde el GGSN hacia el SGSN y promedia igualmente en este caso el volumen de datos para la liquidación de tasas. Esta estructura es especialmente costosa durante el procesamiento de datos útiles (especialmente la conversión, es decir, la transmisión desde un túnel de transporte a otro o desde una red fija a un túnel de transporte), es intensiva de costes así como se puede considerar inconveniente para la transmisión de datos en paquetes en tiempo real.

El cometido de la presente invención es la creación de un procedimiento o bien de un sistema lo más sencillo y eficiente de costes posible, que es adecuado para la conmutación de datos útiles en paquetes destinados para un usuario de una red de radio móvil y/o que proceden de éste. El cometido se soluciona, respectivamente, a través de los objetos de las reivindicaciones independientes.

La invención reduce el número de los nodos necesarios durante la transmisión de datos útiles en paquetes y optimiza de esta manera los costes y la capacidad de transmisión de datos en paquetes en tiempo real. En este caso, los procedimientos o bien los sistemas o bien los nodos según la invención son en gran medida compatibles hacia abajo con los nodos GPRS, SGSN y GGSN.

Según la invención, todas las funciones de un SGSN conocido hasta ahora, que se refieren al procesamiento de datos en paquetes (como liquidación de tasas, control Camel, duplicación de usuarios supervisados con datos) pueden ser transferidas a un GGSN nuevo que puede ser configurado según la invención. Por lo tanto, según la invención, se propone un nodo de control de datos en paquetes cSGSN, que solamente es todavía controlador, así como un nodo de interfaces de la red fija xGGSN (ampliado con respecto a un GGSN convencional), que asume las funciones de procesamiento de datos de un nodo de control de datos en paquetes y de procesamiento de datos en paquetes SGSN conocido hasta ahora. La señalización entre un nodo de control de datos en paquetes cSGSN según la invención y un nodo de interfaces de la red fija xGGSN según la invención corresponde, sólo con unas pocas modificaciones, a la señalización entre nodos de control de datos en paquetes y nodos de procesamiento de datos en paquetes SGSN convencionales y nodos de interfaces de la red fija GGSN convencionales. En oposición a un nodo de control de datos en paquetes y de procesamiento de datos en paquetes SGSN convencional, un nodo de control de datos en paquetes cSGSN según la invención no procesa ya paquetes de datos. La canalización de paquetes de datos se puede realizar directamente entre el sistema de radio y un nodo de interfaz de la red fija xGGSN según la invención. De esta manera, se reduce el gasto de procesamiento de los paquetes para los datos de usuario y, por lo tanto, los costes de nodos y de la red así como los tiempos de transmisión, especialmente también en virtud de sinergias de funciones de procesamiento de datos ya dispuestas sobre nodos de interfaces de la red fija convencionales y a través de una realización según la invención de funciones de procesamiento de datos disponibles allí. Un nodo de control de datos en paquetes cSGSN según la invención lleva a cabo solamente todavía funciones de control, pero no tiene que realizar ningún control de un nodo en forma de un paso de medios, sobre el que son descargadas, en la realización convencional, funciones de procesamiento de datos SGSN, puesto que un nodo decidido de esta manera no es necesario ya según la invención, porque un nodo de interfaces de la red fija según la invención xGGSN asume estas funciones.

La invención posibilita una simplificación de la arquitectura de las redes de radio móvil GSM o UMTS a través de una reducción de los nodos con función de procesamiento de datos en una trayectoria de datos de 2 a 1 nodo y, por lo tanto, una reducción de los costes y de los tiempos de transmisión de los datos. Además, es posible una solución para un cambio RNC y para interconexión (Roaming). Se mantienen inalteradas las interfaces con el sistema de radio, con la red externa en paquetes y con otras PLMN con respecto a la utilización de SGSN / GGSN convencionales, de manera que es posible una ejecución sencilla, de coste favorable, de la invención. Además, se posibilita la utilización de los dos túneles de transporte empleados hasta ahora para datos en el caso de una transmisión de datos hacia un túnel de transporte con una secuencia de señalización cSGSN, que activa parcialmente en primer lugar un lado del túnel, luego activa totalmente el otro lado del túnel y finalmente activa completamente el primer lado del túnel a través de la actualización.

Otras características y ventajas de la invención se deducen a partir de las reivindicaciones y de la descripción siguiente de un ejemplo de realización con la ayuda del dibujo. En este caso:

La figura 1 muestra como diagrama de bloques el empleo de procedimientos y nodos según la invención, respectivamente.

La figura 2 muestra el ciclo de la señalización durante la actualización de una región de residencia entre o dentro de cSGSN.

La figura 3 muestra la señalización durante la activación de uno o varios servicios de datos en paquetes sobre un xGGSN.

La figura 4 muestra la señalización durante la activación de servicios de transporte por radio.

La figura 5 muestra la señalización durante la reactivación de servicios de transporte por radio.

La figura 6 muestra la señalización para una transmisión de datos desde el xGGSN hacia un NS.

La figura 7 muestra la señalización durante la activación de servicios de paquetes sobre un GGSN.

La figura 8 muestra la señalización durante una conmutación o bien durante una relocalización entre nodos cSGSN dentro de un nodo cSGSN.

La figura 1 muestra como diagrama de bloques los componentes de una red de conmutación de paquetes que son relevantes para la comprensión de la invención.

Un sistema de radio 1 de una red de comunicaciones móvil (por ejemplo una red GSM o una red UMTS) con funciones y elementos conocidos (controlador de la estación de base, estaciones de base, MSC, MS, etc.) está conectado para la transmisión de datos de señalización con un nodo de control de datos en paquetes cSGSN a través de una conexión de señalización 3 así como una conexión de datos útiles 4 para la transmisión de datos útiles (datos de ahorro, datos multimedia, etc.) con un nodo de interfaces de la red fija xGGSN 5. El nodo de control de datos en paquetes según la invención está conectado, con el nodo de interfaces de la red fija xGGSN 5 para la transmisión de datos de señalización para el control de este nudo de interfaces de la red fija (5) a través de una interfaz de señalización n'' 6. El nodo de interfaces de la red fija está conectado a través de un a interfaz de la red fija Gi 7, por ejemplo, con una red PLNM, una red de núcleo de una red de radio móvil u otra red fija. El nodo de interfaces de la red fija xGGSN 5 contiene una función 8 para el control de un procesamiento de datos, que es asumido por un SGSN convencional hasta ahora (y sólo por el xGGSN), y que está contenido en las funciones de procesamiento de datos 9 del xGGSN. Además, el nodo de interfaces de la red fija xGGSN 5 según la invención contiene también funciones de control GGSN 10, que controla las funciones de control para el control de las funciones de procesamiento de datos GGSN 11, ejecutadas por el GGSN convencional, que están contenidas también en el nuevo xGGSN 5 según la invención. De esta manera, en los nodos de interfaces de la red fija xGGSN 5 están ejecutadas las funciones de procesamiento de datos de SGSN convencionales (en 9) y las funciones de procesamiento de datos de GGSN convencionales (en 11) (con las funciones de control necesarias para ello para el control de estas funciones de procesamiento de datos dentro del xGGSN). En el xGGSN se ejecutan y se implementan de esta manera en el nuevo xGGSN las funciones relacionadas con el procesamiento de datos en paquetes, que habían sido ejecutadas hasta ahora en el SGSN (liquidación de tasas, funciones Camel, duplicación de usuarios supervisados en cuanto a los datos). El nodo de control de datos en paquetes cSGSN según la invención contiene de esta manera puras funciones de control, mientras que el nodo de procesamiento de datos en paquetes xGGSN ampliado según la invención ejecuta las funciones de procesamiento de datos de un SGSN convencional.

El nodo xGGSN representado es compatible hacia abajo con el nodo SGSN convencional y con nodos GGSN, por lo que se puede comunicar a través de una interfaz 12 representada a modo de ejemplo con un nodo SGSN 13 de estructura convencional y con un nodo GGSN 14 convencional, sin que éstos deban modificarse en una medida relevante.

Durante el establecimiento así como durante la reactivación de servicios de transporte por radio, un cSGSN conecta, a través de menos acciones adicionales de señalización, en comparación con los ciclos conocidos (por SGSN / GGSN), los puntos extremos de transporte de datos del sistema de radio 1 y del xGGSN 5 hacia un túnel continuo de transporte de datos (ver las figuras siguientes relacionadas con los ciclos de señalización). Se mantiene inalterada la señalización de cSGSN 2 con respecto al sistema de radio 1 y con respecto a una estación móvil MS conectada con el sistema de radio 1. No se necesita ningún contexto adicional para conectar los dos túneles de transporte de datos utilizados hasta ahora. Un procedimiento para la conexión de dos túneles de transporte de datos hasta ahora se puede encontrar en las secuencias de señalización cSGSN, que activan parcialmente en primer lugar un lado de un túnel de transporte de datos sobre el xGGSN 5, a continuación activan totalmente el otro lado del túnel en el sistema de radio 1 y finalmente activan totalmente el primer lado del túnel sobre el xGGSN por medio de la activación de parámetros.

No se requieren mensajes adicionales para los procedimientos de conmutación y relocalización. En los mensajes y ciclos ya especificados se indican, en lugar de los puntos extremos del túnel y de las direcciones de transporte del SGSN, respectivamente, los parámetros del otro extremo respectivo del túnel de transporte 4 del xGGSN del sistema de radio (ver los ciclos de señalización siguientes).

Durante una conmutación o bien durante una relocalización desde un cSGSN según la invención hacia un SGSN convencional, la disposición según la invención, que está constituida por cSGSN y xGGSN, se comporta durante el procedimiento aquí como en el SGSN convencional.

En el caso de conmutación / relocalización hacia un SGSN convencional, la disposición que está constituida por cSGSN y xGGSN se comporta durante el procedimiento como un SGSN convencional. Después de la actualización del / los servicio(s) de datos sobre el xGGSN, éste se comporta como un GGSN convencional. El CSGSN no está implicado entonces ya en este (estos) servicio(s) de datos en paquetes. En el caso de una conmutación / relocalización desde un SGSN convencional hacia un cSGSN, se distribuyen las funciones de una manera correspondiente de nuevo sobre cSGSN y xGGSN.

Si se extinguen los servicios de transporte de radio (por ejemplo, para la liberación de recursos en el sistema de radio), entonces el túnel de transporte se mantiene establecido en un lado sobre el xGGSN. El cSGSN memoriza los puntos extremos del transporte de datos y las direcciones de transporte del xGGSN, lo que acelera la reactivación de los servicios de transporte por radio. El xGGSN marca el túnel de transporte hacia el sistema de radio como no establecido en sus contextos (por ejemplo, por medio de parámetros especiales reservados), para que no se transmitan datos hacia allí y éstos no sean tampoco facturados. El xGGSN memoriza temporalmente los datos entrantes para la MS o los rechaza según los requerimientos de calidad del servicio de datos, al mismo tiempo que solicita la reactivación de los servicios de transporte de radio.

La activación del servicio de datos en paquetes transmite los parámetros Camel desde el cSGSN hacia el xGGSN, para que se puedan llevar a cabo allí funciones CAMEL relacionadas con el transporte de datos (especialmente pago previo). El procedimiento para la actualización de los servicios de paquetes de datos es ampliado para desplazar funciones CAMEL relacionadas con el transporte de datos entre SGSN convencional y la disposición que está constituida por cSGSN y xGGSN, cuando en virtud de la movilidad se puede cambiar entre ellos en una red. De esta manera, se garantiza la colaboración con SGSN convencionales en la misma red. Este desplazamiento de las funciones CAMEL es controlado por medio de los mensajes de actualización del servicio, por ejemplo con la ayuda de los elementos de información contenidos en ellos y/o con la ayuda de la versión del protocolo de los mensajes. De una manera alternativa, se pueden modificar los SGSN utilizados hasta ahora de tal forma que éstos ceden la funcionalidad CAMEL correspondiente al xGGSN, es decir, que se activan estas funciones en el SGSN cuando el xGGSN comunica que las asume.

Se garantiza la exactitud, comparable al SGSN, de las informaciones de facturación del volumen determinadas por el xGGSN, transmitiendo al xGGSN las informaciones del volumen suministradas por el sistema de radio al cSGSN.

Se consigue la compatibilidad con GGSN convencionales en la misma red o en redes externas porque el xGGSN se compone como un SGSN convencional, es decir, que ejecuta toda la funcionalidad del procesamiento de datos de un SGSN y la señalización de un SGSN frente a un GGSN. De esta manera se mantienen todas las funciones de procesamiento de datos que son necesarias en la red visitada aunque se utilice un GGSN en otra red.

En el supuesto de que la mayoría de los servicios de datos en paquetes utilicen direcciones IP dinámicas en la red visitada, porque de esta manera se obtienen rutas óptimas para el transporte de datos, se puede simplificar la arquitectura de la red para la parte principal del tráfico de datos.

La selección del GGSN con la ayuda de la evaluación del parámetro APN, que es un nombre lógico para un GGSN específico puede tener lugar en la disposición propuesta en el cSGSN o en el xGGSN. En el caso de valuación en el cSGSN solamente se distinguen xGGSN internos de la red diferentes, e los que se lleva a cabo entonces la activación del servicio de datos. El xGGSN lleva a cabo entonces la evaluación conocida por medio de DNS para activar un GGSN convencional, cuando ha establecido que no puede ejecutar por sí mismo la funcionalidad GGSN. En otra característica, está asociado fijamente un xGGSN al cSGSN, con el que el cSGSN acondiciona todos los servicios de datos. En este caso, el cSGSN puede utilizar también varios xGGSN asociados fijamente, que son utilizados en la distribución de la carga.

Además de una solución de servidor autónomo para el cSGSN son posibles otras variantes de ejecución: la integración de los cSGSN en RNC, MSC, servidor MSC o xGGSN, con lo que se puede reducir adicionalmente el número de los nodos de la red.

No se requiere la realización de modificaciones en la MS o en el sistema de radio, de manera que es posible una migración a redes existentes. La disposición propuesta es compatible hacia abajo con las MS existentes así como con sistemas de radio UTRAN y GERAN.

A continuación se describen los ciclos de señalización, que son modificados para la disposición propuesta con relación a los ciclos conocidos.

Actualización de la región de residencia entre o dentro de cSGSN

Éste es un ciclo de señalización que es ejecutado en el caso de cambio de la región de residencia, pero con tal que no se activen servicios de transporte por radio, sino servicios de datos en paquetes. En el caso de que se activen servicios de transporte por radio se lleva a cabo el ciclo de conmutación o relocalización de la siguiente manera:

1): La MS transmite según la figura 2 una solicitud para la actualización de la región de residencia con la Solicitud de Actualización del Área de Ruta al cSGSN nuevo.

2): Cuando ha tenido lugar un cambio de la región de residencia entre dos cSGSN, entonces el nuevo cSGSN solicita del cSGSN antiguo las informaciones de contexto de la MS en la Solicitud / Respuesta del Contexto SGSN. Esta etapa se suprime cuando se ejecuta el procedimiento sin un cambio del cSGSN.

3): En este lugar se pueden realizar autorizaciones u otras medidas de seguridad.

4): Si tiene lugar un cambio del cSGSN, entonces se comunica de esta manera el Reconocimiento del Contexto SGSN al cSGSN antiguo, para que dejen de ser válidos todos sus contexto que se refieren a la MS y en el caso de un retorno de la MS a este cSGSN, por ejemplo en casos de errores, éstos deben actualizarse con los procedimientos correspondientes.

5): Si se ha cambiado el cSGSN o se han modificado por otro motivo los parámetros de servicio de datos (por ejemplo, debido a la falta de recursos), entonces el nuevo cSGSN actualiza el xGGSN con la Actualización de la Solicitud / respuesta del Contexto PDP. En el caso de un cambio de cSGSN, el objetivo esencial de la actualización de xGGSN es comunicar al (los) xGGSN(s) las nuevas direcciones de señalización y los puntos extremos del túnel del cSGSN. La identidad del punto extremo del túnel y la dirección del transporte de datos del sistema de radio permanecen marcados en adelante como no activados en los contextos del xGGSN, lo que se indica con preferencia a través de valores reservados especiales para estos elementos de información.

6): Las etapas 6), 7), 8) y 9) borran las informaciones de las MS en todos los cSGSN y actualizan las informaciones en el HLR cuando se ha cambiado el cSGSN, como en los ciclos conocidos.

7): -

8): -

9): -

10): El nuevo cSGSN confirma a la MS la actualización de la Aceptación de la Actualización del Área de Ruta.

11): La MS confirma la actualización como hasta ahora con Actualización del Área de Ruta Completada.

Activación de uno o varios servicios de datos en paquetes sobre el xGGSN (figura 3)

1): La MS transmite según la figura 3 una solicitud para la activación de un servicio de datos en paquetes con Solicitud del Contexto PDP.

2): En oposición a los ciclos conocidos se activa en primer lugar el servicio de datos en el xGGSN con Crear Solicitud / respuesta del Contexto PDP para obtener la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos del xGGSN, que debe comunicarse al sistema de radio. La dirección de transporte así como la identidad del punto extremo del túnel, a la que el xGGSN debe conducir los paquetes de datos, no se conoce todavía (sólo después e la etapa 3) y, por lo tanto, no se indica (por ejemplo, a través de valores reservados especiales de los elementos de información) en el mensaje Crear Solicitud del Contexto PDP. La selección conocida hasta ahora del GGSN (selección de APN) debe adaptarse a la nueva distribución de funciones SGSN / GGSN. Ésta se lleva a cabo en una característica en dos etapas: el cSGSN distingue diferentes xGGSN (con la ayuda del parámetro APN obtenido de la MS o del HLR) y transmite el mensaje Crear Solicitud del Contexto PDP al xGGSN seleccionado para activar el servicio de datos. El xGGSN decide de nuevo con la ayuda del parámetro APN si ejecuta la funcionalidad GGSN o si es necesario un GGSN convencional, comportándose el xGGSN, frente a éste, como un SGSN convencional (ver Activación de servicios de datos en paquetes en GGSN). En una segunda característica, el cSGSN transmite el mensaje Crear la Solicitud del Contexto PDP siempre en el mismo xGGSN, analizando éste solamente el parámetro APN para determinar si ejecuta la funcionalidad xGGSN, o debe activarse un GGSN convencional (ver Activación de servicios de datos en paquetes en GGSN). El cSGSN puede utilizar en este caso también varios xGGSN asociados fijamente en la distribución de la carga. En el mensaje de activación, el cSGSN comunica al xGGSN también todos los parámetros CAMEL con funciones CAMEL transferidas desde el SGSN al xGGSN.

3): La activación del servicio de transporte por radio se lleva a cabo como se conoce hasta ahora, con la salvedad de que la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos no son como hasta ahora parámetros del SGSN, sino los parámetros del punto extremo del túnel y la dirección de transporte recibidos por el xGGSN en la etapa 2). El sistema de radio suministra la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de los datos para el transporte de datos en dirección al sistema de radio / MS Establecimiento de la Portadora de Acceso de Radio.

4): Por medio del procedimiento de actualización Actualizar la Solicitud / Respuesta del Contexto PDP, el cSGSN comunica al xGGSN la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos del sistema de radio para el transporte de datos en dirección al sistema de radio / MS. Con esta etapa adicional frente a los procedimientos conocidos, se establece el túnel de transporte de datos entre el sistema de radio y xGGSN.

5): El cSGSN confirma la activación con el mensaje Activar Aceptación del Contexto PDP a la MS. No se requieren modificaciones frente a los procedimientos conocidos. El sistema de radio y la MS no requieren adaptaciones.

En el caso de que un SGSN convencional quiera activar un servicio de paquetes sobre un xGGSN, entonces el xGGSN se comporta como un GGSN convencional.

Desconexión de los servicios de transporte de radio (figura 4)

Cuando no deben transmitirse datos, se pueden desconectar por medio de este procedimiento los servicios de transporte por radio, al mismo tiempo que se mantienen establecidos los servicios de datos en paquetes.

1): El sistema de radio establece que los servicios de transporte por radio han sido desconectados o podrían ser desconectados y transmite según la figura 4 una petición de Solicitud de Liberación al cSGSN Iu.

2): Si el cSGSN sigue esta solicitud, entonces solicita al servicio de transporte por radio que desconecte el servicio de transporte por radio Comando de Liberación Iu.

3): El sistema de radio desconecta el (los) servicio(s) de transporte por radio con Liberación de la Portadora de Acceso por Radio.

4): El sistema de radio reconoce la desconexión del (los) servicio(s) de transporte por radio Liberación Completada Iu.

5): Después de que el (los) servicio(s) de transporte por radio han sido desconectados, ya no es (son) válido(s) el (los) puntos extremos del túnel y la (las) direcciones de transporte del sistema de radio. Por medio del procedimiento de actualización conocido Actualizar Solicitud / Respuesta del Contexto PDP, el cSGSN lo comunica al xGGSN, de una manera ventajosa, a través de valores reservados especialmente para la identidad del punto terminal del túnel y para la dirección de transporte de datos. El xGGSN asegura en sus contextos que los túneles de transporte de datos no están activados en el lado de radio. De esta manera, el xGGSN puede rechazar datos destinados para la MS y, por lo tanto, no serán facturados o bien serán memorizados hasta que se comuniquen las direcciones de transporte de los datos al xGGSN, cuando se reactive el servicio de transporte de datos correspondiente. Los puntos extremos de los túneles así como las direcciones de transporte del xGGSN permanecen válidos en adelante y son memorizados por el cSGSN para la reactivación de los servios de transporte por radio.

6): Con la confirmación de la desconexión de los servicios de transporte por radio se indica el volumen de datos no transmitidos desde el sistema de radio al cSGSN con objeto de la corrección del contador de facturación. Estos valores son transmitidos por medio de la información de cargo al xGGSN, donde se encuentran los contadores de los volúmenes de datos.

Reactivación de los servicios de transporte por radio (figura 5)

Si los servicios de transporte por radio han sido desconectados y deben transmitirse nuevos datos, entonces son reactivados los servicios de transporte por radio. El primer flujo de información en la figura 5 muestra el caso de datos existentes en la MS. El segundo flujo de información indica el ciclo en el caso de la presencia de datos en el xGGSN que deben transmitirse a la MS.

1): La MS tiene que enviar datos a la red y transmite, según la figura 5, una solicitud para la reactivación de los servicios de transporte por radio con Solicitud de Servicio.

2): En este lugar se pueden llevar a cabo autorizaciones u otras medidas de seguridad como en los ciclos anteriores.

3): La activación del servicio de transporte por radio con el Establecimiento de la Portadora de Acceso por Radio se lleva a cabo como se conocen hasta ahora, con la excepción de que la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte por radio, que indicaban al sistema de radio hasta ahora el punto extremo del túnel sobre el SGSN, son los parámetros correspondientes del xGGSN. Éstos parámetros han sido recibidos por el cSGSN desde el xGGSN durante la activación o actualización del servicio de datos y han sido memorizados también después de la desconexión de los servicios de transporte por radio. El sistema de radio suministra, por una parte, una nueva identidad del punto extremo del túnel y una nueva dirección de transporte de datos por cada servicio de transporte por radio.

4): Por medio del procedimiento de actualización Actualizar Solicitud / Respuesta del Contexto PDP, el cSGSN comunica al xGGSN los parámetros recibidos desde el sistema de radio, tales como la identidad del punto extremo del túnel y la dirección del transporte de datos para el transporte de datos en dirección al sistema de radio / MS. Con esta etapa adicional frente a los procedimientos conocidos, se restablece el túnel de transporte de datos entre el sistema de radio / MS y xGGSN.

5): Se pueden transmitir los datos, que se encuentran en la MS para la transmisión a la red con en enlace ascendente PDU. Esto es posible ya después de la etapa 3), puesto que la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos se mantienen en el xGGSN también en el caso de que sean desconectados los servicios de transporte por radio.

La figura 6 ilustra la señalización para una transmisión de datos desde el xGGSN hacia una NS:

1): El xGGSN recibe datos en el enlace descendente PDU, que están destinados para una MS, cuyos servicios de transporte por radio están desconectados (por ejemplo, como se identifica en el Contexto xGGSN a través de los valores reservados especiales para la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos del sistema de radio).

2): El xGGSN memoriza los datos temporalmente o los rechaza, según los requerimientos respectivos de la calidad del servicio de datos. El xGGSN da instrucciones al cSGSN para que active los servicios de transporte por radio a través de la Solicitud / Respuesta de la Notificación PDU.

3): El cSGSN da instrucciones a la MS por medio de buscapersonas, como sucede en los ciclos convencionales, acerca del lugar en el que comienza el SGSN después de la recepción de datos para una MS.

4): La MS transmite una solicitud para la reactivación de los servicios de datos en paquetes o para la conexión de señalización a través de la solicitud del Servicio.

5): En este lugar se pueden ejecutar autorizaciones u otras medidas de seguridad.

6): La activación del servicio de transporte por radio a través del Establecimiento de la Portadora de Acceso por Radio se lleva a cabo, como se conoce hasta ahora, con la excepción de que la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos, que indicaban hasta ahora al sistema de radio el punto extremo del túnel sobre el SGSN, son los parámetros correspondientes del xGGSN. Éstos parámetros han sido recibidos por el cSGSN desde el xGGSN durante la activación o actualización del servicio de datos y han sido memorizados también después de la desconexión de los servicios de transporte por radio. El sistema de radio suministra, por una parte, una nueva identidad del punto extremo del túnel y una nueva dirección de transporte de datos por cada servicio de transporte por radio.

7): Por medio del procedimiento de actualización Actualizar Solicitud / Respuesta del Contexto PDP, el cSGSN comunica al xGGSN los parámetros recibidos desde el sistema de radio, tales como la identidad del punto extremo del túnel y la dirección del transporte de datos para el transporte de datos en dirección al sistema de radio / MS. Con esta etapa adicional frente a los procedimientos conocidos, se restablece el túnel de transporte de datos entre el sistema de radio / MS y xGGSN.

6): Los datos, que el xGGSN quiere transmitir hacia la MS a través del enlace descendente PDU, pueden ser transmitidos desde el xGGSN hacia el sistema de radio y, por lo tanto, hacia la MS.

7): Activación de servicios de datos en paquetes sobre GGSN según la figura 7:

1): La MS transmite una solicitud para la activación de un servicio de datos en paquetes con Solicitud de Contexto.

2): En oposición a los ciclos conocidos se activa en primer lugar el servicio de datos en el xGGSN con Crear Solicitud / respuesta del Contexto PDP para obtener la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos del xGGSN, que debe comunicarse al sistema de radio. La dirección de transporte así como la identidad del punto extremo del túnel, a la que el xGGSN debe conducir los paquetes de datos, no se conoce todavía (sólo después e la etapa 3) y, por lo tanto, no se indica (por ejemplo, a través de valores reservados especiales de los elementos de información) en el mensaje Crear Solicitud del Contexto PDP. La selección conocida hasta ahora del GGSN (selección de APN) debe adaptarse a la nueva distribución de funciones SGSN / GGSN. Ésta se lleva a cabo en una característica en dos etapas: el cSGSN distingue diferentes xGGSN (con la ayuda del parámetro APN obtenido de la MS o del HLR) y transmite el mensaje Crear Solicitud del Contexto PDP al xGGSN seleccionado para activar el servicio de datos. En la segunda característica, el cSGSN transmite el mensaje Crear la Solicitud del Contexto PDP siempre en el mismo xGGSN, analizando solamente éste el parámetro APN. El cSGSN puede utilizar en este caso también varios xGGSN asociados fijamente en la distribución de la carga. En ambos casos, el xGGSN establece que el servicio de datos en paquetes debe activarse sobre un GGSN convencional. El xGGSN se comporta frente a éste GGSN como un SGSN convencional. En el mensaje de activación, el cSGSN comunica al xGGSN también todos los parámetros CAMEL con funciones CAMEL transferidas desde el SGSN al xGGSN

3): La activación del servicio de transporte por radio se lleva a cabo como se conoce hasta ahora, con la salvedad de que la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos no son como hasta ahora parámetros del SGSN, sino parámetros recibidos por el xGGSN en la etapa 2). El sistema de radio suministra la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de los datos para el transporte de datos en dirección al sistema de radio / MS Establecimiento de la Portadora de Acceso de Radio.

4): El xGGSN activa el servicio de datos en paquetes sobre el GGSN determinado a partir del APN Crear Solicitud de Contexto PDP. El GGSN confirma esto con un mensaje Crear Respuesta del Contexto PDP. Frente a este GGSN, el xGGSN se comporta como un SGSN convencional. Se establece un túnel de transporte de datos entre xGGSN y GGSN.

5): Por medio del procedimiento de actualización Actualizar la Solicitud / Respuesta del Contexto PDP, el cSGSN comunica al xGGSN la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos del sistema de radio para el transporte de datos en dirección al sistema de radio / MS. De esta manera, se establece el túnel de transporte de datos entre el sistema de radio y el xGGSN. El xGGSN conecta los dos túneles de transporte de datos.

6): El cSGSN confirma la activación del servicio de datos con el mensaje Activar Aceptación del Contexto PDP a la MS.

Conmutación o bien relocalización entre cSGSN y dentro de un cSGSN

El procedimiento de conmutación y relocalización conmuta la corriente de los datos en paquetes desde una interfaz entre el sistema de radio y la red de núcleo a otra. En el caso de la relocalización, el cambio de la interfaz entre la MS y el sistema de radio se lleva a cabo ya con anterioridad y en el caso de la conmutación, esto se realiza paralelamente al cambio de la otra interfaz. Los dos procedimientos de la red de núcleo solamente se diferencian en detalles, que no afectan a la implantación del cSGSN y del xGGSN, de manera que se representa a modo de ejemplo sólo el caso de la relocalización. En el caso de la conmutación y de la relocalización dentro de un cSGSN se suprimen las señalizaciones representadas entre los dos cSGSN.

1): El controlador actual del sistema de radio Fuente RNC decide iniciar una relocalización y transmite, según la figura 8, un mensaje de Relocalización Requerida a todos los cSGSN.

2): El cSGSN antiguo determina a partir del destino de la relocalización el cSGSN nuevo y transmite a éste todos los contextos de los parámetros que pertenecen a la MS con la Solicitud de Relocalización hacia delante de la MS.

3): El cSGSN nuevo transmite al nuevo controlador del sistema de radio Destino RNC todos los parámetros de los servicios de transporte por radio requeridos Solicitud de Relocalización como en los ciclos conocidos, con la diferencia de que la identidad del punto extremo del túnel y la dirección de transporte de datos, a las que el sistema de radio transmite datos recibidos desde la MS, son las del xGGSN en lugar del SGSN. El nuevo controlador del sistema de radio reconoce la preparación con éxito de los servicios de transporte por radio con Reconocimiento de la Solicitud de Relocalización.

4): El nuevo cSGSN comunica al cSGSN antiguo la preparación con éxito de los servicios de transporte por radio a través del nuevo controlador del sistema de radio y a través del nuevo cSGSN co9n la Respuesta de relocalización hacia delante.

5): El cSGSN antiguo solicita al controlador del sistema de radio antiguo Fuente RNC que lleve a cabo la relocalización con el Comando de relocalización.

6): El controlador del sistema de radio antiguo Fuente RNC solicita al nuevo controlador del sistema de radio que transmita el control con el Compromiso de Relocalización. (En el caso del procedimiento de conmutación, esta solicitud, que transmite también parámetros, está dividida en mensajes, que son transmitidos por los cSGSN al nuevo controlador del sistema de radio así como en mensajes de la MS) y comienza a transmitir datos, que deben ser enviados a la MS, al nuevo controlador del sistema de radio Destino RNC, con Transmisión de Datos.

7): Cuando el nuevo controlador del sistema de radio ha recibido la solicitud para la relocalización, entonces lo comunica al nuevo cSGSN con Detección de la Relocalización.

8): El nuevo controlador del sistema de radio intercambia con la MS los nuevos parámetros del sistema de radio a partir de RNTI Reasignación / RNTI Reasignación Completa.

9): Cuando el nuevo cSGSN recibe el mensaje de Detección de la Relocalización, entonces se actualizan los parámetros en el xGGSN como en los ciclos conocidos con Actualizar Solicitud / Respuesta del Contexto PDP, con la diferencia de que la identidad del punto extremo del túnel y la dirección del transporte de datos, a las el xGGSN ha de transferir datos a la SM, son las del sistema de radio, en lugar de l SGSN como hasta ahora.

10): Cuando están actualizados los servicios del transporte de datos entre el RNC nuevo y la MS, entonces el nuevo RNC lo comunica al nuevo cSGSN con Relocalización Completa.

11): El nuevo cSGSN lo comunica al cSGSN antiguo, que éste confirma con Relocalización Adelante Completa / Reconocimiento de la Relocalización Adelante Completa.

12): El cSGSN desconecta los servicios de transporte por radio.

13): Cuando se ha modificado la región de residencia del MS con la ayuda de las informaciones del sistema de radio, se lleva a cabo una actualización.

Camel

Resultan modificaciones para el tratamiento de CAMEL. De acuerdo con la distribución del control (sSGSN) y el transporte (xGGSN) se separa también CAMEL. Todos los disparadores de señalización permanecen en el cSGSN. Todos los disparadores relacionados con el volumen de datos, especialmente el tratamiento del Prepago, son ejecutados en el xGGSN. A partir de esta distribución se obtiene una nueva interfaz. En este momento solamente existe en la Norma una interfaz entre SGSN y SCP para CAMEL. En la arquitectura presentada del sistema se obtiene una interfaz nueva para el xGGSN. Esta interfaz podría tener dos variantes de ejecución de una manera similar a la interfaz Gc. En la primera posibilidad, el SCP y el xGGSN se conectarían directamente. Todas las alternativas servirían para el cSGSN como relé entre el CP y el xGGSN. En la segunda variante, el xGGSN no necesitaría ninguna interfaz SS7 propia.

En el caso de un cambio desde un cSGSN a un SGSN convencional se transmiten, como tales, todas las informaciones desde el cSGSN hacia el SGSN convencional. La funcionalidad CAMEL del xGGSN, asumida por el SGSN, debe terminarse, puesto que el nuevo SGSN la ejecuta después del cambio. De una manera ventajosa, el xGGSN determina la terminación de su funcionalidad CAMEL a partir del servicio de datos del mensaje de actualización.

El cambio en el sentido contrario se aplica de una manera correspondiente. El mensaje de actualización desde el cSGSN nuevo hacia el xGGSN comunica a todos los parámetros CAMEL necesarios que el xGGSN puede asumir esta funcionalidad.

Un problema durante este cambio consiste en que la funcionalidad CAMEL en la red convencional solamente está localizada en el SGSN y está distribuida en la nueva arquitectura presentada entre el cSGSN y el xGGSN. De ello se deriva el requerimiento de que el xGGSN conecta o desconecta la funcionalidad CAMEL de una manera correspondiente en función de si está conectado con un cSGSN o con un SGSN convencional. Esta conexión y desconexión es controlada de acuerdo con el mensaje recibido de Actualizar la Solicitud del Contexto PDP, con la ayuda de los elementos de información que están contenidos allí y/o de la versión del protocolo de los mensajes.

De una manera alternativa, se pueden modificar los SGSN existentes hasta ahora, en el sentido de que éstos transfieren la funcionalidad CAMEL correspondiente al xGGSN, es decir, que desactivan estas funciones cuando el xGGSN comunica que asume estas funciones CAMEL.

El procedimiento para la actualización de los servicios de datos en paquetes es ampliado para desplazar las funciones IN / CAMEL que están relacionadas con el transporte de datos entre nodos de control de datos en paquetes y nodos de procesamiento de datos en paquetes (SGSN) convencionales y la disposición que está constituida por nodos de control de datos en paquetes (cSGSN) y nudos de interfaces de la red fija (xGGSN) cuando, en virtud de la movilidad, debe cambiarse entre ellos en una red. De esta manera, se garantiza la colaboración con nodos de control de datos en paquetes y nodos de procesamiento de datos en paquetes (SGSN) convencionales en la misma red.

Claims

1. Procedimiento para la transmisión de datos de vos o datos multimedia u otros datos útiles como datos en paquetes en una red de radio móvil GSM / GPRS / UMTS, que contiene al menos un xGGSN (5), que está definido como GGSN (14) con las funciones de procesamiento de datos de un SGSN (13), y un cSGSN (2), que está definido como SGSN solamente con la funcionalidad del controlador de la señalización de un SGSN, siendo realizada la transmisión de datos en paquetes entre al menos algunos nodos xGGSN sin la interconexión de nodos SGSN, caracterizado porque para la consecución de la compatibilidad con nodos GGSN en la misma red o en redes externas, el xGGSN lleva a cabo la señalización de un SGSN frente a un GGSN.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque para la transmisión de datos útiles se lleva a cabo una canalización directamente entre componentes del subsistema de radio de la red GSM / GPRS / UMTS y un nodo de interfaces de la red fija (xGGSN).

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque se lleva a cabo un establecimiento de un túnel para una canalización por medio de secuencias de señalización de nodos cSGSN, que activan parcialmente en primer lugar un lado del túnel, luego activan totalmente el otro lado del túnel y a continuación activan totalmente el primer lado del túnel a través de la actualización, transmitiendo el cSGSN los parámetros del túnel entre los dos lados.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la red fija se lleva a cabo una transmisión de datos útiles en protocolos de Internet.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque todas las funciones, que se refieren al procesamiento de los datos en paquetes, son ejecutadas exclusivamente en nodos xGGSN.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las informaciones de volumen, suministradas por el sistema de radio a los nodos cSGSN, son transmitidas e los nodos xGGSN.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cuando se desactivan, mientras existe una servicio de datos, los servicios de transporte por radio para la transmisión de datos útiles, se mantiene establecido en un lado un túnel de transporte sobre el xGGSN, manteniéndose los puntos extremos de transporte de datos y las direcciones de transporte del xGGSN.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un cSGSN memoriza los puntos extremos de transporte de datos y las direcciones de transporte de un xGGSN para la aceleración de la reactivación de servicios de transporte por radio para la transmisión de datos útiles junto con los otros parámetros del servicio de datos.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un xGGSN, que solicita la reactivación de los servicios de transporte por radio, en el caso de entrada de datos destinados a un terminal de radio móvil asociado, memoriza temporalmente estos datos entrantes o los rechaza de acuerdo con los requerimientos de calidad del servicio de datos requeridos.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el caso de cambio del SGSN o del cSGSN (procedimientos de conmutación y de relocalización, no son necesarios mensajes adicionales y en los mensajes y ciclos ya especificados, en lugar de los puntos extremos del túnel y de las direcciones de transporte del nodo SGSN o del nodo cSGSN, se indican, respectivamente, los parámetros del otro extremo respectivo del túnel de transporte xGGSN del sistema de radio.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el caso de un cambio (conmutación / relocalización) del cSGSN hacia un nodo SGSN, la disposición que está constituida por cSGSN y xGGSN se comporta durante el procedimiento como un SGSN, y después de la actualización del servicio de paquetes sobre el xGGSN, éste se comporta como un GGSN y entonces un nodo de control de datos en paquetes no está implicado ya en este servicio de paquetes, y en el caso de un cambio (conmutación / relocalización) desde un SGSN hacia un cSGSN, se distribuyen las funciones de nuevo de una manera correspondiente sobre nodos cSGSN y nodos xGGSN.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el caso de activación del servicio de datos en paquetes se transmiten los parámetros IN / CAMEL desde el cSGSN al xGGSN, para que se puedan ejecutar allí funciones IN / CAMAL relacionadas con el transporte de datos.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la selección del GGSN en el orden en el cSGSN o en el xGGSN y en el caso de evaluación en el cSGSN solamente se pueden diferenciar varios nodos xGGSN internos de la red, sobre los que se lleva a cabo entonces la activación servicio de datos, a continuación el xGGSN lleva a cabo la selección conocida para activar un GGSN, cuando ha comprobado que no puede ejecutar él mismo la funcionalidad GGSN.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un xGGSN está asociado fijamente al cSGSN, con el que el nodo cSGSN acondiciona todos los servicios de datos, pudiendo utilizar el cSGSN también varios xGGSN asociados fijamente, que se pueden utilizar en la distribución de la carga.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque además o en lugar de una solución de servidor autónomo para el cSGSN, está prevista la integración de los cSGSN en el sistema de radio (1), los nodos de conmutación de voz (MSC, Servidor MSC) o el xGGSN, con lo que se puede reducir adicionalmente el número de los nodos de la red.

16. Red de radio móvil GSM / GPRS / UMTS para la transmisión de datos de voz o de datos multimedia o de otros datos útiles como datos en paquetes, que contiene nodos SGSN, GGSN, xGGSN, cSGSN, que están configurados para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores.

17. Nodo xGGSN o nodo cSGSN, que están configurados para la realización del procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 15.