ES2236257T3 - Sistema de comunicacion de telefonia movil y procedimiento de funcionamiento para el mismo. - Google Patents

Sistema de comunicacion de telefonia movil y procedimiento de funcionamiento para el mismo.

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ES2236257T3 ES01947171T ES01947171T ES2236257T3 ES 2236257 T3 ES2236257 T3 ES 2236257T3 ES 01947171 T ES01947171 T ES 01947171T ES 01947171 T ES01947171 T ES 01947171T ES 2236257 T3 ES2236257 T3 ES 2236257T3
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Abstract

Sistema de comunicación de telefonía móvil con una central de conmutación de telefonía móvil (MSC) emplazada entre una zona de red de radio (UTRAN) del sistema de comunicación de telefonía móvil y una zona de red fija (CN), para el intercambio de datos de transporte y de control con la zona de red de radio (UTRAN) y de datos de control con la zona de red fija (CN), en el que una Media Gateway (MGW) para la adaptación del formato de los datos de transporte a intercambiar entre la zona de red fija (CN) y la zona de red de radio (UTRAN), está dispuesta entre la central de conmutación de telefonía móvil (MSC) y la zona de red fija (CN), caracterizado porque la central de conmutación de telefonía móvil (MSC) presenta una interfaz unitaria (TCNc) para la transmisión de datos de transporte y control en la dirección hacia y desde la zona de red fija (CN), a través de las que los datos de control son transmitidos tanto a la zona de red fija (CN), para la retransmisión directa a un interlocutor de comunicaciones alejado, como también a la Media Gateway (MGW) para su procesamiento por parte de ésta.

Description

Sistema de comunicación de telefonía móvil y procedimiento de funcionamiento para el mismo.
La invención se refiere a un sistema de comunicación de telefonía móvil y a un procedimiento de funcionamiento para el mismo.
Ya se conocen sistemas de telefonía móvil, como el sistema GSM, ya introducido en el mercado, o el sistema UMTS, que se encuentra en desarrollo. Los amplios esfuerzos de desarrollo se orientan actualmente a hacer que tales sistemas de comunicación de telefonía móvil sean susceptibles de multimedia. Las palabras clave al respecto son la "Internet-Handy", con la cual debe ser posible consultar contenidos de internet con un nivel de rapidez y confort que deben ser similares al acceso tradicional por ordenador y la transmisión a distancia de datos con ayuda de redes de telecomunicación convencionales ligadas a línea, el WAP o "Wireless Application Protocol" y otros.
La WO 00/31951 A1 describe un procedimiento y un sistema de comunicaciones sin hilos con al menos dos unidades de conmutación (MSC) intercaladas, que están unidas con la correspondiente Media Gateway (puerta de acceso de medios). Con ello se reduce la utilización de enlaces circulares en una red de IP durante una transferencia (handover) Inter - MSC. Los paquetes de voz se transmiten entre una primera MSC y una segunda MSC a través de una red IP. Una dirección de IP se utiliza como identificación de transacción, que puede contener dirección de IP, toma y nº de asiento referido a la Media Gateway utilizada para la llamada. La MSC de base envía la dirección de red IP que se utiliza en ese momento a la MSC que no es de base.
La invención describe un sistema de comunicaciones de telefonía móvil con una central de conmutación de telefonía móvil (MSC) alojada entre una zona de red de radio del sistema de comunicación de telefonía móvil y una zona de red fija, para el intercambio de datos de transporte y control con la zona de red de radio. Al respecto, está dispuesta una Media - Gateway para la adaptación del formato de los datos de transporte a intercambiar entre la zona de red fija y la zona de red de radio, entre la central de conmutación de telefonía móvil y la zona de red fija. La central de conmutación de telefonía móvil presenta una interfaz unitaria para la transmisión de datos de transporte y de control en la dirección hacia y desde la zona de la red fija. Los datos de control se transmiten a través de la interfaz tanto a la zona de la red fija, para la retransmisión directa a un interlocutor de comunicación alejado, como también a un Media Gateway, para el procesamiento por parte de la central de conmutación de telefonía móvil.
Un procedimiento como el indicado y un dispositivo como el indicado no se describen en el documento D1. La ventaja de la invención ha de verse en que no es necesaria ninguna interfaz propia para la comunicación con la Media Gateway. La invención es así nueva. No es de esperar que un procedimiento así pudiera haber sido ideado por un especialista sin el conocimiento de la invención, porque partiendo del estado de la técnica no hay ninguna sugerencia al respecto. Más bien el documento D1 se orienta a que los datos de control y transporte sean transmitidos en cuanto a radio separadamente entre sí a una Media Gateway y una central de conmutación de telefonía móvil (MSC), mientras que en el marco de la invención se utiliza una interfaz unitaria. La invención se basa así en una actividad inventora.
Un problema en los esfuerzos por hacer disponibles distintos servicios en sistemas de comunicación de telefonía móvil es la multiplicidad de formatos de datos o de protocolos de transmisión, que en función del contenido de los datos se emplean para la transmisión de datos entre los distintos aparatos terminales. La necesidad de esta multiplicidad resulta de las distintas exigencias que se formulan a la transmisión de los distintos tipos de datos. Mientras la transmisión de la voz formula elevadas exigencias a la rapidez y uniformidad de la transmisión, la anchura de banda de la exploración de voz y con ello de la transmisión pueden no obstante variarse caso necesario, para tener en cuenta las condiciones oscilantes de envío y recepción en el lugar de los aparatos terminales móviles, y puede tolerarse sin más en la transmisión de ficheros o de contenidos de internet un flujo de datos no uniforme en el tiempo; no obstante, no existe la posibilidad de limitar mediante una limitación de la anchura de banda la cantidad de datos a transmitir. Es por lo tanto necesario, cuando se transmiten los datos dentro del sistema de comunicaciones de telefonía móvil entre el aparato terminal emisor y el receptor, tener en cuenta el tipo de los datos a transmitir, y además conjuntamente con ellos han de transmitirse los datos denominados a continuación datos de transporte, datos adicionales que dan información sobre el tipo de datos de transporte, dado el caso sobre una codificación utilizada para su generación y similares, y que a continuación juntamente con los llamados datos de señalización necesarios para el establecimiento del enlace y para la conmutación, son conocidos con el concepto global de "datos de control".
En la transición entre zona de red de radio y zona de red fija de un sistema de comunicaciones de telefonía móvil, puede ser necesaria una transformación del formato de estos datos de transporte, o bien ser deseable en interés de una gestión eficiente de los recursos de red ser necesaria. La transición entre zona de red de radio y zona de red fija la constituyen las centrales de conmutación de telefonía móvil, denominadas también MSC (Mobile Switching Center).
En la edición 1999 de los estándares UMTS, publicada por 3GPP (3rd Generation Partnership
Project) bajo la denominación "3G TS 23.002 V3.3.0 (2000-03); Technical Specification Group Services and Systems Aspects; Network Architecture" se utilizan MSCs, que con pequeñas transformaciones se corresponden con las MSCs del Standard GSM. Las funciones de la conmutación de los datos de transporte con la ayuda de un campo de acoplamiento y del procesamiento de los datos de control, así como la gestión de la movilidad (el llamado Call Processing), están realizados en este MSC.
Para aumentar la flexibilidad de los sistemas de comunicaciones de telefonía móvil y simplificar su adaptación a la transmisión de datos de transporte de diferente tipo, en la edición 2000 del Standard UMTS (Folleto 3GPP TR 23.922.V1.0. (1999-10) con el título "Technical Specification Group Services and Systems Aspects; Architecture for an All IP Network", emitido por 3rd Generation Partnership Project,
Sophia Antipolis, Francia, (http://www.3gpp.org) se proponen MSCs en las cuales las funciones de transporte y control de las MSCs tradicionales están distribuidas en dos unidades funcionales. Estas unidades funcionales se denominan Media Gateway MGW y MSC Server.
El objetivo de esta propuesta es lograr en particular una independencia lo más amplia posible de los equipos de conmutación respecto a la estructura básica que sirve de base al sistema, como por ejemplo ATM (Asynchronous Transfer Mode) o bien IP (Internet Protocol), reuniendo las funciones de transporte, que tienen una interdependencia relativamente fuerte con la estructura básica, en una unidad funcional, mientras que las funciones de gestión que dependen menos fuertemente de la estructura básica del
Call Processing, son ejecutadas por una unidad funcional propia, cuya estructura y forma de funcionamiento sólo vienen determinadas en pequeña proporción por la estructura básica del sistema y que por tanto pueden transmitirse fácilmente de un sistema de comunicación a otro.
No obstante, un inconveniente de esta propuesta es que esta escisión en dos grupos funcionales separados para el transporte y para el control implica por su parte un considerable coste de desarrollo y en los sistemas de comunicaciones de telefonía móvil ya existentes sólo puede realizarse de forma costosa. La transformación de una MSC existente en una MSC server (servidor) exige por ejemplo la separación del campo de acoplamiento tradicionalmente existente en la MSC; es necesaria una nueva interfaz para la comunicación entre servidor de MSC y Media Gateway, debe definirse de nuevo la interfaz para diversos tonos de señal y distintas características de prestaciones, que exigen una estrecha interrelación entre control y transporte, como por ejemplo una conferencia a tres bandas, deben ser definidas de nuevo.
La tarea de la invención consiste en indicar un sistema de comunicaciones de telefonía móvil y un procedimiento para el funcionamiento de un sistema de comunicaciones de telefonía móvil, que de manera flexible permitan la transmisión de datos de transporte de distinto tipo, sin que sea para ello necesaria una transformación a fondo de las redes de comunicación de telefonía móvil existentes.
Esta tarea se resuelve mediante el sistema de comunicaciones de telefonía móvil con las particularidades de la reivindicación 1 y el procedimiento con las particularidades de la reivindicación 3, respectivamente.
Ventajosos perfeccionamientos son objeto de las reivindicaciones dependientes.
En el sistema de comunicaciones de telefonía móvil correspondiente a la invención, se prevé una central de conmutación de telefonía móvil o MSC, que recibe de una zona de red de radio del sistema de comunicaciones de telefonía móvil tanto datos de transporte como también datos de control referidos a los mismos, o bien los transmite a la misma, y que intercambia a través de una Media Gateway los datos de transporte con la zona de red fija del sistema de comunicación de telefonía móvil, la cual, dado el caso, realiza las transformaciones necesarias del formato de los datos de transporte en función de las prescripciones mediante los datos de control referidas a las mismas.
Una MSC como la indicada funciona como los MSCs del sistema GSM conocido, con dos interfaces, una primera interfaz para el intercambio de datos de transporte y control con la zona de red de radio y una segunda para el intercambio de datos de transporte y control con la zona de red fija, llevándose los datos de transporte que corren sobre esta segunda interfaz a través de la Media Gateway, antes de que los mismos -dado el caso con un formato transformado- alcancen la zona de la red fija. No es necesaria una interfaz propia para la comunicación con la Media Gateway.
Esta estructura permite por lo tanto la reutilización de los MSCs de los sistemas de comunicación de telefonía móvil que se encuentran en funcionamiento con en todo caso pequeñas adaptaciones. Las inversiones del operador de telefonía móvil en sus redes quedan así protegidas y se logra no obstante el objetivo de una flexibilidad mayor, que permite la transmisión de datos de diferente tipo.
Un ejemplo de ejecución se describe a continuación más en detalle en base al esquema. Se muestra en
figura 1 esquemáticamente la estructura de un sistema de comunicación de telefonía móvil en el que puede utilizarse la presente invención;
figura 2 para fines comparativos una MSC, cuya estructura se corresponde con la de la edición 1999 del Standard UMTS;
figura 3 para fines comparativos, un servidor MSC y una Media Gateway MGW según la edición 2000 del Standard UMTS; y
figura 4 un MSC con Media Gateway según la presente invención.
La figura 1 pone de manifiesto una estructura jerárquica de un sistema de comunicaciones de telefonía móvil, con el que puede emplearse la presente invención. Un sistema de comunicaciones de telefonía móvil como el indicado incluye un sistema que cubre una amplia superficie de células geográficas C1, C2...., que se corresponden en cada caso con el alcance de la señal de radio de estaciones de base BS1, BS2..., que comunican con aparatos terminales móviles MS1, MS2... que se encuentran en las correspondientes células C1, C2...
Varias estaciones de base BS1, BS2... están asignadas en cada caso a un controlador de estación de base (Base Station Controller) BSC1, BSC2 y los Base Station Controllers están en cada caso unidos mediante etapas intermedias no representadas con una central de conmutación de telefonía móvil MSC1, MSC2. Las centrales de conmutación de telefonía móvil conmutan enlaces entre aparatos terminales móviles, cuando ambos se encuentran en células que están asignadas en cada caso a la misma central de conmutación de telefonía móvil, por ejemplo a los aparatos terminales MS1 y MS2 de las células C1 y C2 de la figura 1, que se encuentran ambos en las células asociadas a MSC1.
Los enlaces entre aparatos terminales que no se encuentran en células asociadas a la misma MSC, son conmutados a través de una zona de red fija del sistema de comunicaciones de telefonía móvil, denominado aquí CN Core Network. Tales aparatos terminales pueden ser aparatos terminales móviles en células no asignadas a la misma MSC, como por ejemplo los aparatos terminales MS1 y MS3 o uno de los aparatos terminales puede ser un aparato terminal ligado a línea, como por ejemplo el aparato terminal UE1 conectado directamente al CN.
La figura 2 muestra la estructura de un MSC según la conocida edición 1999 del Standard UMTS. La MSC tiene dos interfaces, dotadas en la figura en cada caso con las letras TC, de Transport y Control, porque las mismas están previstas para el intercambio tanto de datos de transporte, por ejemplo de información de voz o transmisión de ficheros, como también de datos de control, es decir, de información de señalización así como información sobre el tipo y dado el caso la codificación de los datos de transporte. La interfaz con la zona de red fija es por ejemplo una interfaz Iu TC_{Iu}, que intercambia señales codificadas en AMR con la zona de red de radio del sistema de comunicación de telefonía móvil según la especificación de interfaces Iu de la 3GPP (ver por ejemplo el folleto 3G TS 25.410 "Technical Specification Group Radio Access Network; UTRAN Iu Interface: General Aspects and Principles" de la 3GPP).La otra interfaz es una interfaz PCM para el intercambio de datos con la zona de red fija.
Los datos que llegan son divididos por la interfaz en datos de control, que son llevados a una unidad de procesamiento de llamadas (Call-Processing) CP, que controla el campo de acoplamiento de la MSC y en datos de transporte, que recorren el campo de acoplamiento en la dirección en cada caso de la otra interfaz.
La figura 3 muestra la transición entre zonas de red de radio y fija de un sistema de comunicaciones de telefonía móvil según la edición 2000 del Standard UMTS. La MSC está aquí sustituida por un llamado servidor MSC y una Media Gateway MGW. El servidor MSC intercambia a través de un interfaz Iu^{2} C_{Iu} información de control con la zona de red fija UTRAN o bien a través de una interfaz NC C_{Nc} con la zona de red fija CN. Esta información es evaluada en una unidad de call-processing CP del servidor MSC o retransmitida en cada caso a la otra zona del sistema de comunicaciones de telefonía móvil. La interfaz C_{Iu} utiliza en el tráfico con la zona de red de radio UTRAN el protocolo RANAP (Radio Access Network Application Part).
Los datos de transporte son intercambiados entre la zona de red de radio UTRAN y la zona de red fija CN a través de la Media Gateway MGW. Para ello la MGW incluye una interfaz T_{Iu} respecto a la zona de red de radio UTRAN, sobre la que se transmiten los datos de transporte según protocolos como por ejemplo AAL2, o bien -en particular para aplicaciones multimedia en tiempo real- RTP (Real Time
Protocol).
Una segunda interfaz respecto a la zona de red fija se denomina T_{Nb} y puede por ejemplo funcionar en tráfico hacia fuera con la pila de protocolos RTP/UDP (User Datagram Protocol)/ IP (Internet Protocol).
La conmutación de los datos de transporte entre las interfaces tiene lugar mediante un campo de acoplamiento que es controlado por el servidor MSC a través de una tercera interfaz especializada M_{c}.
La figura 4 muestra la transición entre las zonas de red de radio y de red fija de un sistema de comunicación de telefonía móvil según la presente invención. La misma está formada por una MSC de un tipo constructivo esencialmente tradicional, tal como se representa la figura 2, con una interfaz común TC_{Iu} para el intercambio de datos de transporte y control con la zona de red de radio UTRAN, una segunda interfaz TC_{Nc} para el intercambio de datos con la zona de red fija CN y un campo de acoplamiento controlado por la unidad de procesamiento de llamadas
CP.
Contrariamente a la estructura mostrada en la figura 2, la transición correspondiente a la figura 4 incluye adicionalmente una Media Gateway MGW con un campo de acoplamiento propio, tal y como se representa en la figura 3. Por supuesto la interfaz correspondiente T para el intercambio de datos con la zona de red de radio UTRAN y la interfaz de control N_{c} no está conectada directamente a UTRAN o bien una interfaz especializada, tal como muestra la figura 3, sino que están todas unidas con la interfaz del lado de la red fija TC_{Nc} de la MSC.
La MSC puede así tratar datos de transporte que deben ser transmitidos desde la zona de la red de radio a la zona de la red fija, la correspondiente información de señalización e información de control para la Media Gateway, como datos que han de conmutarse a tres receptores diferentes, es decir, la red fija CN (o bien un aparato terminal a alcanzar a través de la red fija), la interfaz T o bien la interfaz Mc de la Media Gateway MGW. Al respecto, carece prácticamente de importancia para la MSC el formato que tienen los datos de transporte que la misma recibe de la zona de red de radio, puesto que las conversiones de formato dado el caso necesarias son llevadas a cabo por las interfaces de la Media Gateway en función de la información de control recibida tras el paso de estos datos a través de la MSC.
Por la misma razón tampoco es necesaria adaptación alguna de la estructura de la MSC a la estructura utilizada para la retransmisión de los datos de transporte en la estructura utilizada en la zona de red fija CN. Simplemente es necesario que la Media Gateway esté en condiciones de procesar el formato de los datos de transporte aportados por la MSC. Intercalando una MGW, es posible de esta manera seguir funcionando con MSCs que se encuentren ya en funcionamiento, con independencia de si la zona de red fija con la que las mismas trabajan es una red IP, una red ATM u otra.
La invención se ha descrito ciertamente más arriba especialmente con referencia a un sistema de telecomunicaciones UMTS, pero es utilizable sin más también en un sistema GSM.

Claims (3)

1. Sistema de comunicación de telefonía móvil con una central de conmutación de telefonía móvil (MSC) emplazada entre una zona de red de radio (UTRAN) del sistema de comunicación de telefonía móvil y una zona de red fija (CN), para el intercambio de datos de transporte y de control con la zona de red de radio (UTRAN) y de datos de control con la zona de red fija (CN), en el que una Media Gateway (MGW) para la adaptación del formato de los datos de transporte a intercambiar entre la zona de red fija (CN) y la zona de red de radio (UTRAN), está dispuesta entre la central de conmutación de telefonía móvil (MSC) y la zona de red fija (CN),
caracterizado porque la central de conmutación de telefonía móvil (MSC) presenta una interfaz unitaria (TCNc) para la transmisión de datos de transporte y control en la dirección hacia y desde la zona de red fija (CN), a través de las que los datos de control son transmitidos tanto a la zona de red fija (CN), para la retransmisión directa a un interlocutor de comunicaciones alejado, como también a la Media Gateway (MGW) para su procesamiento por parte de ésta.
2. Sistema de comunicación de telefonía móvil según la reivindicación 1, caracterizado por que se trata de un sistema de telecomunicaciones UMTS o un sistema de telecomunicaciones GSM.
3. Procedimiento para la transmisión de datos entre un primer aparato terminal (MS1) conectado a una zona de red de radio de un sistema de comunicación de telefonía móvil y un segundo aparato terminal (MS3, UE1) con ayuda de una interfaz de conmutación de telefonía móvil, que está emplazada entre la zona de red de radio (UTRAN) del sistema de comunicación de telefonía móvil y una zona de red fija (CN), y en la que los datos de control y de transporte de los aparatos terminales (MS3, UE1) recorren la interfaz de conmutación de telefonía móvil (MSC), en el que la central de conmutación de telefonía móvil (MSC) conduce los datos de transporte a transmitir al segundo aparato terminal (MS3, UE1) a través de una Media Gateway (MGW) situada entre la central de conmutación de telefonía móvil (MSC) y la zona de red fija, para la adaptación del formato de los datos de transporte a las exigencias de la zona de red fija (CN) o del segundo aparato terminal (MS3, UE1),
caracterizado porque la central de conmutación de telefonía móvil (MSC) presenta una interfaz unificada (TCNc) para la transmisión de datos de transporte y control en la dirección hacia y desde la zona de red fija (CN), a través de la que se transmiten los datos de control tanto a la zona de red fija (CN) para la retransmisión directa a un interlocutor de comunicación alejado como también a la Media Gateway (MGW) para el procesamiento mediante ésta.
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