ES2273665T3 - Invocacion automatica de un registro ip movil en una red de comunicacion inalambrica. - Google Patents
Invocacion automatica de un registro ip movil en una red de comunicacion inalambrica. Download PDFInfo
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Abstract
Un sistema para invocar automáticamente el registro de nodos móviles en una red de comunicación inalámbrica (106, 108), comprendiendo dicho sistema: un dispositivo (104) de comunicación para operar una interfaz con dicha red (106, 108) de comunicación inalámbrica, estando adaptado dicho dispositivo de comunicación para recibir información de direcciones IP de red desde dicha red (106, 108) de comunicación inalámbrica; y un dispositivo terminal (102), acoplado con dicho dispositivo (104) de comunicación, para transmitir y recibir datos paquetizados, en el cual dicho dispositivo terminal (102) está adaptado para iniciar el registro de nodos móviles en respuesta a dicha información de dirección IP de red; en el cual dicho dispositivo (104) de comunicación incluye medios para monitorizar dichos datos paquetizados transmitidos por dicho dispositivo terminal (102) en busca de una dirección IP contenida en una solicitud de IP; en el cual dicho dispositivo (104) de comunicación está adaptado para recibir también información de movimiento en red desde dicha red (106, 108) de comunicación inalámbrica e incluye medios para esperar dicha información de movimiento en red si dicha dirección IP solicitada es una solicitud para una dirección estática y dicha solicitud de IP es aceptada por dicha red (106, 108) de comunicaciones inalámbricas; y en el cual dicho dispositivo (104) de comunicación incluye medios para solicitar a dicha red (106, 108) de comunicación inalámbrica dicha información de dirección IP de red en respuesta a dicha información de movimiento en red.
Description
Invocación automática de un registro IP móvil en
una red de comunicación inalámbrica.
Esta invención se refiere, en general, al campo
de las comunicaciones inalámbricas. Más específicamente, la
presente invención se refiere a un procedimiento y un sistema
novedosos y mejorados, para invocar automáticamente a un
dispositivo terminal móvil a fin de iniciar el soporte de movilidad
IP en una red de comunicaciones inalámbricas.
Las innovaciones recientes en la comunicación
inalámbrica y en las tecnologías vinculadas con el ordenador, así
como el crecimiento sin precedentes de los abonados a Internet, han
allanado el camino para la informática móvil. En efecto, la
popularidad de la informática móvil ha exigido mayores demandas a la
infraestructura actual de Internet, a fin de proporcionar más apoyo
a los usuarios móviles. El pulso vital de esta infraestructura es
el Protocolo de Internet (IP), orientado a paquetes, que brinda
diversos servicios, incluyendo el direccionamiento y encaminamiento
de los paquetes (datagramas) entre redes de área local (LAN). El
protocolo IP se define en la Solicitud de Comentarios 791 (RFC 791)
titulada "INTERNET PROTOCOL - DARPA INTERNET PROGRAM PROTOCOL
SPECIFICATION" ["Protocolo Internet - Especificación del
protocolo del programa Internet de DARPA"], con fecha de
septiembre de 1981.
Heurísticamente, según el protocolo IP, los
datos se encapsulan en paquetes IP para su transmisión. La
información de direccionamiento y encaminamiento se adosa a la
cabecera del paquete. Las cabeceras IP contienen direcciones de 32
bits que identifican a los anfitriones transmisores y receptores.
Estas direcciones son utilizadas por encaminadores intermedios a
fin de seleccionar un camino a través de la red para el paquete,
hacia su destino último en la dirección indicada. Un concepto
básico del direccionamiento IP es que los prefijos iniciales de la
dirección IP pueden emplearse para las decisiones generalizadas de
encaminamiento. Estos prefijos contienen información geográfica
implícita acerca de la ubicación de un anfitrión específico en
Internet. En otras palabras, toda vez que cualquier encaminador en
Internet recibe un paquete que tiene una dirección IP de destino que
comienza por "129.46", el encaminador remite ese paquete en
una dirección específica, hacia la red de QUALCOMM, Inc. en San
Diego, California, EE UU. De esta manera, el protocolo IP permite
que los paquetes que se originan en cualquier nodo de Internet del
mundo sean encaminados hacia cualquier otro nodo de Internet en el
mundo, dado que el ente originador conoce la dirección IP del ente
de destino.
Idealmente, la informática móvil debería brindar
a los usuarios acceso transparente y sin fisuras a Internet, con
independencia de la hora y de su punto de conexión actual. El acceso
debería ser sin fisuras, en el sentido de que, según el usuario
móvil vaga o migra entre redes, hay conectividad continua en
Internet, sin ningún inconveniente ni diferencia perceptible para
el usuario móvil. El acceso debería ser transparente al usuario, de
forma tal que las aplicaciones no requieran ser recompiladas,
reconfiguradas, o reejecutadas según el usuario móvil vaga entre
diversas redes.
Los protocolos intrarred convencionales (p. ej.,
TCP/IP, IPX, Appletalk™, etc.) son, en el mejor de los casos,
torpes para gestionar los usuarios móviles que migran entre redes.
Esto es porque, según lo afirmado anteriormente, el plan de
direccionamiento IP utilizado para el encaminamiento por Internet
contiene inherentemente información geográfica. Si un usuario móvil
desea utilizar una dirección IP fija a fin de identificar su
terminal móvil, los paquetes IP destinados al usuario no se
encaminarán al terminal móvil cuando el terminal esté lejos de la
red correspondiente a la dirección IP fija (es decir, su red
"nativa"). Si el terminal intenta rectificar esto cambiando su
dirección, perderá toda la conectividad.
A modo de ejemplo, supongamos que un usuario
decide retirar su terminal móvil de su red "nativa" en
QUALCOMM, Inc., en San Diego, y conectarse con la red de la Universidad de Stanford en Palo Alto, California, manteniendo a la vez su dirección IP fija asignada por QUALCOMM. Convencionalmente, todo paquete IP destinado al terminal móvil seguirá encaminándose a la red de QUALCOMM en San Diego, debido a la información de ubicación geográfica implícita en la dirección IP fija del terminal móvil. Tales paquetes IP no se entregarán al terminal móvil mientras esté alejado de su red "nativa", a menos que se establezca algún mecanismo para remitir o encaminar los paquetes IP desde la red de QUALCOMM al punto de conexión actual del terminal móvil en la red de la Universidad de Stanford en Palo Alto.
QUALCOMM, Inc., en San Diego, y conectarse con la red de la Universidad de Stanford en Palo Alto, California, manteniendo a la vez su dirección IP fija asignada por QUALCOMM. Convencionalmente, todo paquete IP destinado al terminal móvil seguirá encaminándose a la red de QUALCOMM en San Diego, debido a la información de ubicación geográfica implícita en la dirección IP fija del terminal móvil. Tales paquetes IP no se entregarán al terminal móvil mientras esté alejado de su red "nativa", a menos que se establezca algún mecanismo para remitir o encaminar los paquetes IP desde la red de QUALCOMM al punto de conexión actual del terminal móvil en la red de la Universidad de Stanford en Palo Alto.
A fin de satisfacer la necesidad de acceso a
Internet transparente y sin fisuras, la Solicitud de Comentarios
2002 (RFC 2002), titulada "IP MOBILITY SUPPORT" ["Soporte de
movilidad IP"], con fecha de octubre de 1996, especifica
técnicas de protocolos a fin de lograr la remisión transparente de
paquetes IP a los terminales móviles, independientemente de su
punto específico de conexión. Utilizando estas técnicas de IP móvil,
cada terminal móvil está siempre identificado por su dirección IP
de red "nativa", independientemente de su punto actual de
conexión a Internet. Cuando el terminal móvil está situado dentro de
su red IP nativa, opera sin el empleo de técnicas de IP Móvil. Sin
embargo, al detectar el terminal móvil que ya no está operando
dentro de su red IP nativa, sino que está visitando una "red IP
ajena", obtiene una dirección "a la atención de" en la red
ajena, que proporciona la información de remisión necesaria a fin de
encaminar paquetes IP a su punto actual de conexión. Esta dirección
"a la atención de" puede ser ofrecida por un agente en la red
ajena, un "Agente Ajeno" (p. ej., un encaminador en la red
ajena), a través de su mensaje de Anuncio de Agente. Las técnicas
de IP móvil requieren que el terminal móvil envíe un mensaje de
Solicitud de Registro a un "Agente de Movilidad" a fin de
registrar una dirección deseada "a la atención de". Este Agente
de Movilidad puede bien ser un "Agente Nativo" (es decir, un
encaminador en la red nativa del terminal) o bien un "Agente
Ajeno", y es responsable de devolver una Respuesta de Registro
que concede o deniega la Solicitud de Registro. Si se concede, el
Agente Nativo remite los paquetes IP destinados al terminal móvil
utilizando una técnica llamada "tunelación IP". La tunelación
IP requiere que el Agente Nativo adose una nueva cabecera IP que
contiene la dirección "a la atención de" a todo paquete IP
recibido que tenga una dirección de destino correspondiente a la
dirección IP nativa del terminal móvil. Después de llegar a la
dirección "a la atención de", el Agente Ajeno en la dirección
"a la atención de" retira la cabecera de tunelación IP y
entrega el paquete IP al terminal móvil en su punto actual de
conexión a Internet.
De esta manera, el Protocolo Móvil de Internet
brinda soporte a los terminales móviles que vagan entre distintas
redes ajenas y que varían su punto de conexión a la red, sin tener
que cambiar la dirección IP del terminal móvil. Esta capacidad
tiene varias ventajas. En primer lugar, permite que otros nodos, en
otras partes de Internet, envían servicios "pasivos"
periódicos (p. ej., cotizaciones de bolsa, correo electrónico, etc.)
al terminal móvil, independientemente de la ubicación del terminal
móvil. Esto obvia la necesidad de que usuario móvil extraiga
activamente la información de su red nativa. En segundo lugar, el IP
Móvil permite que el terminal móvil se resitúe en distintas
subredes, con tanta frecuencia como se desee, sin que ninguno de los
participantes originarios tenga que mantenerse al tanto de a qué
subred está actualmente conectado el terminal móvil. En tercer
lugar, el Protocolo de Internet Móvil, por diseño, es compatible con
diversas redes y medios, lo que garantiza un acceso a Internet
transparente y sin fisuras. Por ejemplo, el Protocolo Internet Móvil
es capaz de brindar soporte al tráfico de paquetes generado por un
terminal móvil según viaja desde su segmento de red Ethernet nativa
hacia una red LAN inalámbrica ajena, sin ninguna interrupción
significativa en el servicio.
Según lo afirmado anteriormente, la tendencia
actual es que los usuarios móviles utilicen ordenadores móviles,
tales como ordenadores portátiles o de mano, conjuntamente con
dispositivos de comunicación inalámbrica, tales como los teléfonos
celulares o portátiles, a fin de acceder a Internet. En efecto,
igual que los usuarios emplean convencionalmente dispositivos de
comunicación "cableados" a fin de conectar sus ordenadores con
redes con base terrestre, los usuarios móviles utilizarán
dispositivos de comunicación inalámbrica, usualmente denominados
"estaciones móviles" (EM), a fin de conectar sus terminales
móviles con tales redes. Según se menciona aquí, "estación
móvil" o EM se referirá a cualquier estación abonada en la red
pública de radio inalámbrica que esté concebida para ser utilizada
en tránsito, o durante las paradas en puntos no especificados. Los
dispositivos EM incluyen unidades portátiles (p. ej., teléfonos
personales de mano) y unidades instaladas permanentemente en
vehículos (p. ej., unidades instaladas de teléfonos móviles), así
como teléfonos de bucle local inalámbrico (BLI).
La Fig. 1 (Técnica Anterior) ilustra un diagrama
en bloques de alto nivel de un sistema inalámbrico de comunicación
de datos en el cual el equipo terminal móvil, el dispositivo TE2 102
(p. ej., el terminal móvil, ordenador portátil o de mano) se
comunica con una Función Interoperativa (FIO) 108 por medio de un
sistema de comunicación inalámbrica. El sistema de comunicación
inalámbrica incluye un dispositivo de comunicación inalámbrica, el
dispositivo MT2 104, y un Centro 106 de Conmutación Estación
Base/Móvil (CCEB/M). En la Fig. 1, la FIO 108 funciona como el
punto de acceso a Internet. La FIO 108 está acoplada con, y a menudo
cosituada con, el CCEB/M 106, que puede ser una estación base
inalámbrica convencional, según lo que se conoce en la técnica. El
dispositivo TE2 102 está electrónicamente acoplado con el
dispositivo MT2 104, el cual, a su vez, se comunica
"inalámbricamente" con el CCEB/M 106 y la FIO 108. El
dispositivo TE2 102 y el dispositivo MT2 104 pueden integrarse en
una única unidad o bien pueden estar separados en una unidad
instalada de telefonía móvil, en la cual un portátil es el
dispositivo TE2 102 y el transceptor es el dispositivo MT2 104. La
combinación del dispositivo TE2 102 y el dispositivo MT2 104, ya
sea integrados o por separado, también se denomina un nodo
móvil.
Hay otros protocolos que abordan la comunicación
de datos entre el dispositivo TE2 102 y la FIO 108. Por ejemplo, el
Estándar IS-95 provisional de la Asociación de la
Industria de las Telecomunicaciones (TIA)/Asociación de Industrias
Electrónicas (EIA), titulado "MOBILE STATION-BASE
STATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE
WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEM" ["Estándar de
compatibilidad entre estaciones móviles y estaciones base para un
sistema celular de espectro extendido y banda ancha en modalidad
dual"] (editado en julio de 1993), proporciona, en general, un
estándar para los sistemas de comunicación inalámbrica de espectro
extendido de banda ancha. Además, el estándar TIA/EIA
IS-707.5, titulado "DATA SERVICE OPTIONS FOR
WIDEBAND SPREAD SPECTRUM SYSTEMS: PACKET DATA SERVICES"
["Opciones de servicios de datos para sistemas de espectro
extendido de banda ancha: servicios de datos en paquetes"]
(editado en febrero de 1998), define los requisitos para el soporte
de la capacidad de transmisión de datos en paquetes en sistemas de
espectro extendido de banda ancha según TIA/EIA
IS-95, de los cuales el CCEB/M 106 y la FIO 108
pueden ser parte. El estándar IS-707.5 especifica
un servicio portador de datos en paquetes que puede emplearse para
la comunicación entre el dispositivo TE2 102 y la FIO 108 a través
del CCEB/M 106. Proporciona procedimientos que pueden aplicarse a
múltiples servicios de datos en paquetes, incluyendo el servicio de
Protocolo Internet Móvil de la RFC 2002.
El estándar IS-707.5 también
introduce dos modelos de opciones de protocolo que proporcionan los
requisitos para los protocolos de comunicación en los enlaces entre
el dispositivo TE2 102 y el dispositivo MT2 104 (la interfaz Rm),
entre el dispositivo MT2 104 y el CCEB/M 106 (la interfaz Um), y
entre el CCEB/M 106 y la FIO 108 (la interfaz L). El primer modelo
de opción de protocolo, el Modelo de Retransmisión, representa la
situación en donde el enlace PPP existe entre el dispositivo TE2
102 y la FIO 108. En esta situación, el dispositivo MT2 104 se
comporta, sencillamente, como un tubo que transmite las tramas PPP
del dispositivo TE2 102 por la interfaz U_{M}, y las tramas de la
FIO 108 por la interfaz R_{M}. Por el contrario, el segundo modelo
de opción de protocolo, el modelo de Red, representa la situación
en donde existen dos enlaces PPP independientes entre el
dispositivo TE2 102 y el dispositivo MT2 104, así como entre el
dispositivo MT2 104 y la FIO 108. En este caso, el dispositivo MT2
104 es responsable de extraer de las tramas todo paquete PPP
recibido, y de recolocarlas en tramas antes de remitirlas a su
destino final. En este caso, es posible que el dispositivo MT2 104
sea responsable de diversos aspectos de la gestión de la movilidad y
de la gestión del direccionamiento de red.
La Fig. 2 (Técnica Anterior) es un diagrama de
las pilas del protocolo en cada entidad del Modelo de Retransmisión
del estándar IS-707.5. La Fig. 2 corresponde, a
grandes rasgos, a la Figura 1.4.2.1-1 del estándar
IS-707.5. En el extremo izquierdo de la figura hay
una pila de protocolo, mostrada en el formato vertical convencional,
que muestra las capas de protocolo que se ejecutan en el
dispositivo TE2 102. La pila de protocolo del TE2 se ilustra como
lógicamente conectada con la pila de protocolo del dispositivo MT2
104, por la interfaz Rm. El dispositivo MT2 104 se ilustra como
lógicamente conectado con la pila de protocolo del CCEB/M 106 por la
interfaz Um. La pila de protocolo del CCEB/M 106, a su vez, se
ilustra como conectada lógicamente con la pila de protocolo de la
FIO 108 por la interfaz L.
La operación ilustrada por la Fig. 2 es la
siguiente: una entidad 202 de protocolo de capa superior, tal como
un programa de aplicación ejecutándose en el dispositivo TE2 102,
tiene necesidad de enviar paquetes IP por Internet. Una aplicación
representativa puede ser un programa explorador de la red (p. ej.,
el Navegador Netscape, el Explorador de Internet de Microsoft,
etc.). El explorador de la red solicita un Localizador Universal de
Recurso (URL), tal como el HIPERENLACE
http://www.Qualcomm.com/. Un protocolo del Sistema de Nombres
de Dominio (DNS), también en los protocolos 202 de la capa
superior, traduce el nombre textual del anfitrión
www.Qualcomm.com a una dirección IP numérica de 32 bits. El
Protocolo de Transferencia de HiperTexto (HTTP), también un
protocolo 202 de la capa superior, construye un mensaje GET para el
URL solicitado, y también especifica que se empleará el Protocolo
de Control de Transmisión (TCP) para enviar el mensaje, y que el TCP
se utiliza para operaciones del
HTTP.
HTTP.
El protocolo TCP, también un protocolo 202 de la
capa superior, abre una conexión con la dirección IP especificada
por el DNS y transmite el mensaje GET del HTTP. El protocolo TCP
especifica que se utilizará el protocolo IP para el transporte de
mensajes. El protocolo IP, un protocolo 204 de la capa de red,
transmite los paquetes del TCP a la dirección IP especificada. El
Protocolo de Punto a Punto (PPP), un protocolo 206 de la capa de
enlace, codifica los paquetes IP/TCP/HTTP y los transmite por la
interfaz Rm, utilizando el protocolo 208 EIA-232 de
la capa de retransmisión, al puerto compatible con
EIA-232 en el dispositivo MT2 104. El protocolo PPP
se describe en detalle en la Solicitud de Comentarios 1661 (RFC
1661), titulada "THE
POINT-TO-POINT PROTOCOL (PPP)"
["El protocolo punto a punto (PPP)"], y se expone brevemente
más adelante.
El protocolo EIA-232 210 en el
dispositivo MT2 104 pasa el paquete PPP transmitido al Protocolo de
Enlace por Radio (RLP) 212, y luego al protocolo
IS-95 214, para su transmisión al CCEB/M 106 por la
interfaz Um. El protocolo RLP 212 se define en el estándar
IS-707.2, y el protocolo IS-95 se
define en el estándar IS-95 mencionado
anteriormente. Una pila complementaria del protocolo de la capa de
retransmisión en el CCEB/M 106, incluyendo la capa RLP 216 y la
capa IS-95 218, recibe los paquetes PPP por la
interfaz Um y los pasa al protocolo 220 de la capa de retransmisión
del MT2, por la interfaz L, hacia el protocolo 228 de la capa de
retransmisión de la FIO. El protocolo 212 de la capa de
retransmisión del MT2 y el protocolo 228 de la capa de
retransmisión de la FIO se describen en el estándar
IS-658 de TIA/EIA titulado, "DATA SERVICES
INTERWORKING FUNCTION INTERFACE STANDARD FOR WIDEBAND SPREAD
SPECTRUM DIGITAL CELLULAR SYSTEM" ["Estándar de la interfaz de
la función interoperativa de servicios de datos para un sistema
celular digital de espectro extendido de banda ancha"].
El protocolo PPP 226 en la capa de enlace de la
FIO descodifica los paquetes PPP del dispositivo TE2 102, y se
encarga de terminar la conexión PPP entre el dispositivo TE2 102 y
la FIO 108. Los paquetes descodificados se pasan desde el protocolo
PPP 226 al protocolo IP en los protocolos 224 de la capa de red de
la FIO 108 para su análisis, y el encaminamiento posterior a la
dirección IP especificada por el dispositivo TE2 102 en la cabecera
del paquete IP (es decir, en este caso, la dirección IP de
www.Qualcomm.com). Si hay tareas de protocolos de la capa
superior por llevar a cabo en la FIO 108, tal como el TCP, son
realizadas por los protocolos 222 de la capa superior.
Suponiendo que el destino último de los paquetes
IP generados por el dispositivo TE2 102 no sea la FIO 108, los
paquetes se remiten a través de los protocolos 224 de la capa de red
y los protocolos 227 de la capa de enlace de la FIO 108, hacia el
siguiente encaminador (no mostrado) en Internet. De esta manera, los
paquetes IP del dispositivo TE2 102 son transmitidos a través del
dispositivo MT2 104, el CCEB/M 106 y la FIO 108 hacia su destino
último señalado en Internet, proporcionando por ello servicios
inalámbricos de datos en paquetes para el dispositivo TE2 102 según
el modelo de retransmisión del estándar
IS-707.5.
Antes de que los paquetes del dispositivo TE2
102 lleguen a su destino, sin embargo, es imperioso que se
establezca primero la conexión del enlace de datos. Como se
especifica en la RFC 1661, esto requiere que cada extremo del
enlace punto a punto (es decir, el protocolo PPP 206 del TE2 y el
protocolo PPP 226 de la FIO) envíe primero paquetes PPP del
Protocolo de Control de Enlace (LCP) a fin de establecer, configurar
y probar la conexión del enlace de datos. Después de que el enlace
ha sido establecido por el LCP, el protocolo PPP 206 envía entonces
paquetes del Protocolo de Control de Red (NCP) para configurar los
protocolos de la capa de red (es decir, el protocolo IP 204 del TE2
y el protocolo IP 224 de la FIO). Después de que cada uno de los
protocolos de la capa de red ha sido configurado, pueden enviarse
paquetes de cada protocolo de la capa de red por el enlace entre
ellos.
EL protocolo NCP para IP en los enlaces PPP es
el Protocolo de Control de IP (IPCP). El IPCP se describe en
detalle en la Solicitud de Comentarios 1332 (RFC 1332), titulada
"THE PPP INTERNET PROTOCOL CONTROL PROTOCOL (IPCP)" ["El
protocolo de control del protocolo de internet del PPP (IPCP)"],
publicada en mayo de 1992. El IPCP es responsable de configurar,
habilitar e inhabilitar tanto el protocolo IP 204 del TE2 como el
protocolo IP 224 de la FIO, que se ejecutan en cada extremo del
enlace punto a punto.
El IPCP emplea mensajes de solicitud de
configuración que incluyen opciones de configuración de direcciones
IP. La porción de la opción de configuración proporciona un
mecanismo para negociar la dirección IP a utilizar por parte del
remitente de la Solicitud de Configuración (es decir, en este caso,
el dispositivo TE2 102). Específicamente, la opción de
configuración de la dirección IP permite al remitente de la
Solicitud de Configuración indicar la dirección IP deseada, ya sea
proponiendo una dirección IP o bien solicitando que su par (es
decir, en este caso, la FIO 108) proporcione una dirección IP
dinámica para el remitente. Si el remitente de la Solicitud de
Configuración fija en cero el campo de dirección IP de la opción de
configuración de dirección IP, su par proporcionará una dirección
IP dinámica, enviando un mensaje Configure-NAK (No
acuse de recibo de configuración) para la opción y devolviendo una
dirección IP válida. Si, en cambio, el remitente de la Solicitud de
Configuración especifica una dirección en el campo de dirección IP,
su par puede indicar que la dirección IP especificada es aceptable
enviando un mensaje Configure-ACK (Acuse de recibo
de configuración) para la opción.
Alternativamente, la Fig. 3 (Técnica Anterior)
es un diagrama de las pilas de protocolo en cada entidad del Modelo
de Red IS-707.5, que corresponde, a grandes rasgos,
a la Figura 1.4.2.2-1 del estándar. En la medida en
que el flujo del protocolo y los mecanismos del dispositivo TE2 102,
el CCEB/M 106 y la FIO 108 son similares a aquellos incluidos en
el Modelo de Retransmisión, según se ilustra en la Fig. 2, los
números de referencia permanecen iguales. Debido a que el modelo de
Red refleja situaciones en las cuales el dispositivo MT2 104 puede
ser responsable de la gestión de movilidad de paquetes y de la
gestión de direcciones de red, el dispositivo MT2 104 contiene
niveles adicionales de protocolo. Por ejemplo, después de recibir
los paquetes PPP desde el dispositivo TE2 102 por medio del
protocolo EIA-232 210, los paquetes se pasan a la
capa PPP_{U} 302, donde son extraídos de las tramas. Los paquetes
se remiten posteriormente hasta la capa IP 304. Para los paquetes
que están destinados a la FIO 108, dichos paquetes se devuelven a la
capa PPP_{R} 306, donde son reinsertados en tramas. De forma muy
similar a los paquetes en el Modelo de Retransmisión en esta etapa,
los paquetes se envían entonces al Protocolo de Enlace de Radio
(RLP) 212, y luego al protocolo IS-95 214, para su
transmisión al CCEB/M 106 por la interfaz Um.
Según lo presentado anteriormente, el estándar
IS-95 proporciona la especificación general para las
comunicaciones inalámbricas de espectro extendido de banda ancha.
El estándar IS-707.5 proporciona los requisitos para
los protocolos de comunicación en los enlaces entre un dispositivo
TE2 102 y una FIO 108, incluyendo los requisitos para las
interfaces Rm, Um y L. Además, como se ha mostrado anteriormente, la
RFC 1661 define el estándar para establecer, configurar y probar el
enlace de datos punto a punto, y la RFC 1331 estipula el estándar
PPP-IPCP que establece y configura el IP tanto para
el extremo del TE2 102 como para el extremo de la FIO 108 del
enlace punto a punto. Como tales, los estándares y protocolos
propuestos por los estándares IS-95 e
IS-707.5, y las solicitudes RFC 1661 y RFC 1331,
engarzan cuidadosamente y brindan amplio soporte a la funcionalidad
de los servicios del IP Móvil, según se define en la RFC 2002.
Dicho esto, es importante observar que ninguno
de estos estándares o protocolos, ni siquiera la RFC 2002 del IP
Móvil, proporciona un mecanismo para garantizar que el terminal
móvil o el dispositivo TE2 102 tome la acción adecuada cuando ha
desplazado su punto de conexión a la red. Específicamente, cuando un
terminal móvil, tal como un portátil, intenta inicialmente
conectarse a una red distinta a su red nativa (es decir, una red
ajena), la RFC 2002 proporciona una manera para que el portátil
invoque el procedimiento de registro del nodo de IP Móvil a fin de
garantizar que los datos destinados a la red nativa del portátil
sean encaminados al punto de conexión de la red ajena. Sin embargo,
si el portátil vaga más allá de los confines y límites de su punto
inicial de conexión a la red ajena, no hay ninguna garantía de que
el portátil sea notificado de que se ha desplazado. De hecho, el
único dispositivo consciente de que el portátil ha vagado hasta un
nuevo punto de conexión es el dispositivo MT2 104, donde el
dispositivo MT2 104 percibe esta información de movimiento en la
red por medio del tráfico de señalización desde la red
IS-95. Tal información de red es bien conocida en
la técnica, y se define en el precitado estándar
IS-95 TIA/EIA. Aunque el estándar
IS-95 no se expondrá en detalle, algunos ejemplos
de señalización portadora de información de movimientos de red
incluyen el registro de zonas de voz, la identificación de zonas de
paquetes, los cambios de identificador de sistema, los cambios de
identificador de red, la resincronización de paquetes PPP, etc.
Lo que se necesita es un procedimiento y sistema
que utilice la estación móvil o el dispositivo de comunicación
inalámbrica (es decir, el dispositivo MT2 104) para estimular
automáticamente al dispositivo terminal móvil (es decir, el
dispositivo TE2) para que reinicie el procedimiento de registro de
IP Móvil y actualice el terminal y el Agente Nativo con la
información relevante del punto de conexión a la red ajena.
Se llama la atención a un artículo de
Seneviratne, A. et al: "Cellular networks and mobile
Internet" ["Redes celulares e Internet móvil"], en Computer
Communications, NL, Elsevier Science Publishers BV, Amsterdam, vol.
21, nº 4, 15 de septiembre de 1998, páginas
1244-1255, que brinda un panorama de las redes
celulares y del Internet inalámbrico. Se centra en los problemas de
proporcionar servicios multimedios por estas redes, y destaca los
últimos desarrollos en el área. Esto se hace proporcionando
descripciones breves, y proporcionando abundantes referencias a
donde puede obtenerse la información relevante. El artículo consiste
en cuatro secciones principales, correspondientes a la disposición
en capas de los protocolos: la capa de enlace de datos inalámbricos
para sistemas celulares y para brindar apoyo a los multimedios en
estos entornos; la capa de red inalámbrica, esto es, el IP Móvil
necesario para brindar soporte a la movilidad en un medio de
Internet inalámbrico; la capa de transporte inalámbrico, esto es,
las extensiones del TCP de Internet; y la capa de aplicaciones
inalámbricas. Con respecto a los sistemas celulares, se presenta un
panorama de técnicas de acceso múltiple, aspectos de la
transmisión, y cuestiones de calidad de servicio en la capa de
enlace de datos de estos sistemas. La sección sobre la capa de red
inalámbrica proporciona una breve introducción a las tecnologías de
Internet, luego ilustra las deficiencias del actual Protocolo de
Internet (IP) para brindar soporte a aplicaciones
inalámbricas/móviles, y muestra cómo el nuevo protocolo IP Móvil
supera estas deficiencias, y cómo se gestiona la movilidad en estas
redes inalámbricas de Internet. La siguiente sección ataca el
problema de la comunicación fiable en la Internet inalámbrica, y
los problemas afines del TCP sobre el IP Móvil. La sección final se
centra en cuestiones de la capa de aplicación en datos
inalámbricos, esto es, el traspaso de comunicación y el desarrollo
de aplicaciones Web para ordenadores móviles.
Se llama adicionalmente la atención al artículo
de Perkins, C. E.; "Mobile Networking through Mobile IP"
["Redes Móviles a través del IP Móvil"], IEEE Internet
Computing, vol. 2, nº 1, 1998, páginas 58-69, que da
un panorama sobre el IP Móvil, sobre cómo funciona el IP Móvil y
sobre cómo afecta la movilidad a la pila del protocolo.
Según la presente invención, se proporcionan un
sistema para invocar automáticamente el registro de nodos móviles
en una red de comunicación inalámbrica, según lo estipulado en la
reivindicación 1, y un procedimiento para invocar la realización
del registro de nodos móviles en una red de comunicación inalámbrica
que incluye un dispositivo terminal, acoplado con un dispositivo de
comunicación, para transmitir y recibir datos paquetizados, según
lo estipulado en la reivindicación 2. Las realizaciones preferidas
de la invención se revelan en las reivindicaciones
dependientes.
La presente invención aborda la necesidad
identificada anteriormente proporcionando un sistema y un
procedimiento que permite que un dispositivo de comunicación
inalámbrica invoque automáticamente a un dispositivo terminal a fin
de llevar a cabo el registro de un nodo de IP Móvil cuando el
dispositivo terminal ha viajado fuera del ámbito de su red
actual.
Los sistemas y procedimientos, coherentes con
los principios de la presente invención según lo realizado y
descrito aquí a grandes rasgos, incluyen un dispositivo terminal
para transmitir y recibir datos paquetizados, y un dispositivo de
comunicación acoplado con el dispositivo terminal. El dispositivo de
comunicación monitoriza los datos paquetizados en busca de una
dirección del Protocolo de Internet (IP) contenida en una solicitud
de dirección IP. Si la solicitud de dirección IP es para una
dirección IP estática, el dispositivo de comunicación espera la
información de movimiento en la red. Basándose en la información
recibida de movimiento en la red, el dispositivo de comunicación
solicita información de direcciones de red. Al recibir la
información de direcciones de red, el dispositivo terminal inicia
entonces el registro del Nodo Móvil. Como resultado, el registro del
Nodo Móvil se invoca automáticamente toda vez que el dispositivo
terminal cambia su punto de conexión a la red.
Los dibujos adjuntos, que se incorporan a, y
constituyen una parte de esta Especificación, ilustran una
realización de la invención y, junto con la descripción, explican
los objetos, ventajas y principios de la invención. En los
dibujos:
La Fig. 1 (Técnica Anterior) es un diagrama en
bloques de alto nivel de un sistema de comunicación inalámbrica en
el cual un dispositivo terminal se conecta a Internet por medio de
un dispositivo de comunicación inalámbrica.
La Fig. 2 (Técnica Anterior) describe
esquemáticamente las pilas de protocolos en cada entidad del Modelo
de Retransmisión IS-707.5 de TIA/EIA.
La Fig. 3 es un diagrama de estados de alto
nivel que ilustra la operación de una realización de la presente
invención.
La siguiente descripción detallada de la
presente invención se refiere a los dibujos adjuntos que ilustran
realizaciones preferidas coherentes con esta invención. Otras
realizaciones son posibles, y pueden hacerse modificaciones a las
realizaciones sin apartarse del ámbito de la invención. Por lo
tanto, la siguiente descripción detallada no está concebida para
limitar la invención. En cambio, el ámbito de la invención está
definido por las reivindicaciones
adjuntas.
adjuntas.
El protocolo IP Móvil permite que un nodo móvil
(p. ej., un ordenador anfitrión o un encaminador) cambie su punto
de conexión IP entre una red y otra. El nodo IP, siendo móvil, es
capaz de cambiar su ubicación sin cambiar su dirección IP nativa
(permanente). La presente invención se aprovecha del protocolo IP
Móvil, así como de otros protocolos y estándares que gobiernan las
comunicaciones entre el dispositivo TE2 102, el MT2 104 y la FIO
108, a fin de determinar automáticamente la ocurrencia y el momento
en que el TE2 102 reinicia el registro del Nodo Móvil a fin de
mantener la conectividad de la capa de enlace. De esta manera, el
nodo de IP Móvil puede continuar comunicándose con otros nodos IP
en cualquier ubicación.
La presente invención está concebida para
brindar soporte a una movilidad transparente y sin fisuras para
usuarios de dispositivos habilitados para servicios de datos. Por lo
tanto, una realización preferida de la presente invención incluye
los dispositivos TE2 y MT2 102, 104, que contienen capacidades para
brindar soporte al IP Móvil.
Será inmediato para cualquiera someramente
versado en la técnica que la presente invención, según se describe
a continuación, puede implementarse en muchas realizaciones
distintas de software, firmware y hardware en cada una de las
entidades ilustradas en las figuras (es decir, el dispositivo TE2
102, el dispositivo MT2 104, el CCEB/M 106 y la FIO 108). Por
ejemplo, el dispositivo TE2 102 puede ser un ordenador portátil con
una unidad de procesamiento que ejecuta instrucciones de software
que cumplimentan el IP Móvil. De manera similar, el dispositivo MT2
104 puede contener una unidad de procesamiento que procesa la
información del dispositivo TE2 102 y la información de la red de
comunicaciones. El código efectivo de software o el hardware de
control utilizado para implementar la presente invención no es
limitador de la presente invención. De esta manera, la operación y
el comportamiento de la presente invención se describirá sin
referencia específica al código efectivo de software o a los
componentes de hardware, entendiéndose que una persona someramente
versada en la técnica sería capaz de diseñar software y hardware de
control para implementar la realización preferida de la presente
invención, basándose en la descripción aquí incluida.
La fig. 4 es un diagrama de estados de alto
nivel de la operación del dispositivo MT2 104 de la presente
invención. El dispositivo MT2 104 comienza en el estado 310
"ESPERAR NUEVA LLAMADA DE DATOS". En el estado 410, el
dispositivo MT2 104 no está actualmente en una llamada, pero está
esperando que el dispositivo TE2 102 origine una llamada. Las
llamadas terminadas por el móvil (es decir, aquellas donde el
dispositivo MT2 104 es llamado) no se consideran en este estado, ya
que suponen que al dispositivo MT2 104 ya se le ha asignado una
dirección IP, o bien que ya se ha registrado en el IP Móvil.
Cuando el dispositivo TE2 102 envía paquetes PPP
al dispositivo MT2 104, según la RFC 1661, el dispositivo MT2 104
lo interpreta como un intento de establecer una llamada de datos en
paquetes y, por lo tanto, inicia una llamada de datos. Esta llamada
de datos lleva al dispositivo MT2 104 al estado 420 "ESPERAR
SOLICITUD DE CONFIGURACIÓN IPCP DE TE2".
En el estado 420, el dispositivo MT2 104
simplemente espera que el dispositivo TE2 102 comience el proceso
de negociación de dirección IP, según lo prescrito en la RFC 1332.
Al enviar el dispositivo TE2 102 un mensaje de Solicitud de
Configuración de dirección IP, el dispositivo MT2 104 pasa al estado
430 "EXAMINAR SOLICITUD DE DIRECCIÓN IPCP".
Si la dirección solicitada por el dispositivo
TE2 102 es una dirección dinámica (es decir, la dirección IP
contiene sólo ceros), entonces no hay ninguna solicitud de soporte
de IP Móvil por parte del dispositivo TE2 102, y el dispositivo MT2
104 pasa al estado 470 "ESPERAR TERMINACIÓN DE LLAMADA". En
este estado, el dispositivo MT2 104 ignora esencialmente todo hasta
que la llamada termina. Una vez que la llamada ha terminado, el
dispositivo MT2 104 vuelve al estado 410 y espera una nueva llamada
de datos.
Si el campo de dirección IP en la Solicitud de
Configuración enviada por el dispositivo TE2 102 contiene una
dirección IP específica o estática (es decir, no nula), el
dispositivo MT2 104 pasa entonces al estado 440 "ESPERAR
ACUSE/RECHAZO DE CONFIGURACIÓN IPCP DE FIO".
En el estado 440, el dispositivo MT2 104 examina
los paquetes IPCP a fin de determinar cuál es la respuesta a la
Solicitud de Configuración, es decir, si la solicitud de dirección
IP estática hecha por el dispositivo TE2 102 ha sido aceptada por
la FIO 108 con un Acuse de Recibo de configuración. Si la solicitud
de dirección de IP estática hecha por el dispositivo TE2 102 es
denegada por la FIO 108, entonces el dispositivo MT2 104 vuelve al
estado 470, porque la llamada no puede ser una llamada de IP Móvil,
ya que al dispositivo TE2 no se le ha dado la dirección solicitada.
Así pues, el dispositivo MT2 104 simplemente ignora todas las
transacciones y espera que la llamada termine. Si la solicitud de
dirección IP estática hecha por el dispositivo TE2 102 es aceptada
por la FIO 108, entonces el dispositivo MT2 104 confirma que esta es
una llamada de datos de IP Móvil y pasa al estado 450 "ESPERAR
INDICACIÓN DE MOVIMIENTO".
En el estado 450, el dispositivo MT2 104 espera
indicaciones por parte de la red en cuanto a que el dispositivo TE2
104 se ha desplazado desde su anterior punto de conexión a la red.
Como se ha afirmado anteriormente, esta información de movimiento
en la red se extrae a través del tráfico de señalización desde la
red IS-95. Una vez que el dispositivo MT2 104
recibe indicaciones por la red en cuanto a que el dispositivo TE2
102 se ha movido, es decir, ha cambiado de redes, el dispositivo
MT2 104 pasa al estado 460 "ENVIAR SOLICITUD DE AGENTE".
En el estado 460, el dispositivo MT2 104 envía
un Mensaje de Solicitación a los Agentes Ajenos disponibles a fin
de explotar el mecanismo por omisión del Anuncio de Agente, según lo
esbozado en la RFC 2002 para IP Móvil. Según lo indicado por la
flecha de transición por respuesta del estado 460, el envío de este
Mensaje de Solicitación puede repetirse varias veces a fin de
prevenir su pérdida inadvertida y garantizar su recepción por parte
del Agente Ajeno.
Al hacer que el dispositivo MT2 104 envíe un
Mensaje de Solicitación, esta invención se aprovecha de la
infraestructura del IP Móvil según el Agente Ajeno, al recibir el
mensaje, es estimulado para enviar un Mensaje de Anuncio con una
dirección "a la atención de" en red ajena a la dirección IP del
dispositivo TE2 102. Conforme a la RFC 2002, el dispositivo TE2 102
observa que la dirección "a la atención de" ha cambiado y que
debe volver a registrar su dirección IP. Por ejemplo, si el
dispositivo TE2 102 determina que ha vuelto a su red nativa, el
dispositivo TE2 iniciará el procedimiento de anulación de registro
del nodo de IP Móvil con su Agente Ajeno. Sin embargo, si el
dispositivo TE2 102 detecta una "nueva" red ajena, procederá a
reiniciar el procedimiento de registro de nodo Móvil IP y a
establecer, en última instancia, una dirección "a la atención
de" en la nueva red ajena.
Esta invención, por lo tanto, proporciona un
sistema y un procedimiento que utiliza el dispositivo MT2 104 para
estimular automáticamente al dispositivo TE2 102 a reiniciar el
procedimiento de Registro de IP Móvil cuando el dispositivo TE2 102
ha viajado fuera de su actual punto de conexión a la red.
La descripción precedente de las realizaciones
preferidas de la presente invención brinda ilustración y
descripción, pero no está concebida para ser exhaustiva o para
limitar la invención a la forma precisa revelada.
Son posibles modificaciones y variaciones
coherentes con las anteriores revelaciones, o bien pueden
incorporarse a partir de la práctica de la invención. El alcance de
la invención está definido por las reivindicaciones y sus
equivalentes.
Claims (4)
1. Un sistema para invocar automáticamente el
registro de nodos móviles en una red de comunicación inalámbrica
(106, 108), comprendiendo dicho sistema:
un dispositivo (104) de comunicación para operar
una interfaz con dicha red (106, 108) de comunicación inalámbrica,
estando adaptado dicho dispositivo de comunicación para recibir
información de direcciones IP de red desde dicha red (106, 108) de
comunicación inalámbrica; y
un dispositivo terminal (102), acoplado con
dicho dispositivo (104) de comunicación, para transmitir y recibir
datos paquetizados, en el cual dicho dispositivo terminal (102) está
adaptado para iniciar el registro de nodos móviles en respuesta a
dicha información de dirección IP de red;
en el cual dicho dispositivo (104) de
comunicación incluye medios para monitorizar dichos datos
paquetizados transmitidos por dicho dispositivo terminal (102) en
busca de una dirección IP contenida en una solicitud de IP;
en el cual dicho dispositivo (104) de
comunicación está adaptado para recibir también información de
movimiento en red desde dicha red (106, 108) de comunicación
inalámbrica e incluye medios para esperar dicha información de
movimiento en red si dicha dirección IP solicitada es una solicitud
para una dirección estática y dicha solicitud de IP es aceptada por
dicha red (106, 108) de comunicaciones inalámbricas; y
en el cual dicho dispositivo (104) de
comunicación incluye medios para solicitar a dicha red (106, 108) de
comunicación inalámbrica dicha información de dirección IP de red
en respuesta a dicha información de movimiento en red.
2. Un procedimiento para invocar la realización
del registro de nodos móviles en una red (106, 108) de comunicación
inalámbrica que incluye un dispositivo terminal (102), acoplado con
un dispositivo (104) de comunicación, para transmitir y recibir
datos paquetizados, comprendiendo dicho procedimiento las etapas
de:
operar una interfaz entre dicho dispositivo
(104) de comunicación y dicha red (106, 108) de comunicación
inalámbrica;
solicitar, por dicho dispositivo (104) de
comunicaciones, información de direcciones IP de red a dicha red
(106, 108) de comunicación inalámbrica;
recibir, por dicho dispositivo (104) de
comunicación, información de direcciones IP de red desde dicha red
(106, 108) de comunicación inalámbrica; e
iniciar, por dicho dispositivo terminal (102),
el registro de nodos móviles en respuesta a dicha información de
direcciones IP de red recibida por dicho dispositivo (104) de
comunicación.
3. El procedimiento de la Reivindicación 2, que
incluye adicionalmente,
monitorizar, por dicho dispositivo (104) de
comunicación, dichos datos paquetizados transmitidos, en busca de
una dirección IP contenida en una solicitud de dirección IP, y
esperar, por parte de dicho dispositivo (104) de
comunicación, información de movimiento en red si dicha solicitud
de dirección IP es de una dirección IP estática.
4. El procedimiento de la Reivindicación 3, en
el cual dicha etapa de solicitación se realiza en respuesta a dicha
información recibida de movimiento en red.
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