ES2288939T3 - Arquitectura y encaminamiento de paquetes en una red de tipo multiportador. - Google Patents
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Abstract
Método para encaminar paquetes de datos (DP) hacia un nodo móvil (MN) desde su nodo corresponsal (CN), a través de una red de múltiples portadores, o MBN, de manera que la red de múltiples portadores proporciona múltiples tipos diferentes de portadores para la entrega de los paquetes de datos, en el que la MBN comprende por lo menos una red portadora de enlace ascendente (GSM, GPRS, UMTS), por lo menos una red portadora de enlace descendente (DxB), y una red troncal (BB) que comprende un conjunto de nodos de control de acceso (MAC), un conjunto de nodos de soporte de servicio (SSN), un conjunto de unidades de interfaz (IU), y unos medios de pasarela (BG/FW) hacia una red IP (IPN); en el que la MBN comprende además o está acoplada operativamente a un agente propio (HA, HAN), caracterizado porque se recibe y mantiene, en el conjunto de nodos de soporte de servicio (SSN), información de disponibilidad de recursos (RR12) referente a dicha por lo menos una red portadora de enlace descendente (DxB); se recibe y mantiene, en el conjunto de nodos de soporte de servicio (SSN), información de preferencia de abonado (QMTC) referente al nodo móvil; se mantiene, en el conjunto de nodos de soporte de servicio (SSN), información de políticas de tráfico (THPT) referente a la MBN; en un controlador de políticas de tráfico (TPC) centralizado comprendido en el conjunto de nodos de soporte de servicio (SSN), se genera una tabla de encaminamiento (ACAL) basándose en la información de preferencia del abonado (QMTC), la información de políticas de tráfico (THPT) y los datos de disponibilidad de recursos (RR12), y se usa la tabla de encaminamiento (ACAL) para encaminar (SS26) uno o unos pocos paquetes de datos iniciales de una sesión nueva desde el nodo corresponsal (CN) al nodo móvil (MN); se realiza una actualización de vinculación entre el nodo móvil (MN) y el nodo corresponsal (CN); se almacena una dirección (202) asociada al controlador de políticas de tráfico (TPC) centralizado como la dirección de auxilio del nodo móvil en su agente propio (HA); se encamina (SS4, SS6) un paquete de datos inicial a través del agente propio y el controlador de políticas de tráfico centralizado hacia una unidad de interfaz de la red portadora (DL_IU) que presta servicio al nodo móvil; en respuesta a dicho encaminamiento, se almacena una dirección (214) de la unidad de interfaz de la red portadora como la dirección de auxilio del nodo móvil en el nodo corresponsal (CN); en respuesta a dicha actualización de vinculación, se encaminan (SS32, SS34, SS42) paquetes de datos subsiguientes directamente desde el nodo corresponsal (CN) hacia la unidad de interfaz de la red portadora (DL_IU), con lo cual dichos paquetes de datos subsiguientes eluden al agente propio (HA) y al controlador de políticas de tráfico centralizado.
Description
Arquitectura y encaminamiento de paquetes en una
red de tipo multiportador.
La presente invención se refiere a la gestión
del tráfico en una red de datos por paquetes de múltiples
portadores. Una red de múltiples portadores, o una MBN, es una red
que tiene la capacidad de transportar un paquete de datos a través
de uno de entre varios portadores alternativos. De forma más
precisa, la expresión "red de múltiples portadores" debería
interpretarse con el significado de una "red de tipo
multiportador", o en otras palabras, una disposición de red que
proporciona múltiples tipos diferentes de portadores para la entrega
de paquetes de datos. Uno de los ejemplos de una MBN es un concepto
conocido como MEMO (Entorno Multimedia para Móviles), consultar
referencia 1. Adicionalmente, la MBN soporta la movilidad de
terminales de abonado. Uno de los ejemplos de movilidad de los
terminales es la movilidad IP (Protocolo de Internet), la cual es
el asunto tratado en la norma RFC2002 y en el Proyecto de Internet
"Mobility Support in IPv6", de C. Perkins y D. Johnson,
con fecha de 28 de octubre de 1999, del Grupo de Trabajo de
Ingeniería de Internet (IETF). El protocolo de la capa de red que
se debe usar en la invención, IPv6, se describe en los documentos
RFC-2460: "Internet Protocol, Version 6 (IPv6)
Specification" y RFC-2373: "IP Version 6 Addressing Architecture". El estado de estos
proyectos de Internet es "trabajo en curso".
Uno de los problemas genéricos que subyace tras
la invención es que el concepto MEMO es muy limitado. El mismo
únicamente contempla un tipo de portador de enlace ascendente, a
saber, el GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles), y un
tipo de portador de enlace descendente, a saber, el DAB
(Radiodifusión de Audio Digital). En el contexto de la presente
solicitud, "enlace ascendente" significa desde el nodo móvil MN
al nodo corresponsal CN y "enlace descendente" significa la
dirección inversa.
El documento
WO-A-99 31846 da a conocer un método
para encaminar datos hacia un nodo móvil, comprendiendo el método
el mantenimiento de información de alcanzabilidad sobre un nodo
móvil, y la fijación de un destino al cual se van a enviar datos
recibidos en el caso de que el nodo móvil sea inalcanzable.
El documento
WO-A-99 31853 da a conocer un método
para encaminar datos hacia un nodo móvil, comprendiendo el método
la determinación de ubicaciones de nodos agentes, y la transmisión
de unidades de datos sucesivas a partir de un flujo continuo de
unidades de datos destinado al nodo móvil hacia nodos diferentes de
entre los nodos agentes.
Resulta ventajoso mantener el volumen de los
mensajes de señalización al nivel más bajo posible, y según el D3,
esta situación se logra a través de un proxy conocido como cuidador
(care-taker) (CT) que mantiene al nodo móvil
informado sobre cambios en los mensajes de trayectoria de las
sesiones activas.
El documento
WO-A-00 45560 (técnica anterior bajo
el Art. 54(3) CPE) describe una red de datos móvil pública
de acceso en la cual se usa un modelo de agentes propios/agentes
foráneos en el que los agentes propios y foráneos transfieren
paquetes de datos sobre la red a través de un túnel. Las direcciones
de la red propia sirven como direcciones IP que se reasignan
dinámicamente a caminos por conmutación de etiquetas a medida que
el nodo móvil se desplaza de un agente foráneo a otro.
El documento
EP-A-1 047 244 (técnica anterior
bajo el Art. 54(3) CPE) da a conocer un método para
configurar una sesión QoS entre un modo móvil y un nodo
corresponsal. En el método, se modifica una dirección de origen de
los paquetes IP provenientes del nodo móvil para identificar la
dirección del nodo móvil en una red foránea. La dirección de origen
de los paquetes IP se puede modificar en la red foránea. La
dirección de origen se puede modificar adicionalmente, en la red
corresponsal, a la dirección propia del modo móvil.
La ampliación del concepto MEMO a múltiples
tipos alternativos de portadores de enlace ascendente y/o de enlace
descendente provoca más problemas específicos. Uno de los problemas
específicos es cómo seleccionar un portador óptimo para cada
paquete de datos en situaciones diferentes en una MBN. Los paquetes
de datos presentan diferentes requisitos de calidad de servicio.
Las situaciones pueden variar debido a que el abonado se desplaza o
a que la carga de la red cambia. Otro de los problemas específicos
es cómo encaminar el tráfico hacia el nodo móvil a través del
portador seleccionado y diseñar unos elementos de red y una
arquitectura MBN adecuados.
El objetivo de la invención consiste en
proporcionar métodos y equipos para resolver el problema específico
relacionado con la selección de portadores en una MBN.
Este objetivo se alcanza como un método y un
equipo los cuales están caracterizados por los aspectos que se dan
a conocer en las reivindicaciones independientes adjuntas. En las
reivindicaciones subordinadas adjuntas se dan a conocer formas de
realización preferidas de la invención.
Según la invención, en un conjunto de nodos de
soporte de servicio se reciben y mantienen una información de
disponibilidad de recursos referente a una red portadora de enlace
descendente y una información de preferencia de abonado referente a
un nodo móvil. El conjunto de nodos de soporte de servicio mantiene
también una información de política de tráfico referente a una red
de múltiples portadores. En un controlador centralizado de política
de tráfico, se genera una tabla de encaminamiento basándose en la
información de preferencia de abonado, la información de política
de tráfico y los datos de disponibilidad de recursos, y la tabla de
encaminamiento se usa para encaminar uno o algunos paquetes de
datos iniciales de una sesión nueva desde el nodo corresponsal al
nodo móvil. Se realiza una actualización de vinculación entre el
nodo móvil y el nodo corresponsal, y una dirección asociada al
controlador centralizado de política de tráfico se almacena como la
dirección de auxilio del nodo móvil en su agente propio. Un paquete
de datos inicial se encamina a través del agente propio y del
controlador centralizado de políticas de tráfico hacia una unidad de
interfaz de la red portadora que presta servicio al nodo móvil. En
respuesta al encaminamiento, en el nodo corresponsal se almacena
como dirección de auxilio del nodo móvil una dirección de la unidad
de interfaz de la red portadora. En respuesta a la actualización de
vinculación, los paquetes de datos subsiguientes se encaminan
directamente desde el nodo corresponsal a la unidad de interfaz de
la red portadora de tal manera que los paquetes de datos
subsiguientes eluden al agente propio y al controlador centralizado
de políticas de tráfico.
La invención se basa en una distribución
novedosa de las funciones dentro de una MBN. Las funciones se
distribuyen entre cuatro nodos o conjuntos de nodos principales.
Adicionalmente, la MBN comprende una red troncal física o virtual.
Un primer conjunto de nodos, denominados nodos de control de acceso,
concede o rechaza derechos de usuario dentro de la MBN. Este
conjunto almacena además información de preferencia de abonados.
Un segundo conjunto de nodos, denominados nodos
de administración base, comprende una unidad de registro base (HRU)
para almacenar información de registro y preferencia de abonados,
tal como información de derechos de acceso. Por ejemplo, un abonado
puede ser un abonado nacional y no pagar por ningún soporte de
desplazamiento itinerante. Otro de los usuarios puede elegir el
soporte de desplazamiento itinerante en las principales ciudades
europeas. Las opciones disponibles dependen totalmente de los
proveedores de servicio. El conjunto de nodos HAN comprende también
un agente propio MBN (MHA), el cual es una versión especial de un
agente propio. El mismo soporta a un nodo móvil que use una
dirección IP especificada por la MBN como sus direcciones propias.
Cada abonado MN que se haya registrado para el servicio MBN dispone
de una entrada en la HRU de la red propia. Una MBN presta servicio
a sus abonados con independencia de qué dirección IP se use como la
dirección propia del nodo móvil para comunicarse con el nodo
corresponsal.
Uno de los conceptos clave en el protocolo IP
móvil es el agente propio (HA). Para cada nodo móvil, se dispone de
un agente propio. El agente propio es una entidad de encaminamiento
en la red propia de un nodo móvil la cual tuneliza paquetes para
ser entregados al nodo móvil cuando el mismo se encuentre alejado de
su red propia, y mantiene información de ubicación actual para el
nodo móvil. El agente propio es conocido de por sí por los expertos
en la materia. No obstante, la invención también se basa
parcialmente en la idea de que la función del agente propio se
complementa con una unidad de registros base (HRU) la cual es una
entidad independiente con respecto al agente propio. La separación
de la unidad de registros base con respecto al agente propio
permite una mayor libertad en el posicionamiento del agente propio.
En otras palabras, el agente propio se puede localizar virtualmente
en cualquier red, y el nodo móvil puede usar su propia dirección IP
en lugar de la correspondiente proporcionada por la MBN. De este
modo, se permite que un nodo móvil use bien una dirección IP
proporcionada por la MBN o bien una dirección IP proporcionada por
alguna otra red. Si el nodo móvil usa una dirección IP
proporcionada por la MBN como su dirección propia para comunicarse
con su nodo corresponsal, el MHA actúa como el agente propio del
nodo móvil. Si el MN usa una dirección IP proporcionada por, por
ejemplo, una red empresarial, el agente propio en dicha red es el
agente propio del nodo móvil.
Un tercer conjunto de nodos, denominados nodos
de soporte de servicio (SSN), se encuentra a cargo del control
centralizado de las políticas de tráfico, la gestión de la movilidad
y las decisiones de reserva de recursos. El conjunto de nodos SSN
controla también los inicios de sesiones y encamina el(los)
primer(os) paquete(s) de sesiones nuevas.
Normalmente, el conjunto de nodos SSN no encamina los paquetes
subsiguientes de las sesiones activas. En cambio, el nodo móvil
actualiza su vinculación de movilidad con su nodo corresponsal, tras
lo cual el tráfico elude a los nodos SSN. Por alguna razón, puede
que un nodo móvil no desee enviar un mensaje de actualización de
vinculación de movilidad. En este caso, los nodos SSN encaminan todo
el tráfico hacia el nodo móvil.
Los nodos de soporte de servicio (SSN)
comprenden un controlador de políticas de tráfico (TPC) dentro de la
red troncal. Posteriormente en la presente solicitud, la expresión
controlador de políticas de tráfico se abrevia con frecuencia a
"controlador de tráfico". El controlador (de políticas) de
tráfico toma decisiones centralizadas sobre la política de
encaminamiento aunque no encamina él mismo todos los paquetes.
Únicamente encamina el primer paquete o los primeros pocos paquetes
de una sesión nueva y ayuda a otros elementos de la red a
comunicarse directamente entre ellos. Los nodos SSN comprenden
también una unidad de coordinación de recursos (RCU) a partir de la
cual el TPC comprueba la disponibilidad de recursos antes de tomar
decisiones sobre la asignación del tráfico. El controlador de
tráfico solicita también a la unidad de coordinación de recursos
que reserve recursos para un flujo cuando sea necesario (para un
servicio garantizado). Por otra parte, el controlador de tráfico
selecciona un portador de enlace descendente basándose en el flujo
de tráfico o/y la clase de tráfico. El conjunto de nodos SSN
también comprende una unidad de gestión de movilidad (MMU) la cual
soporta al nodo móvil en
\hbox{traspasos dentro de un área TPC
y entre dos áreas TPC.}
Preferentemente, el TPC, la RCU y la MMU están
acoplados de forma íntima o dentro del mismo elemento de red. Esto
significa que el nodo móvil no se satura con el direccionamiento de
estas funciones por separado. En su lugar, estas funciones
comparten una dirección IP común, y el MN se comunica con el TPC el
cual distribuye información originada en el MN con la RCU y la
MMU.
Cada controlador de políticas de tráfico (TPC)
tiene un área de responsabilidad. A dicha área se le denominará
área TPC. El área TPC comprende las células que difunden de forma
general la dirección IP del TPC u otro identificador TPC exclusivo.
Como el tamaño de las células varía y las células se superponen
parcialmente, el área TPC no dispone de una frontera geográfica
claramente definida, y un nodo móvil puede estar ubicado
geográficamente en dos o más áreas TPC vecinas simultáneamente. No
obstante, el nodo móvil se puede registrar con (es decir, puede ser
alcanzable a través de) un TPC en cualquier momento. En dicha
situación, el nodo móvil selecciona el TPC que controla la célula
con la mejor calidad de señal. Por otra parte, es probable que el
área de un cierto TPC sea diferente entre las diversas redes
portadoras. En otras palabras, el área TPC para la DVB es diferente
con respecto al área TPC para la DAB.
Un cuarto conjunto de nodos, denominados
unidades de interfaz (IU), actúa como interfaces para las diversas
redes portadoras. La función principal de las unidades de interfaz
es encapsular paquetes IP en protocolos adecuados para la red
portadora en cuestión, y controlar el tráfico entrante para una red
portadora o una célula de difusión general. La unidad de interfaz
de una célula de difusión general también monitoriza y controla el
uso de los recursos e informa sobre la disponibilidad de los
recursos a los nodos SSN.
Cada unidad de interfaz (IU) en dirección a las
redes portadoras de difusión general comprende o está acoplada
íntimamente a una unidad de gestión de recursos (RMU). La RMU
controla la asignación de recursos físicos en cada célula que se
encuentre bajo su control. También actúa como una entidad par de la
unidad de coordinación de recursos para responder a solicitudes de
asignación de recursos. Más específicamente, la RCU toma decisiones
en relación con la asignación de recursos aunque la RMU establece
correspondencias de cada flujo de datos con uno o más canales
físicos o lógicos de la estación específica de difusión general.
Los portadores incluyen un primer conjunto de
portadores bidireccionales. Entre los ejemplos de portadores
bidireccionales se encuentran redes móviles por conmutación de
circuitos, tales como el GSM (Sistema Global para Comunicaciones
móviles), y redes móviles por conmutación de paquetes, tales como el
GPRS (Servicio General de Radiocomunicaciones por Paquetes), y
redes móviles de tercera generación, tales como el UMTS (Sistema de
Telecomunicaciones Móviles Universales), las cuales ofrecen
portadores tanto por conmutación de circuitos como por conmutación
de paquetes. Los portadores incluyen también un segundo conjunto de
portadores unidireccionales. Entre los ejemplos de portadores
unidireccionales se encuentran la radiodifusión de audio digital
(DAB) y la radiodifusión de vídeo digital (DVB). Al conjunto de
portadores unidireccionales se le puede denominar también
portadores de difusión general, y al conjunto de portadores
bidireccionales se le puede denominar también portadores de
difusión no general.
Una red de múltiples portadores según la
invención comprende una red troncal la cual se basa preferentemente
en el IPv6 (Protocolo de Internet versión 6) con soporte de
movilidad. La red troncal dispone de nodos de pasarela de frontera
en dirección a Internet y de unidades de interfaz (IU) en dirección
a las diversas redes portadoras.
La invención proporciona soporte de movilidad en
una MBN de una manera elegante. Se dispone de un primer conjunto de
nodos centralizados de control de acceso, un segundo conjunto de
nodos centralizados de control (de políticas) de tráfico y un
tercer conjunto de nodos de interfaz para cada red portadora. El
nodo móvil y su nodo corresponsal no se saturan con el
direccionamiento de cada nodo o funcionalidad por separado. Para
acceder a servicios dentro de la MBN, al nodo móvil se le requiere
únicamente que disponga de ciertos derechos en una red portadora
bidireccional (de enlace ascendente).
La invención se describirá con mayor detalle a
partir de las formas de realización preferidas haciendo referencia
a los dibujos adjuntos en los cuales:
la Figura 1 es un diagrama de bloques que
ilustra una arquitectura global de la red;
la Figura 2 ilustra el direccionamiento dentro
de la MBN;
la Figura 3 muestra una tabla de políticas de
gestión de tráfico THPT;
la Figura 4 muestra una tabla de establecimiento
de correspondencias QMTC para establecer una correspondencia de la
QoS (Calidad de Servicio) del encabezamiento IP de un paquete con
una clase de tráfico dentro de la MBN;
la Figura 5 muestra una lista ACAL de la
dirección de auxilio disponible del nodo móvil;
la Figura 6 es un diagrama de señalización que
ilustra el registro y la reserva de recursos;
la Figura 7 es un diagrama de señalización que
ilustra el inicio de una sesión;
la Figura 8 ilustra una arquitectura de
microcélulas para redes DxB; y
la Figura 9 ilustra las diversas estructuras de
datos usadas en el sistema mostrado en la Figura 8.
La Figura 1 es un diagrama de bloques que
ilustra una arquitectura global de la red. El símbolo de referencia
MN indica el nodo móvil. El símbolo de referencia CN indica el nodo
corresponsal del nodo móvil, el cual es un anfitrión o servidor con
el cual se está comunicando el nodo móvil. El nodo móvil MN se
comunica con su nodo corresponsal CN a través de una red de
múltiples portadores MBN la cual ofrece varios portadores
alternativos para un paquete de datos DP. La MBN comprende una red
troncal física o virtual (BB). El nodo móvil MN puede comunicarse
con varias redes portadoras BN. Las redes portadoras comprenden por
lo menos una red portadora bidireccional (en este ejemplo: GSM,
GPRS o UMTS) y por lo menos una red portadora unidireccional o de
difusión general (en este ejemplo: DAB y DVB). A la DAB y la DVB se
les hace referencia normalmente como DxB. Las redes DxB son los
portadores principales para el tráfico de enlace descendente. El
nodo móvil usa los portadores bidireccionales (de enlace
ascendente) principalmente para acceder a los servicios de la MBN,
aunque algunos portadores bidireccionales, más particularmente el
UMTS, se pueden usar para el tráfico de enlace descendente con una
velocidad moderadamente alta. Para una mayor claridad, las redes
portadoras se muestran diferenciadas en la Figura 1, aunque en
realidad las mismas se superponen geográficamente, y un nodo móvil
puede tener acceso a todas las redes portadoras al mismo tiempo.
Las redes portadoras BN son conocidas de por sí por los expertos en
la materia, y especialmente las redes portadoras bidireccionales se
pueden tratar en gran parte como cajas negras.
Cada paquete de datos DP comprende un
encabezamiento H y una parte de carga útil PL. De forma más precisa,
un paquete de datos tiene típicamente varios encabezamientos uno
dentro de otro, ya que cada capa de protocolo inserta su propio
encabezamiento. No obstante, cada capa de protocolo gestiona
únicamente su propio encabezamiento, y para describir la invención
normalmente basta con un modelo con solamente un encabezamiento de
la capa de red. El encabezamiento indica, de forma directa o
indirecta, un requisito de calidad de servicio QoS para el paquete
de datos. Uno de los ejemplos de una indicación QoS directa es un
caso en el que un encabezamiento de un paquete de datos incluye un
parámetro del cual se establece o se puede establecer directamente
una correspondencia con un parámetro de requisito de calidad de
servicio. Uno de los ejemplos de una indicación QoS indirecta es un
caso en el que un encabezamiento de un paquete de datos (Protocolo
de Control de Transmisión) indica un número de puerto el cual a su
vez indica el requisito QoS. Debería entenderse que la expresión
"calidad de servicio" es una expresión muy genérica que indica
ciertas características de transmisión solicitadas o negociadas,
tales como la velocidad binaria, el retardo máximo y/o la
probabilidad de pérdida de paquetes. Dependiendo del protocolo
concreto usado, la calidad de servicio viene indicada por o tiene
una correspondencia con uno (o más) de los campos adecuados
existentes, tales como el campo de Clase de Tráfico del IPv6. La
expresión "clase de tráfico" se usa para referirse en conjunto
a los campos que se usan para indicar el requisito de calidad de
servicio.
En la disposición mostrada en la Figura 1, la
MBN se comunica con la CN a través de una Red IP IPN, tal como
Internet o una intranet/extranet. Un nodo de pasarela de frontera BG
comunica mediante interfaz la MBN con la red IP IPN. La pasarela de
frontera BG es típicamente un encaminador sencillo (aunque
suficientemente potente) el cual incluye preferentemente una
función de cortafuegos FW. Una red troncal BB combina las diferentes
redes portadoras BN. La red troncal puede ser la red interna del
operador MBN. Uno de los ejemplos físicos de una red troncal es una
red de área local de alta velocidad o una red de área extensa. La
red troncal BB se basa en el IPv6 (Protocolo de Internet versión 6)
o en una versión posterior, con soporte de movilidad.
En un sistema como el mostrado en la Figura 1,
el conjunto de nodos de control de acceso se implementa como un
centro de autenticación MAC de la MBN, el cual proporciona una
concesión o denegación centralizadas de los derechos del nodo móvil
a servicios a través de la red troncal BB. El MAC almacena también
información de preferencia de abonados relacionada con el nodo
móvil.
Un segundo nodo o conjunto de nodos, denominados
HAN (nodos de administración base), complementa la función del
agente propio IP móvil. Los nodos HAN comprenden una unidad de
registros base (HRU) para almacenar información de registros y
preferencia de abonados, tal como información de derechos de acceso.
Los nodos HAN comprenden además un agente propio MBN (MHA), el cual
es una versión especial del agente propio. La separación de la
unidad de registros base con respecto al agente propio permite una
mayor libertad en el posicionamiento del agente propio. El agente
propio se puede localizar virtualmente en cualquier red, y el nodo
móvil puede usar su propia dirección IP en lugar de la
correspondiente proporcionada por la MBN. Por lo tanto, en el
ejemplo mostrado en la Figura 1, el agente propio HA del nodo móvil
MN se encuentra en la red empresarial CNW del MN.
El agente propio HA es un concepto clave en el
protocolo IP móvil. Por cada nodo móvil, existe un agente propio.
El agente propio es una entidad de encaminamiento de una red propia
de un nodo móvil la cual tuneliza paquetes para entregarlos al nodo
móvil cuando el mismo se encuentra alejado de su red propia, y
mantiene información de ubicación actual para el nodo móvil.
Tuneliza datagramas para entregarlos a, y extrae datagramas de
túneles de, un nodo móvil cuando este último se encuentra alejado
de su red propia.
La unidad de registros base HRU almacena la
información de registros de usuario, tal como una Lista de Permisos
de Acceso (APL, ver Figura 6) la cual indica los derechos del MN en
cada BN. La HRU almacena también la información de preferencia del
abonado, la cual indica qué calidad de servicio requiere el abonado
de diversas aplicaciones (o para clases específicas de tráfico
entrante). Uno de los ejemplos de dicha información de preferencia
es la tabla QMTC mostrada en la Figura 4. La HRU de un MN visitante
se puede ubicar en una MBN diferente. En tal caso, la HRU de la MBN
visitada puede consultar a la HRU de la MBN propia del MN. Si la
política de gestión de tráfico de la red propia del MN difiere con
respecto a la política de la red visitada, la HRU debería adaptar
de forma correspondiente la información de preferencia, de manera
que el usuario reciba la calidad de servicio esperada.
Un tercer conjunto de nodos, denominados SSN
(nodos de soporte de servicio), proporciona una administración y
distribución centralizadas de políticas de tráfico (ver Figuras 3 y
4). El conjunto de nodos SSN combina la información de preferencia
de abonado específica del MN y la información de políticas
específica del operador en una política de gestión de tráfico
específica del MN la cual es usada por el conjunto de nodos SSN para
tomar decisiones referentes a la selección de células y/o canales.
La política de gestión de tráfico específica del MN se distribuye
también en los nodos de interfaz que encaminan los paquetes de
sesiones activas. La misma puede encaminar el(los)
primer(os) paquete(s) de datos de sesiones nuevas
aunque no encamina paquetes de datos subsiguientes de sesiones
activas si el MN envía su información de vinculación de movilidad
actualizada hacia la CN. El conjunto de nodos de control de tráfico
soporta también la gestión centralizada de la movilidad con vistas
a gestionar la movilidad del nodo móvil dentro de las redes
portadoras de enlace descendente DxB, y toma decisiones
centralizadas sobre la reserva de recursos dentro de las redes
portadoras de enlace descendente. En la disposición mostrada en la
Figura 1, el conjunto de nodos SSN comprende un controlador (de
políticas) de tráfico TPC. Cada controlador de tráfico comprende o
está acoplado íntimamente a una unidad de coordinación de recursos
RCU y a una unidad de gestión de movilidad MMU.
Un cuarto conjunto de nodos, denominados
unidades de interfaz IU, actúa como interfaces hacia las redes
portadoras BN. Los nodos IU efectúan también las decisiones sobre
la reserva de recursos en las redes portadoras de enlace
descendente DxB. En la Figura 1, las unidades de interfaz se han
etiquetado con xx_IU, en la que "xx" es la red portadora
correspondiente. De forma más precisa, la red troncal BB tiene
preferentemente una (o más) unidad de interfaz en dirección a cada
una de las redes portadoras que disponga de un soporte de movilidad
inherente (GSM, GPRS y UMTS) y una unidad de interfaz en dirección
a cada una de las células en una red portadora que no disponga de
soporte de movilidad inherente (DxB). Cada unidad de interfaz DxB
comprende o está acoplada íntimamente a una unidad de gestión de
recursos (RMU).
El nodo móvil MN debe poder comunicarse con
varias redes portadoras BN. El mismo implementa el IPv6 con soporte
de movilidad. También monitoriza enlaces seleccionados (canales
físicos de la DxB) para mensajes de avisos de encaminadores. De
este modo, el mismo tiene conocimiento de los diversos encaminadores
dentro de la MBN. El MN dispone de un número MIN (número de
interfaz MBN) exclusivo para la configuración automática de las
direcciones de auxilio. El MN puede enviar un mensaje de
autenticación para registrarse en la red troncal BB a través de una
unidad de interfaz IU de una BN bidireccional, reenviando
consecuentemente la IU la solicitud de autenticación hacia el
centro de autenticación MAC de la MBN. El nodo móvil puede iniciar
un procedimiento de actualización de vinculación para registrar su
propia información de ubicación en su agente propio HA y en el nodo
corresponsal CN.
El nodo móvil también puede editar su
establecimiento de correspondencia de la Calidad de Servicio (QoS)
IP con la Clase de Tráfico MBN (MBN_TC, ver Figura 4). El siguiente
es un ejemplo de un establecimiento de correspondencia
QoS-a-clase de tráfico MBN. Cuando
los usuarios introducen o actualizan sus suscripciones, los mismos
pueden seleccionar sus establecimientos de correspondencia QoS y
MBN_TC. El operador MBN puede proporcionar varias tablas de
establecimiento de correspondencia, correspondiéndose cada una de
ellas con un precio o tarifa diferente. El usuario selecciona una
tabla de correspondencias. Posteriormente, el usuario puede
modificar la tabla de correspondencias (llamando al operador),
acceder y modificar su perfil (por ejemplo, a través de un navegador
web/wap o usando un software especial). Una vez que se ha cambiado
el establecimiento de correspondencias, se cambiará de forma
correspondiente el método de tarificación. El controlador de tráfico
TPC usa dichas correspondencias como base para determinar la unidad
xx_IU específica a través de la cual se transporta un tipo
determinado de tráfico.
La Figura 2 ilustra un concepto general de
direccionamiento en la MBN. El IPv6 utiliza dos tipos de direcciones
de auxilio (COA): una COA principal y una COA de ubicación conjunta
(co-located COA). Debido a la estructura del
direccionamiento del IPv6, habitualmente no es necesario disponer de
agentes foráneos independientes para el soporte de movilidad (por
contraposición al IPv4), y las COA son direcciones COA de ubicación
conjunta. Un nodo móvil puede tener múltiples COA, y un único
agente propio puede almacenar más de una COA para un nodo móvil. No
obstante, en un instante de tiempo cualquiera, se registra solamente
una COA como COA principal hacia la cual el agente propio tuneliza
datos destinados al MN.
El agente propio HA conoce la dirección de
auxilio asociada a controlador de tráfico TPC. Preferentemente, la
COA principal del nodo móvil es el prefijo de subred del TPC más el
MIN del MN. Una de las ventajas de este esquema de direccionamiento
es que el TPC puede ver la dirección del MN y encaminar los datos
hacia su destino final incluso si el HA cifra los datos tunelizados
que van destinados al MN.
Según una de las características preferidas de
la invención, la COA principal registrada en el agente propio está
asociada al controlador de políticas de tráfico TPC. En otras
palabras, el prefijo de la COA es el prefijo de subred del TPC y la
última parte es el MIN propio del nodo móvil. El TPC actúa como un
encaminador para el tráfico dirigido hacia la COA. La COA
almacenada en el CN está asociada a la unidad de interfaz IU
correspondiente. Este truco de asignación de direcciones obliga a
que el tráfico sea encaminado a través del TPC durante el inicio de
una sesión, y permite el encaminamiento del tráfico directamente a
través de la IU seleccionada durante el resto de la sesión. El MN y
el CN pueden abrir una segunda sesión en paralelo con la primera
sesión. Los paquetes de datos de la sesión paralela se pueden
encaminar directamente hacia el MN a través de la IU si no es
necesaria ninguna reserva de recursos.
En el ejemplo mostrado en la Figura 2, el agente
propio HA mantiene la COA principal 202 del nodo móvil MN. La COA
principal 202 es la dirección IP 202 del controlador de tráfico TPC
usada por el MN. Opcionalmente, el HA también puede almacenar la
dirección IP 204 del MN en la subred que se encuentre bajo la unidad
de interfaz de enlace descendente usada en ese momento por el MN.
En este ejemplo, existen dos unidades de interfaz de enlace
descendente posibles x_IU e y_IU, de entre las cuales se selecciona
y_IU. El controlador de tráfico TPC mantiene la dirección IP 208 de
la unidad de interfaz de enlace descendente y_IU usada en ese
momento por el MN y la dirección IP 206 de otra unidad de interfaz
de enlace descendente x_IU. A su vez, las unidades de interfaz de
enlace descendente mantienen la COA del nodo móvil (210 y 212) en
cada subred respectiva.
Durante el inicio de una sesión, el primer
paquete se encamina usando las direcciones 202, 208 y 212. En cuanto
el nodo corresponsal CN registra la vinculación de movilidad nueva
del MN, los paquetes subsiguientes se encaminan usando la COA del
nodo móvil 214 dentro de la subred definida por la unidad de
interfaz de enlace descendente y_IU.
La Figura 3 muestra un ejemplo de una tabla de
políticas de gestión de tráfico THPT. Para cada Clase de Tráfico
MBN (MBN_TC), la THPT define la política de gestión de tráfico a
aplicar. La THPT puede ser similar o diferente entre las diferentes
redes MBN. La columna ST indica el tipo de servicio de la clase de
tráfico. En este contexto, "tipo de servicio" es una expresión
genérica y no un nombre de un campo en un encabezamiento de un
paquete IPv4. Los valores posibles son "mejor esfuerzo" (BE) y
"servicio garantizado" (GS). (No obstante, en una red de
radiocomunicaciones, "garantizado" debe interpretarse como
"garantizado si es posible"). BW significa ancho de banda
(medido a través de alguna métrica adecuada y suficiente), e IMP
significa importancia. Si no hay disponible un ancho de banda
suficiente en primer lugar se descartan paquetes de datos de poca
importancia. La columna marcada con "otros" se puede usar, por
ejemplo, para implementar políticas con una validez que dependa del
tiempo. Esto significa que las prioridades diurnas pueden ser
diferentes de las prioridades nocturnas.
La Figura 4 muestra un ejemplo de una tabla de
correspondencias QMTC para establecer correspondencias de la QoS de
un encabezamiento IP de un paquete de datos con una clase de tráfico
en la MBN (QMTC = QoS a MBN_TPC). Esta tabla es específica de cada
abonado y establece correspondencias de las clases de tráfico IPv6
IP_TPC con clases de tráfico MBN MBN_TPC. La clase de tráfico en
cuestión viene indicada por el encabezamiento del paquete.
La Figura 5 muestra un ejemplo de una lista ACAL
de la dirección de auxilio disponible del nodo móvil (ACAL = Lista
de Direcciones de Auxilio Disponibles). Para cada nodo móvil, existe
una tabla ACAL correspondiente la cual presenta una lista, en orden
de preferencia decreciente, de direcciones de auxilio disponibles
alternativas en cada portador, célula o canal de enlace descendente
disponibles. En el ejemplo mostrado en la Figura 5, existen dos
direcciones de auxilio disponibles para la DVB (enlace descendente)
y una para el GPRS (enlace ascendente). SPx es el prefijo de subred
correspondiente a la subred x, y MIN es el número de interfaz MBN
para el nodo móvil. El nodo móvil mide continuamente la intensidad
de la señal (o algún otro parámetro de la calidad de la señal, tal
como la relación de errores de bit) de cada canal de difusión
general disponible. El mismo envía los resultados de las mediciones
a la unidad de gestión de movilidad MMU, la cual mantiene una lista
de canales que presentan una calidad de señal aceptable. A
continuación, la MMU traduce esta lista en una lista de direcciones
de auxilio en la que cada canal se corresponde con una combinación
del prefijo de subred pertinente y la dirección de auxilio del nodo
móvil. A continuación, la MMU dispone la lista ACAL según la
preferencia (calidad de la señal) y envía la lista ACAL al
controlador de tráfico TPC. Es responsabilidad del controlador de
tráfico tomar la decisión final en relación con la dirección de
auxilio a usar. El proceso de toma de decisiones queda ilustrado
por tres situaciones a modo de ejemplo.
En una primera situación, el nodo móvil está
activado aunque no recibe datos de ningún CN. Cuando llega el
primer paquete desde un CN, el paquete es tunelizado por el HA hacia
la COA del MN asociada al TPC. El TPC, que actúa como encaminador
por defecto, recibe el paquete y toma la decisión sobre la
célula/canal basándose en la lista ACAL. Después de tomar la
decisión, busca al MN, construye un camino de encaminamiento hacia
el MN a través de la IU seleccionada, y encamina el paquete a
través de la IU hacia el MN. El TPC también informa a la MMU sobre
la decisión de manera que la MMU pueda monitorizar la calidad
(intensidad) de la señal de la célula activa y tomar las decisiones
adecuadas sobre los traspasos.
En una segunda situación, existe una sesión
activa y el nodo móvil se está desplazando de un sitio a otro. Este
desplazamiento requiere cambios en la lista ACAL. La MMU actualiza
la lista ACAL. Si la MMU determina que es necesario un traspaso, la
misma envía al TPC una solicitud para seleccionar una célula nueva
basándose en la ACAL nueva. También en este caso, el TPC informa a
la MMU sobre la decisión, y la MMU ayuda al MN a completar el
traspaso.
En una tercera situación, se producen cambios en
un recurso. Por consiguiente, puede que deba de realizarse un
traspaso del MN a otra célula/canal. En este caso, el TPC toma la
decisión basándose en la ACAL y ordena a la MMU que ejecute el
resto del traspaso.
La Figura 6 es un diagrama de señalización que
ilustra el registro y la reserva de recursos. Cada MBN dispone de
una tabla de políticas de gestión de tráfico THPT (ver Figura 3). En
la etapa RR0, el MN desea iniciar un proceso de registro. Se supone
que el MN dispone de ciertos derechos en una red de enlace
ascendente, la cual en este ejemplo es la red GPRS. El MN todavía
no dispone de derechos en las redes de difusión general, aunque
monitoriza los enlaces de difusión general para obtener el
identificador o dirección IP del controlador de tráfico TPC que
controla el área en cuestión. En la etapa RR2, el MN envía al centro
de autenticación MAC una solicitud de autenticación que comprende
el MIN del MN (número de interfaz MBN) y la dirección IP del TPC
(obtenida en la etapa anterior). En la etapa RR4, el centro de
autenticación MAC autentica al MN. El proceso de autenticación es
el tema de una solicitud de patente en trámite presentada el mismo
día que la presente solicitud. A efectos de la presente invención,
bastará con decir que después del proceso de autenticación, el MAC
conoce si el MN tiene permiso para acceder a esta MBN. Si la
autenticación se completa de forma satisfactoria, en la etapa RR6
el MAC realiza una consulta a la unidad de registros HRU para
obtener la Lista de Permisos de Acceso APL del MN, la cual indica
los derechos del MN en cada BN. La HRU de un MN visitante se puede
ubicar en una MBN diferente. El TPC también negocia con la HRU para
obtener las preferencias del abonado, tales como la tabla QMTC
mostrada en la Figura 4. En la etapa RR7, el MAC decide si el TPC es
adecuado, considerando la lista APL. En la etapa RR8, el MAC
informa al TPC de que la autenticación fue satisfactoria, y comunica
la información de preferencias del abonado. En la etapa RR10, el MN
recibe una indicación de que la autenticación se completó de forma
satisfactoria. Además, el MAC establece una asociación de seguridad
entre el MN y el SSN (el TPC, la MMU y la RCU). Por ejemplo, se
puede distribuir una clave de sesión en el MN y el SSN. La clave de
sesión permite una comunicación cifrada entre el MN y el SSN. En una
etapa de registro RR11, el MN envía su dirección en las redes
portadoras de enlace ascendente y de enlace descendente hacia el
TPC. En la etapa RR12, el MN comunica la siguiente información al
TPC, el cual la traslada a la MMU (la cual preferentemente comparte
la dirección IP del TPC): 1) calidad de la señal de cada
célula/canal disponible en la(s) red(es) de difusión
general, y 2) portadores bidireccionales disponibles. En la etapa
RR14, el TPC/MMU selecciona la(s)
célula(s)/canal(es) aceptable(s) en
la(s) red(es) de difusión general y prepara la lista
ACAL (Lista de Direcciones de Auxilio Disponibles, ver Figura 5).
En la etapa RR16, la MmU proporciona la lista ACAL al TPC. En la
etapa RR20, el MN inicia un registro en su agente propio HA enviando
una COA de vinculación de movilidad (MN) =
COA(TPC)-MN). En otras palabras, la COA del
MN en el HA es la COA asociada al TPC. En las etapas RR22 y RR24,
el HA actualiza y acusa el recibo de la vinculación de movilidad del
MN. En este momento, cualquier nodo corresponsal CN puede acceder
al MN a través de su HA enviando un paquete con la dirección IP del
MN.
La Figura 7 es un diagrama de señalización que
ilustra el inicio de una sesión. El conjunto de acontecimientos
comienza en la etapa SS2 en la cual el nodo corresponsal CN del MN
conoce la dirección IP del MN IP(MN). En la etapa SS4, el CN
no conoce la vinculación de movilidad en el HA. De este modo, el
primer paquete de datos de usuario se encamina hacia el HA. (En la
Figura 7, el término "datos" se refiere a paquetes de datos de
la sesión 1, y la expresión "datos 2" se refiere a paquetes de
datos de la sesión 2). En la etapa SS6, como el HA almacena la
dirección IP del TPC como COA principal del MN, el paquete se
tuneliza hacia el TPC. En la etapa SS8, el TPC usa la tabla QMTC
para clasificar el paquete entrante en su clase de tráfico MBN.
Seguidamente, el TPC usa la tabla ACAL (la cual combina la
preferencia del abonado, las políticas de tráfico del operador MBN,
y la información de tráfico/recursos disponibles (datos de
disponibilidad de recursos) obtenidas a partir de la RCU) para
seleccionar un portador de enlace descendente.
Las etapas SS10 a SS16 se refieren a la reserva
de recursos, la cual es realizada por el TPC únicamente cuando es
necesario (para el servicio garantizado). La reserva de recursos es
específica del flujo de datos. Por ejemplo, si el flujo de datos en
cuestión pertenece a la clase de tráfico MBN 5, el TPC reserva una
cierta cantidad de ancho de banda en la célula seleccionada (que se
encuentre bajo la COA indicada por la ACAL). En la etapa SS10, la
RCU preferentemente mantiene una base de datos (por ejemplo, una
tabla de consulta rápida) que indica la disponibilidad de recursos
en todas las células que se encuentran bajo el TPC, y en las células
vecinas (para un traspaso uniforme). Si el tráfico entrante
pertenece al servicio del mejor esfuerzo, el TPC selecciona la
célula únicamente basándose en la tabla de disponibilidad de
recursos. Si el tráfico entrante pertenece al servicio garantizado,
el TPC comprueba 1) si se ha realizado la reserva de recursos, y 2)
en caso negativo, cuánto ancho de banda se debe reservar (basándose
en las tablas QMPT y THPT). Examinando la tabla de disponibilidad
de recursos, el TPC determina un canal adecuado, aunque solicita a
la RCU que realice la reserva del canal en cuestión. En la etapa
SS12, la RCU toma una decisión sobre la reserva de recursos y envía
la decisión a la unidad de interfaz de enlace descendente DL_IU (en
este ejemplo: una unidad de interfaz DVB). Las etapas SS14 y SS16
son los acuses de recibo correspondientes.
Las etapas SS18 y SS20 hacen referencia a la
búsqueda del nodo móvil MN. Si el MN no está activo en el portador
o canal seleccionado, es necesario buscarlo. En la etapa SS18, se
realiza la búsqueda del MN a través de la unidad de interfaz de
enlace ascendente UL_IU (en este ejemplo una unidad de interfaz
GPRS). La etapa SS20 es la respuesta de la búsqueda proveniente del
MN.
En la etapa SS22, se reenvía hacia la unidad de
interfaz de enlace descendente DL_IU el primer paquete de datos de
usuario dirigido al MN. En la etapa SS24, la DL_IU comprueba que la
COA del destinatario está autorizada y que la reserva de recursos
es válida. En la etapa SS26, la DL_IU reenvía el primer paquete de
datos de usuario al MN. En la etapa SS28, el MN advierte el paquete
de datos entrante proveniente del CN y responde con una vinculación
de movilidad de COA(MN)= COA(IU-MN).
En otras palabras, el COA se asocia a la DL_IU. El prefijo de
subred es el mismo que con la DL_IU, y la segunda parte de la
dirección es el MIN. En la etapa SS30, el CN actualiza la
vinculación de movilidad del MN. En la etapa SS32, el CN comienza a
enviar paquetes de datos destinados al MN directamente hacia la
DL_IU, eludiendo de este modo los elementos intermedios (la HRU, el
HA y el TPC). En realidad, puede que el CN haya enviado más de un
paquete antes de recibir la vinculación de movilidad actualizada
del MN en la etapa SS28, en cuyo caso puede que el TPC deba
encaminar más de un paquete hacia el MN.
En la etapa SS34, si el mismo CN necesita abrir
otra sesión para el MN, y la sesión nueva requiere un servicio del
mejor esfuerzo (no es necesaria ninguna reserva de recursos), los
datos de la sesión nueva se envían exactamente tal como los datos
de la etapa SS32 (mostrándose la etapa final por medio de una flecha
de puntos). No obstante, si la sesión nueva requiere un servicio
garantizado (el cual a su vez requiere una reserva de recursos), el
primer paquete de la sesión nueva se encamina desde la DL_IU al TPC,
tal como se muestra en la etapa SS36. En la etapa SS38, el TPC
realiza la reserva de recursos para la segunda sesión. Esta etapa
comprende las etapas detalladas desde la SS10 a la SS16. En la
etapa SS40, el primer paquete de datos de la segunda sesión se
encamina hacia el MN. En la etapa SS42, los paquetes subsiguientes
de la segunda sesión se encaminan hacia el MN.
No son necesarios mensajes explícitos para
finalizar una sesión. Si no se producen paquetes destinados al MN
durante un periodo de tiempo predefinido, la IU simplemente puede
eliminar de su memoria caché la información relacionada con el MN e
informar sobre su acción al TPC. El MN puede mantener un
temporizador similar. Si el mismo no recibe paquetes antes de que
se produzca la expiración del temporizador, el MN deja de
monitorizar el portador de difusión general en búsqueda de datos de
usuario. Si el MN está esperando todavía datos cuando está a punto
de producirse la expiración del temporizador, el MN puede solicitar
a la IU que amplíe temporalmente el límite de tiempo. La IU puede
aceptar o rechazar la solicitud.
Para ahorrar batería de un nodo móvil portátil,
se prefiere que el nodo móvil únicamente monitorice un tipo de
portador (red) cada vez. Por ejemplo, los datos de abonado
relacionados con el nodo móvil pueden incluir un tipo de portador
por defecto, tal como el GSM o el UMTS. La búsqueda del nodo móvil
se debería realizar en este portador. Al nodo móvil se le puede
ordenar que monitorice el tipo de portador seleccionado mediante el
envío de un mensaje de búsqueda modificado el cual indica el tipo de
portador seleccionado, el canal, los posibles datos de descifrado,
etcétera. Alternativamente, dicha información se puede enviar en un
mensaje independiente, tal como una llamada de datos o similar.
La Figura 8 ilustra una red celular de difusión
general. El concepto de red celular de difusión general ha sido
introducido para la difusión general de datos en las redes DxB. El
concepto introduce microcélulas DxB. En algunas áreas, tales como
los centros comerciales, los supermercados y similares, una red DxB
puede comprender dos estructuras de célula superpuestas. Dichas
áreas son cubiertas por células DxB normales 81, denominadas
macrocélulas, y por células más pequeñas 82 a 85, denominadas
microcélulas. Las microcélulas proporcionan un contenido el cual se
personaliza según un emplazamiento específico. Para optimizar la
arquitectura de la red para un emplazamiento de microcélulas de
este tipo, una de las formas de realización preferidas de la
invención introduce dos elementos nuevos, a saber, una unidad de
interfaz global AIU y un encaminador de difusión general BR. Cada
encaminador de difusión general BR está acoplado a un único
transmisor de microcélula. El mismo encapsula datos IP en
protocolos adecuados para un portador DxB. Varios encaminadores de
difusión general está conectados a la red troncal MBN a través de
una única unidad de interfaz global AIU. La AIU actúa no solamente
como encaminador para los BR, sino también como una unidad
centralizada de gestión de recursos. La utilización de los
elementos AIU y BR reduce la carga de gestión de claves y la
señalización relacionada con la gestión de recursos.
La Figura 9 ilustra el encaminamiento de
paquetes y las diversas estructuras de datos en un sistema tal como
el mostrado en la Figura 8. La unidad de interfaz global AIU
comprende una tabla de asignación de canales CAT que dispone de una
entrada de recursos para cada combinación de un encaminador de
difusión general BR y un canal. La tabla CAT puede indicar el uso
de los recursos por medio de alguna métrica adecuada. Los
identificadores de canal Ch1 a Chn pueden representar canales
físicos, tales como varios canales de 8MHz en una red
DVB-T. Cada encaminador de difusión general BR1 a
BRn comprende una tabla de correspondencias de canales CMT1, CMT2,
etcétera. Las tablas de correspondencia de canales establecen una
correspondencia de la dirección de auxilio COA del nodo móvil con
un identificador de canal. Los símbolos de referencia 91 a 9n
indican las microcélulas que se encuentran bajo una AIU. x e y son
dos índices dentro del intervalo de 1 a n. El nodo móvil MN en la
célula 9y. El símbolo de referencia 95 indica un paquete de datos
que llega a la AIU. El encabezamiento del paquete de datos indica
la COA como COA(BRx_MN), lo cual significa el prefijo de
subred BRx más el MIN del nodo móvil. La dirección IP propia de la
AIU IP(AIU) se usa solamente cuando la AIU necesita recibir
paquetes de señalización de otras unidades, tales como el TPC,
aunque esta dirección no se usa para encaminar datos hacia el MN.
La AIU usa la tabla CAT para convertir el paquete de datos 95 en un
paquete de datos 96 cuyo encabezamiento indica la COA de BRy, bajo
cuyo control se encuentra el MN. La BRy usa su tabla de
correspondencias de canales CMT para convertir el paquete de datos
96 en un paquete de datos 97, el cual es un paquete IP encapsulado
en un paquete DxB. En otras palabras, el paquete de datos 97 dispone
de un encabezamiento DxB además del encabezamiento IP.
ACAL: Lista de Direcciones de Auxilio
Disponibles
AIU: Unidad de Interfaz Global
APL: Lista de Permisos de Acceso
BB: Red Troncal
BG: Pasarela de Frontera
BN: Red Portadora
BR: Encaminador de Difusión General
CN: Nodo Corresponsal
CAT/CMT: Tabla de Asignación/Correspondencias de
Canales
COA: Direcciones de Auxilio
DL: Enlace Descendente
DxB: DAB o DVB
FW: Cortafuegos
HA: Agente Propio
HAN: Nodo(s) de Administración Base
HRU: Unidad de Registros Base
IP: Protocolo de Internet
IU: Unidades de Interfaz
MAC: Centro de Autenticación MBN
MB: Vinculación de Movilidad
MBN: Red de Múltiples Portadores
MBN_TC: Clase de Tráfico MBN
MHA: Agente Propio MBN
MIN: Número de Interfaz MBN
MMU: Unidad de Gestión de Movilidad
MN: Nodo Móvil
PDP: Protocolo de Datos por Paquetes
QMTC: QoS a MBN_TPC
QoS: Calidad de Servicio
RMU: Unidad de Gestión de Recursos
SSN: Nodos de Soporte de Servicio
THPT: Tabla de Políticas de Gestión de
Tráfico
TPC: Controlador de Políticas de Tráfico
UL: Enlace Ascendente
\vskip1.000000\baselineskip
1. Documentación sobre la red MEMO (a la que se
hace referencia en conjunto como "concepto MEMO"), disponible
en http://memo.lboro.ac.uk
Claims (6)
1. Método para encaminar paquetes de datos (DP)
hacia un nodo móvil (MN) desde su nodo corresponsal (CN), a través
de una red de múltiples portadores, o MBN, de manera que la red de
múltiples portadores proporciona múltiples tipos diferentes de
portadores para la entrega de los paquetes de datos, en el que la
MBN comprende
por lo menos una red portadora de enlace
ascendente (GSM, GPRS, UMTS),
por lo menos una red portadora de enlace
descendente (DxB), y
una red troncal (BB) que comprende
- un conjunto de nodos de control de acceso (MAC),
- un conjunto de nodos de soporte de servicio (SSN),
- un conjunto de unidades de interfaz (IU), y
- unos medios de pasarela (BG/FW) hacia una red IP (IPN);
en el que la MBN comprende además o está
acoplada operativamente a un agente propio (HA, HAN),
caracterizado porque
se recibe y mantiene, en el conjunto de nodos de
soporte de servicio (SSN), información de disponibilidad de
recursos (RR12) referente a dicha por lo menos una red portadora de
enlace descendente (DxB);
se recibe y mantiene, en el conjunto de nodos de
soporte de servicio (SSN), información de preferencia de abonado
(QMTC) referente al nodo móvil;
se mantiene, en el conjunto de nodos de soporte
de servicio (SSN), información de políticas de tráfico (THPT)
referente a la MBN;
en un controlador de políticas de tráfico (TPC)
centralizado comprendido en el conjunto de nodos de soporte de
servicio (SSN), se genera una tabla de encaminamiento (ACAL)
basándose en la información de preferencia del abonado (QMTC), la
información de políticas de tráfico (THPT) y los datos de
disponibilidad de recursos (RR12), y se usa la tabla de
encaminamiento (ACAL) para encaminar (SS26) uno o unos pocos
paquetes de datos iniciales de una sesión nueva desde el nodo
corresponsal (CN) al nodo móvil (MN);
se realiza una actualización de vinculación
entre el nodo móvil (MN) y el nodo corresponsal (CN);
se almacena una dirección (202) asociada al
controlador de políticas de tráfico (TPC) centralizado como la
dirección de auxilio del nodo móvil en su agente propio (HA);
se encamina (SS4, SS6) un paquete de datos
inicial a través del agente propio y el controlador de políticas de
tráfico centralizado hacia una unidad de interfaz de la red
portadora (DL_IU) que presta servicio al nodo móvil;
en respuesta a dicho encaminamiento, se almacena
una dirección (214) de la unidad de interfaz de la red portadora
como la dirección de auxilio del nodo móvil en el nodo corresponsal
(CN);
en respuesta a dicha actualización de
vinculación, se encaminan (SS32, SS34, SS42) paquetes de datos
subsiguientes directamente desde el nodo corresponsal (CN) hacia la
unidad de interfaz de la red portadora (DL_IU), con lo cual dichos
paquetes de datos subsiguientes eluden al agente propio (HA) y al
controlador de políticas de tráfico centralizado.
2. Método según la reivindicación 1,
caracterizado porque el encaminamiento del paquete de datos
inicial comprende las etapas siguientes:
se determina si el encabezamiento del paquete de
datos indica un servicio garantizado; y en caso afirmativo
se reservan los recursos necesarios en la red
portadora de enlace descendente (DxB).
3. Red troncal (BB) para una red de múltiples
portadores, o MBN, para encaminar paquetes de datos (DP) hacia un
nodo móvil (MN) desde su nodo corresponsal (CN), proporcionando la
red de múltiples portadores múltiples tipos diferentes de
portadores para la entrega de paquetes de datos, en la que la MBN
comprende
por lo menos una red portadora de enlace
ascendente (GSM, GPRS, UMTS),
por lo menos una red portadora de enlace
descendente (DxB),
comprendiendo la red troncal
- un conjunto de nodos de control de acceso (MAC),
- un conjunto de nodos de soporte de servicio (SSN),
- un conjunto de unidades de interfaz (IU), y
- unos medios de pasarela (BG/FW) hacia una red IP (IPN);
en el que la MBN comprende o está acoplada
operativamente a un agente propio (HA, HAN),
caracterizada porque
el conjunto de nodos de control de acceso (MAC)
se proporciona para una concesión o rechazo centralizados de los
derechos del nodo móvil (MN) a servicios a través de la red troncal
(BB) y para almacenar información de preferencia del abonado (QMTC)
relacionada con el nodo móvil;
el conjunto de nodos de soporte de servicio
(SSN) se proporciona para:
- -
- una administración y distribución centralizadas de políticas de tráfico (THPT);
- -
- una gestión de movilidad centralizada con el fin de gestionar la movilidad del nodo móvil dentro de cada red portadora de enlace descendente (DxB);
- -
- un control de recursos centralizado para tomar decisiones sobre la reserva de recursos dentro de cada red portadora de enlace descendente (DxB); y
el conjunto de unidades de interfaz (IU) se
proporciona para comunicarse mediante interfaz con y para llevar a
cabo las decisiones sobre reserva de recursos en dicha por lo menos
una red portadora de enlace descendente (DxB);
en la que el conjunto de nodos de soporte de
servicio (SSN) comprende una unidad de gestión de movilidad (MMU)
para la gestión centralizada de la movilidad del nodo móvil dentro
de dicha por lo menos una red portadora de enlace descendente
(DxB), estando dispuesto el conjunto de nodos de soporte de servicio
(SSN) para
recibir información de preferencia del abonado
(QMTC) relacionada con el nodo móvil;
mantener datos de disponibilidad de recursos
(RR12) y ejecutar órdenes de reserva de recursos (SS12) referentes
a dicha por lo menos una red portadora de enlace descendente
(DxB);
combinar, en un controlador de políticas de
tráfico (TPC) centralizado, información de políticas de tráfico
(THPT), dicha información de preferencia del abonado (QMTC) y dichos
datos de disponibilidad de recursos (RR12) en una tabla de
encaminamiento (ACAL), y encaminar uno o unos pocos paquetes de
datos iniciales de una sesión nueva basándose en dicha tabla de
encaminamiento; y
transmitir decisiones sobre reserva de recursos
(SS12) hacia por lo menos una unidad de interfaz de enlace
descendente (DxB_IU);
en la que el conjunto de unidades de interfaz
(DxB_IU) está dispuesto para
transportar una solicitud de acceso inicial
(RR2) desde el nodo móvil (MN) al conjunto de nodos de control de
acceso (MAC), controlando el conjunto de nodos de control de acceso
el acceso a servicios dentro de y a través de la red troncal
(BB);
recibir y llevar a cabo decisiones sobre reserva
de recursos (SS12) referentes a la red portadora de enlace
descendente (DxB);
encaminar paquetes de datos hacia el nodo móvil
(MN) según dichas políticas de tráfico específicas de cada nodo
móvil (QMTC);
en la que el conjunto de unidades de interfaz
(DxB_IU) comprende una unidad de gestión de recursos (RMU) acoplada
a la unidad de interfaz (DxB_IU), para llevar a cabo decisiones
sobre reserva de recursos (SS12);
en la que el nodo móvil (MN) comprende una
interfaz de radiocomunicaciones hacia múltiples redes portadoras
(BN) diferentes, siendo por lo menos una de las redes portadoras una
red de difusión general, estando dispuesto el nodo móvil para
registrarse en la red troncal (BB, MAC) que
controla dichas múltiples redes portadoras diferentes; y,
como respuesta al registro en la red troncal,
actualizar la vinculación de movilidad del nodo móvil a través de
la red troncal;
en la que la MBN está dispuesta para
realizar una actualización de vinculación entre
el nodo móvil (MN) y el nodo corresponsal (CN);
almacenar una dirección asociada al controlador
de políticas de tráfico (TPC) centralizado comprendido en el
conjunto de nodos de soporte de servicio (SSN) como la dirección de
auxilio del nodo móvil en su agente propio (HA); y
encaminar un paquete de datos inicial a través
del agente propio y del controlador de políticas de tráfico
centralizado hacia una unidad de interfaz de la red portadora
(DL_IU) que presta servicio al nodo móvil.
4. Red troncal (BB) según la reivindicación 3,
caracterizada porque la tabla de encaminamiento (ACAL) está
dispuesta para establecer una correspondencia de por lo menos una
dirección IP con una combinación de célula/canal dentro de dicha
por lo menos una red portadora de enlace descendente (DxB).
5. Red troncal (BB) según la reivindicación 3,
caracterizada porque cada unidad de interfaz está dispuesta
para definir una subred del protocolo de Internet que comprende
todas las células que se encuentran bajo la unidad de interfaz en
cuestión.
6. Red troncal (BB) según la reivindicación 3 ó
5, caracterizada porque el conjunto de unidades de interfaz
(DxB_IU, AIU, BR) está dispuesto para soportar múltiples estructuras
de células geográficamente superpuestas (81; 82 a 85) en una red
DAB y/o DVB.
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