ES2331141T3 - Una arquitectura de red y un metodo relacionado con el acceso de estaciones de usuario. - Google Patents

Una arquitectura de red y un metodo relacionado con el acceso de estaciones de usuario. Download PDF

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ES2331141T3 ES05788496T ES05788496T ES2331141T3 ES 2331141 T3 ES2331141 T3 ES 2331141T3 ES 05788496 T ES05788496 T ES 05788496T ES 05788496 T ES05788496 T ES 05788496T ES 2331141 T3 ES2331141 T3 ES 2331141T3
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Abstract

Un sistema de redes que comprende al menos una red (100; 100'''', 101''''; 100'''''''') de núcleo, de tal modo que cada red de núcleo comprende un cierto número nodos (10, 20, 30; 10'''', 20; 101, 20 1, 30 1, 40 1, 50 0; 10'''''''' , 20'''''''' , 30''''''''), que manejan el acceso de estación de usuario móvil (5; 5 1; 5 2) a través de una red de acceso (200, 201, 202; 200 1, 201 1, 202 1), de tal manera que dicha(s) red(es) (100; 100'''', 101''''; 100'''''''') de núcleo proporcionan adicionalmente el acceso a una o más redes globales de comunicación de datos en paquetes, y uno o más nodos (15, 16; 15 1, 16 1, 15 0, 16 0; 15'''''''', 16'''''''') mantienen información relativa al abonado y/o a la estación de usuario móvil (5; 5 1; 5 2), caracterizado por quedichos nodos de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, GASN''''s (10, 20, 30; 10'''', 20; 10 1, 20 1, 30 1, 40 1, 50 0; 10'''''''', 20'''''''', 30'''''''') están configurados de manera que son capaces de asignar una dirección de IP a las estaciones de usuario móvil (5; 5 1; 5 2) que acceden, por que cada uno de dichos nodos (10, 20, 30; 10'''', 20; 10 1, 20 1, 30 1, 40 1, 50 0; 10'''''''', 20'''''''' , 30'''''''') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes tiene al menos una interfaz (1 1, 1 2, 1 3; 1 1'''', 1 2, 1 3''''; 1 10, 1 20, 1 30, 1 40), dependiente del tipo de acceso, con al menos un tipo de red de acceso (20 0, 20 1, 20 2; 200 1, 201 1, 202 1), por que dichos nodos (10, 20, 30; 10'''', 20; 10 1, 20 1, 30 1, 40 1, 50 0; 10'''''''', 20'''''''', 30'''''''') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes están configurados para proporcionar soporte a la intercomunicación a través de una interfaz (2 1, 2 2; 2 1; 2 1'''', 2 2'''', 2 3; 3 1, 3 2, 3 3) de protocolo de movilidad, estando dichos nodos (10, 20, 30; 10'''', 20; 10 1, 20 1, 30 1, 40 1, 50 0; 10'''''''', 20'''''''', 30'''''''') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, configurados para establecer, al recibir una petición de cambio del tipo de acceso desde una estación de usuario móvil (5; 5 1; 5 2), información acerca del nodo previo (10, 20, 30; 10, 20; 10 1, 20 1, 30 1, 40 1, 50 0; 10'''''''', 20'''''''', 30'''''''') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, perteneciente a la estación de usuario móvil (5; 51; 52), y por que dichos nodos (10, 20, 30; 10'''', 20; 10 1, 20 1, 30 1, 40 1, 50 0; 10'''''''', 20'''''''', 30'''''''') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes están configurados para actualizar, utilizando la información establecida, un contexto de comunicación establecido referente a la estación de usuario móvil (5; 5 1; 5 2), o crear un nuevo contexto de comunicación concerniente a la estación de usuario móvil (5; 5 1; 5 2), de tal manera que se hace posible la movilidad entre diferentes tipos de red de acceso para una estación de usuario móvil (5; 5 1; 5 2) sin que se interrumpa una sesión en curso, y por que un GASN que actúa como GASN previo (10; 10''''), está configurado para actuar como un punto de anclaje o enganche para el usuario (conexión) tras una cesión a otro tipo de red de acceso, de tal modo que se utiliza el protocolo de movilidad para proporcionar señalización de control y canalización por túneles o tunelización de datos de usuario en re los nodos de soporte de acceso previo y nuevo (GASN''''s).

Description

Una arquitectura de red y un método relacionado con el acceso de estaciones de usuario.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una arquitectura o estructura de redes que comprende al menos una red de núcleo. Cada red de núcleo comprende un cierto número de nodos de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, que se encargan del acceso de una estación de usuario móvil a través de una red de acceso, y cada una de dichas redes de núcleo proporciona también el acceso a una red de comunicación global de datos en paquetes o a una red de datos en paquetes controlada por terceros. Incluye, adicionalmente, un sistema compuesto de uno o más nodos que mantienen información relacionada con el abonado o con la estación de usuario móvil.
La invención se refiere también a un nodo de red de núcleo que comprende un nodo de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, que se encarga del acceso de estación de usuario móvil a través de una red de acceso, de tal modo que dicha red de núcleo proporciona, adicionalmente, el acceso a redes de datos en paquetes externas, globales o locales, controladas por terceros, tales como la Internet o las intranets, etc. Aún adicionalmente, la invención se refiere a un acceso de soporte de estación de usuario móvil, de modo doble o de múltiples modos, que se sirve de al menos dos tecnologías de acceso diferentes, a través de al menos dos tipos diferentes de redes de acceso, a una red de núcleo. Aún adicionalmente, la invención se refiere a un método para proporcionar estaciones de usuario móviles, de modo doble o de múltiples modos y provistas de acceso a aplicaciones a través de una arquitectura o estructura de red que comprende una o más redes de núcleo a las que pueden conectarse o engancharse las estaciones de usuario móviles a través de un sistema de acceso que se sirve de una primera tecnología de acceso.
Estado de la técnica
Las nuevas generaciones de redes de comunicación que llegan serán capaces de proporcionar a los usuarios finales el acceso a aplicaciones a través de una pluralidad de, o múltiples, tipos de acceso que utilizan diferentes tecnologías de acceso y/o diferentes tipos de terminales de usuario. Sin embargo, las redes de hoy en día únicamente son capaces de proporcionar movilidad al usuario siempre y cuando un usuario se desplace itinerantemente dentro de redes que utilizan la misma tecnología de acceso. Los sistemas de 3G (3GPP, Proyecto de Sociedad de Tercera Generación -"Third Generation Partnership Project") proporcionan al usuario el acceso y la movilidad a través de la GMM (Gestión de Movilidad de GPRS -"GPRS Mobility Management"), para la comunicación entre los nodos de red de núcleo y los nodos de radio, particularmente RNC (nodo de Control de Red de Radio -"Radio Network Control node") y GTP (Protocolo de Tunelización de GPRS -"GPRS Tunneling Protocol") para la comunicación entre nodos de red de núcleo situados en el lado conmutado en paquetes (PS -"packet switched"), es decir, para un usuario enganchado a GPRS. El 3GPP ha especificado, por lo demás, el sistema de I-WLAN, Red de Área Local Inalámbrica Integrada ("Integrated Wireless Local Area Network") para el acceso integrado por parte de los usuarios de LAN a los servicios de 3G. La especificación I-WLAN de, por ejemplo, la TS [Especificación Técnica -"Technical Specification"] 23.234 v. [versión] 6.5.0, ó la TS 29.234 v.6.3.0, de 3GPP, especifica el modo como el usuario puede utilizar su SIM/USIM (Módulo de Identidad de Abonado ("Subscriber Identity Module")/SIM de UMTS), así como mecanismos de seguridad de 3G que han de ser autentificados por los sistemas de 3G, y también obtiene el acceso a los servicios de 3G.
El documento US 2004/0018841 divulga un método para dar soporte a la reubicación de una sesión de IP en el curso de la entrega o cesión de una capa de red. Otros documentos relevantes de la técnica anterior son el US 2004/156329, el US 2004/203765 y el US 2004/077341. Sin embargo, en la actualidad no es posible para los terminales con capacidad de acceso múltiple, esto es, los terminales de modo dual o doble o de múltiples modos, desplazarse itinerantemente entre sistemas de acceso que utilizan tecnologías de acceso diferentes. No existe ninguna especificación de 3GPP que sugiera el modo como puede realizarse la cesión entre los diferentes sistemas de acceso. Las redes existentes en la actualidad pueden, por ejemplo, proporcionar movilidad en la parte superior de las redes de acceso, por ejemplo, mediante el uso de IP [Protocolo de Internet -"Internet Protocol"] móvil. Semejante solución es, sin embargo, una solución no integrada que tiene diversas desventajas asociadas. Requeriría, por ejemplo, que el terminal de usuario proporcionase soporte a IP móvil, además del soporte de movilidad existente. Se apilarían entonces "verticalmente" dos soluciones de movilidad y el terminal necesitaría mantener múltiples estados de movilidad. La consecuencia de ello sería que la información de encabezamiento del enlace de radio se incrementaría, puesto que ambas soluciones de movilidad requieren señalización para ser capaces de mantener el estado de movilidad. Otra desventaja es que la complejidad en el lado de la red de núcleo también se incrementaría, puesto que se deberá dar soporte a nuevos protocolos y procedimientos, además de los protocolos y procedimientos ya existentes.
No es posible, por tanto, para un usuario, en la actualidad, cambiar de sistema de acceso durante una sesión en curso sin la pérdida de la sesión, por ejemplo, en el caso de que cambie de un punto activo de WLAN a un acceso de 3G al abandonar el punto activo, o viceversa, o en el caso de que desee cambiar de una WLAN o un sistema de 3G u otro sistema, a un acceso de banda ancha fijo, por ejemplo, cuando entra en un lugar cubierto o interior, o viceversa, sin perder la sesión. Así pues, existe un problema general que se precisa resolver, puesto que en la actualidad hay diferentes tecnologías de acceso disponibles que son apropiadas para diferentes condiciones imperantes, y se dispone asimismo de estaciones de usuario móviles de modo doble o de múltiples modos, sin que se haya proporcionado, sin embargo, la posibilidad de cambiar de un sistema de acceso a otro y, con ello, aprovechar de una forma óptima las ventajas
de lo que existe actualmente en el mercado, sin que se pierdan las sesiones en curso o el acceso a las aplicaciones, etc.
Sumario de la invención
Lo que se necesita es, por tanto, una arquitectura o estructura de red que ofrezca y dé soporte a la movilidad de acceso múltiple. En particular, es necesaria una arquitectura de red que haga posible la integración de sistemas de acceso múltiple y que permita las entregas o cesiones entre diferentes sistemas de acceso, o que los sistemas de acceso utilicen diferentes tecnologías de acceso, a la vez que se siguen manteniendo las sesiones en curso, es decir, que permita la continuidad de la sesión, y que permita cesiones entre diferentes sistemas de acceso sin que se interrumpan los servicios en curso o las aplicaciones a las que se ha accedido.
En particular, se necesita una arquitectura de red que haga posible la convergencia de redes fijas e inalámbricas, e incluso más particularmente, se necesita una arquitectura de red que proporcione soporte a la integración de tecnologías de acceso múltiple, tecnologías de acceso tanto de 3GPP como no de 3GPP, incluyendo, por ejemplo, 2G, 3G, S3G, así como accesos de banda ancha fijos tales como xDSL, Ethernets públicas, WLAN's, WiMAX, etc.
Más concretamente, se necesita un mecanismo independiente de la aplicación o una arquitectura de red que permita llegar hasta un usuario final y acceder a servicios a través de una dirección de IP estable a largo plazo, también a la hora de cambiar de punto de enganche entre diferentes tipos de acceso, es decir, cuando se cambia de una tecnología de red de acceso a otra, por ejemplo, durante las sesiones en curso. En particular, se necesita la continuidad de las sesiones de datos en paquetes o la movilidad de IP para la difusión única a la hora de desplazarse dentro de, y entre, tipos de acceso diferentes. Como ejemplo, se necesita una disposición o una arquitectura de red que permita a un usuario final ser enganchado a, por ejemplo, una UTRAN [Red de Acceso por Radio Terrestre de UMTS -"UMTS Terrestrial Radio Access Network"] cuando entra en un lugar cubierto o interior y, por ejemplo, decide colocar el equipo de usuario o la estación de usuario en un soporte, por ejemplo, para propósitos de carga de la batería y/o para uso como un altavoz, etc., conectándose, de esta forma, por ejemplo, a la red a través de una ADSL de banda ancha instalada, sin pérdida de la sesión. Y viceversa, un usuario puede también desear extraer su equipo de usuario del soporte y salir a espacio abierto sin perder la sesión. Otros casos particulares se refieren a abandonar puntos activos de WLAN o similares, o a entrar en ellos, desde conexiones de banda ancha fija o conexiones de 3G, o desde cualesquiera otras conexiones. Se necesita una solución que sea generalmente aplicable. En particular, se precisa una arquitectura o estructura de red que sea barata y fácil de construir, utilizar e implementar para los operarios, los proveedores de aplicaciones o de servicios, así como para los usuarios finales.
Se necesita también, por lo tanto, un nodo de red de núcleo por medio del cual puedan conseguirse uno o más de los propósitos anteriormente mencionados. Se necesita, aún adicionalmente, una estación de usuario móvil por medio de la cual puedan conseguirse uno o más de los propósitos anteriormente mencionados y que pueda ser utilizada. Todavía adicionalmente, se precisa de un método para proporcionar soporte de acceso doble o múltiple entre diferentes tipos de redes de acceso, particularmente sin pérdida de la continuidad de la sesión, etc., y en general, por medio del cual se alcancen uno o más de los propósitos anteriormente mencionados.
En consecuencia, se proporciona una arquitectura o estructura de red según se ha hecho referencia inicialmente, en la cual dichos nodos de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, o al menos algunos de ellos, designados en lo que sigue sencillamente como GASN's ["Gateway Access Support Nodes"], están configurados para ser capaces de asignar una dirección de IP a una estación de usuario móvil a la que se accede, gracias a lo cual, particularmente cada uno de dichos GASN's tiene al menos una interfaz dependiente del tipo de acceso o específica con al menos un tipo de red de acceso. Al menos dichos GASN's están configurados para soportar la comunicación unos con otros a través de una interfaz de protocolo de movilidad, de tal manera que un primer o nuevo GASN que recibe una petición de cambio de tipo de acceso desde una estación de usuario móvil, se configura para establecer información acerca de a través de qué GASN de datos en paquetes previo está o estaba accediendo la estación de usuario móvil antes del cambio, o, generalmente, para ser capaz de establecer información relacionada con una estación de usuario móvil. Dicho nuevo GASN se configura para, utilizando la información establecida acerca de la estación de usuario móvil o, más particularmente, acerca del usuario, actualizar un contexto de comunicación establecido referente a la estación de usuario móvil para el GASN previo, o, alternativamente, crear un nuevo contexto de comunicación referente a la estación de usuario móvil con el primer GASN, de tal manera que se haga posible la movilidad entre diferentes tipos de red de acceso para una estación de usuario móvil, sin que se interrumpa una sesión en curso.
En una implementación, uno o más de dichos GASN's están configurados para proporcionar soporte al acceso a través de más de un tipo de red de acceso, es decir, pueden manejar diferentes tecnologías de acceso. Alternativamente, uno o más de dichos GASN's están dedicados al acceso a través de un tipo particular de red de acceso. En una red que comprende una o más redes de núcleo, pueden existir también GASN's que tengan, bien una(s) interfaz (interfaces) de uso exclusivo o dedicada(s) todos ellos, o bien una interfaz dedicada para diferentes tipos de acceso en cualquier combinación. Particularmente, cada GASN está dedicado al acceso a través de un tipo de red de acceso particular, o bien existe un único GASN, o un número limitado de ellos, para cada tipo de acceso.
En una realización, un GASN previo está configurado para proporcionar soporte a un acceso al menos a través de una WLAN y/o una WiMAX y/o una red de acceso de banda ancha fija, por ejemplo, (x)DSL, y/o una Ethernet pública y/o una red de acceso de 2G o de 3G o de S3G, y dicho nuevo o primer GASN está configurado para dar soporte al acceso a través de al menos una, o más, de las redes de acceso anteriormente mencionadas, de manera que al menos una de ellas es diferente de la/las del GASN previo.
En una implementación, un GASN puede comprender un GGSN (Nodo de Soporte de GPRS de Pasarela -"Gateway GPRS Support Node") con una capacidad funcional ampliada, o bien puede ser particularmente modificado o ampliado en tanto en cuanto tiene una interfaz dependiente del tipo de acceso particular o específica, y es capaz de establecer información de usuario acerca del GASN previo, y proporciona soporte a la intercomunicación con otros GASN's, según se ha explicado en lo anterior. Puede comprender, también, un CGSN (Nodo de Soporte de GPRS Combinado -"Combined GPRS Support Node") modificado que proporciona las capacidades funcionales anteriormente mencionadas. Por ejemplo, algunas de las capacidades funcionales del SGSN (Nodo de Soporte de GPSR en Servicio -"Serving GPRS Support Node") contenidas en el CGSN pueden ser implementadas, en su lugar, en un nodo de control de red de radio de 3G RNC ["Radio Network Control"] o similar, perteneciente a la red de acceso.
En particular, al menos uno de dichos GASN's comprende una PDG (Pasarela de Datos en Paquetes -"Packet Data Gateway") modificada (según se ha explicado anteriormente), que proporciona soporte a al menos un acceso de WLAN y/o de WiMAX.
Un GASN puede también comprender una PDG modificada que proporciona soporte a un acceso de banda ancha fijo, o, aún más particularmente, a un BRAS (Servidor de Acceso de Banda Ancha -"Broadband Access Server").
Particularmente, un GASN previo está configurado para actuar como un punto de anclaje o enganche para una conexión de usuario, tras la cesión entre redes de tipo de acceso diferente, es decir, tras la cesión a otro GASN si ello es aún necesario. En particular, ese punto de anclaje se encarga de la política o criterios de funcionamiento y capacidades funcionales de carga, etc.
En una implementación, la arquitectura de red comprende al menos dos redes de núcleo y la cesión de acceso múltiple está también habilitada entre redes de núcleo. Puede, entonces, proporcionarse un GASN previo en una primera red de núcleo, por ejemplo, una red de núcleo doméstica, para una estación de usuario móvil, en tanto que el nuevo GASN puede proporcionarse en una segunda red de núcleo, por ejemplo, la red de núcleo doméstica de la estación de usuario móvil, o viceversa. El concepto inventivo es también aplicable si una estación de usuario móvil se está desplazando itinerantemente entre dos redes de núcleo visitadas.
En particular, el protocolo de movilidad de intercomunicación comprende GMM (Gestión de Movilidad de GPRS -"GPRS Mobility Management")/GTP. Más concretamente, la dirección de IP asignada al usuario de una estación de usuario móvil se mantiene, esto es, no se ve afectada por una entrega o cesión entre diferentes sistemas de acceso o diferentes tipos de sistemas de acceso.
En una implementación, una de las redes de acceso comprende una WLAN o una WiMAX, o bien una red de acceso de banda ancha fija, y la interfaz dependiente del tipo de acceso respectiva comprende una interfaz destinada a establecer un túnel de IP-sec entre la estación de usuario móvil y un GASN, de tal modo que dicho GASN comprende, por ejemplo, al menos una PDG/TTG (Pasarela de Terminación de Túnel -"Tunnel Terminating Gateway") o un BRAS, respectivamente a través de un nodo de acceso de la red de acceso, por ejemplo, una WAG (Pasarela de Acceso Inalámbrica -"Wireless Access Gateway") o un DSLAM (Multiplexador de Acceso de DSL -"DSL Access Multiplexer"), respectivamente. Otra red de acceso puede comprender, por ejemplo, una red de acceso de 3G, por ejemplo, una UTRAN con una interfaz dependiente de red de acceso que comprende una GMM
(/GTP).
Como otra alternativa, se utiliza el IP Móvil como protocolo de movilidad de intercomunicación entre GASN's, un nuevo GASN y un GASN previo, de los cuales uno, por ejemplo, es una PDG/TTG. Pueden definirse fácilmente nuevos formatos de Ampliación de MIP (Protocolo de Internet Móvil -"Mobile Internet Protocol") para transportar la información requerida, que, en la actualidad, no están definidos para MIP, por ejemplo, el RAT (Tipo de Acceso por Radio -"Radio Access Type"), la QoS (Calidad del Servicio -"Quality of Service") negociada (que está normalmente incluida en el GTP), etc.
De forma más concreta, un GASN está configurado para comunicarse con el servidor HSS, por ejemplo, el HLR/AAA (Cuenta de Autorización de Autentificación -"Authentication Authorisation Accounting") que maneja la estación de usuario móvil que requiere movilidad de acceso, a fin de que el nuevo GASN establezca la dirección o identidad del GASN previo. En una implementación alternativa, con el fin de establecer información referente a la dirección del GASN previo, se supone que se han especificado también áreas de encaminamiento para, por ejemplo, WLAN y/o redes de acceso de banda ancha fija, al objeto de permitir la implementación de un procedimiento de ISRAU (Actualización Entre Áreas de Encaminamiento de SGSN -"Inter SGSN Routing Area Update") de GPRS para informar a un GASN acerca del GASN previo. En aún otra implementación, se supone que la información acerca del GASN previo se incluye en un mensaje o en la petición de acceso procedente de la estación de usuario móvil cuando la estación de usuario móvil solicita la entrega entre sistemas de acceso.
En una implementación particular, la red está configurada para crear, con la entrega o cesión desde un sistema de acceso a otro de una estación de usuario móvil, una ruta entre la estación de usuario móvil y el nuevo GASN a través del GASN previo, que constituye, por tanto, un GASN de (punto de) anclaje. En una implementación particular, el contexto de comunicación establecido es un contexto de PDP y dicho contexto de PDP es actualizado, o bien se establece un nuevo contexto de PDP con la cesión desde un sistema de acceso a otro.
En una implementación de IP Móvil, en lugar de actualizar el (establecer un nuevo) contexto de PDP, se solicita un registro de MIP desde el GASN previo, que responde a la petición. Cuando se lleva a cabo una cesión desde, por ejemplo, una UTRAN (o, generalmente, una red de acceso de 3G) a, por ejemplo, una WLAN (o una red de acceso de banda ancha fija), y se establece un túnel de IP-sec, esto incluye, preferiblemente, acordar una asociación segura antes de que se establezca el túnel y se proporcione una dirección de IP. Como ejemplo, se utiliza el intercambio de IKE y se establece un túnel basándose en claves. Alternativamente, se establece en primer lugar un túnel, sin asignar ninguna dirección de IP, o bien se proporciona primeramente una dirección de IP temporal que es reemplazada por la "original". Siempre y cuando pueda utilizarse la "misma" dirección de IP, el establecimiento del túnel puede llevarse a cabo de maneras diferentes.
La invención proporciona también, por tanto, un nodo de red de núcleo según se ha hecho referencia inicialmente, que está configurado para ser capaz de asignar una dirección de IP a las estaciones de usuario móvil que acceden a él. Tiene al menos una interfaz dependiente del tipo de acceso o específica, al menos para un tipo de red de acceso. Por otra parte, tiene una interfaz de protocolo de movilidad que proporciona soporte a la comunicación con otros nodos de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, y está configurado para establecer información acerca de cuál era el GASN previo para una estación de usuario móvil que solicita el acceso, o incluso, más concretamente, acerca del usuario de una estación de usuario móvil, o una información relacionada. Por otra parte, está configurado para actualizar, mediante el uso de la información establecida, un contexto de comunicación establecido referente a la estación de usuario móvil a partir del GASN previo, o, alternativamente, crear un nuevo contexto de comunicación concerniente a la estación de usuario móvil, de tal manera que se haga posible la movilidad entre diferentes tipos de acceso, es decir, entre diferentes sistemas de acceso que utilizan tecnologías de acceso diferentes, para una estación de usuario móvil, sin interrupción de una sesión o servicio en curso, y sin que afecte a ésta. Alternativamente, puede proporcionar
soporte al envío de una petición para el registro de MIP desde un GASN previo, en caso de que se utilice IP móvil.
En una implementación, el GASN está configurado para proporcionar soporte al acceso de más de un tipo de acceso, es decir, presenta al menos dos interfaces dependientes del tipo de acceso diferentes, con al menos dos tipos de red de acceso diferentes. Alternativamente, tiene tan sólo una interfaz dependiente del tipo de acceso o específica para un tipo de red de acceso específico. En una implementación, tiene una interfaz dependiente del tipo de acceso, que proporciona soporte al acceso de WLAN/WiMAX. De la forma más concreta, comprende, entonces, una PDG (Pasarela de Datos en Paquetes -"Packet Data Gateway") modificada/TTG (Pasarela de Terminación de Túnel -"Túnel Terminating Gateway") modificada, de tal manera que se proporcionan las características anteriormente referidas. De forma alternativa o adicional, tiene una interfaz de acceso dependiente del tipo de acceso o específica del tipo de acceso, que proporciona soporte al acceso de red de acceso de banda ancha fija, por ejemplo, xDSL. Puede comprender entonces, por ejemplo, un BRAS modificado. Aún adicionalmente, de manera alternativa o por añadidura, tiene una interfaz dependiente del tipo de acceso, que proporciona soporte al acceso de red por radio de 3G ó 2G, por ejemplo, el acceso de UTRAN. Puede comprender entonces un GGSN modificado o ampliado, o un SGSN modificado, por ejemplo, con una capacidad funcional limitada en comparación con un CGSN convencional, por ejemplo, en tanto en cuanto algo de la capacidad funcional, en particular, al menos parte de la capacidad funcional de SGSN del CGSN, es trasladada a un nodo de control de red de radio o similar, o a un nodo de borde de acceso múltiple conectado a un nodo de datos en paquetes, por ejemplo, un GGSN, un SGSN o un CGSN con una capacidad funcional convencional o modificada.
De preferencia, el nodo de red de núcleo está configurado para actuar como un punto de anclaje para una estación de usuario móvil que ha solicitado la cesión a otro tipo de red de acceso, o si se trata del GASN doméstico solicitando la cesión de acceso múltiple de un GASN "visitado" a otro GASN "visitado". Más concretamente, el protocolo de movilidad (entre GASN's) es el GTP. Alternativamente, se utiliza el IP Móvil (MIP). El nodo de red de núcleo (GASN) esta configurado, particularmente, para establecer información acerca del GASN previo mediante la comunicación con el HSS de estación de usuario móvil, en particular, el HLR/AAA. De forma alternativa, se configura para recuperar información de una petición de estación de usuario móvil (un cambio del tipo de acceso) concerniente al GASN previo. Aún adicionalmente, se supone que se han definido áreas de encaminamiento también para, por ejemplo, WLAN's o bandas anchas fijas, y que el GASN está configurado para ser utilizado en el procedimiento de ISRAU de GPRS, a fin de establecer el GASN previo.
La invención proporciona también, por tanto, una estación de usuario móvil de modo doble o de múltiples modos, que hace posible el acceso utilizando al menos dos tipos diferentes de redes de acceso a una red de núcleo. Comprende medios para detectar la pérdida de la conexión a un sistema de acceso o para detectar otro sistema de acceso opcional que esté disponible y de un tipo diferente, que, por alguna razón, pueda presentarse como una opción o considerarse mejor, y/o para detectar la conexión real a otro tipo de sistema de acceso, así como medios que comprenden un algoritmo que desencadena o dispara la transmisión de una petición de cambio de sistema de acceso a dicho otro tipo de sistema de acceso, de tal modo que dicha petición de acceso comprende información acerca del tipo de red de acceso previa. Sin embargo, no es necesario que se proporcione la información referente al tipo de red de acceso previa, sino que, en algunos casos, la información proporcionada se refiere meramente a la existencia de un cambio en los tipos de acceso.
La invención sugiere también un método según se ha hecho referencia inicialmente, que comprende las etapas de:
recibir una petición de acceso relativa al acceso a través de un segundo, o nuevo, nodo de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes;
establecer información acerca del primer GASN, o previo, a través del cual se dotó previamente a la estación de usuario móvil del acceso a la red de núcleo y/o al GASN doméstico;
utilizar un protocolo de movilidad para, mediante el uso de dicha información acerca del nodo previo, actualizar un contexto de comunicación previo, ya existente, o, alternativamente, establecer un nuevo contexto de comunicación;
mantener el GASN previo o el GASN doméstico de la estación de usuario móvil como punto de anclaje;
informar a la estación de usuario móvil de que se ha proporcionado el acceso a través de dicha segunda o nueva red de acceso, y, por tanto, proporcionar a la estación de usuario móvil el acceso a través de la nueva red de acceso, sin que se interrumpa o se vea afectada una estación en curso.
En particular, los nodos implicados de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes comunican con las estaciones de usuario móviles o con los nodos de acceso a través de respectivas interfaces dependientes del tipo de acceso o específicas del tipo de acceso. Particularmente, la intercomunicación entre los GASN's utilizando el protocolo de movilidad comprende el uso del protocolo GTP de GPRS modificado para dar soporte a dicha comunicación. Alternativamente, se emplea el MIP.
En algunas realizaciones, la etapa de establecimiento comprende: enviar una petición de la dirección del GASN previo al HSS (HLR/AAA) de la estación de usuario móvil, desde el segundo o nuevo GASN. Alternativamente, la etapa de establecimiento comprende establecer, a partir de la información contenida en un mensaje, por ejemplo, el mensaje de petición de acceso, desde la estación de usuario móvil, la dirección o la identidad del GASN previo, o bien, alternativamente, suponer que se han definido áreas de encaminamiento para todas las redes de acceso concernidas, e implementar el procedimiento de ISRAU de GPRS para establecer información acerca de la dirección o la identidad del GASN previo.
Más particularmente, el método comprende la etapa de crear, una vez completada la cesión desde un sistema de acceso a otro de otro tipo, una ruta en la que el GASN de anclaje, esto es, el GASN previo, o el GASN doméstico si no son el mismo, es el nuevo o segundo GASN. Aún más particularmente, el método comprende la etapa de: mantener la misma dirección de IP de usuario durante la cesión entre redes de acceso diferentes.
En particular, el método comprende la etapa de llevar a cabo una entrega o cesión desde un tipo previo de red de acceso a una nueva red de acceso de un tipo de acceso diferente, o implementar una tecnología de acceso diferente, de tal modo que dichas redes de acceso comprenden dos diferentes de entre la WLAN, la WiMAX, una red de banda ancha fija, por ejemplo, una (a)xDSL, una red de 2G, 3G o de S3G, o una Ethernet pública, etc.
El concepto básico de la presente invención es proporcionar el acceso múltiple a través de la mejora y la reutilización de la tecnología existente. Por ejemplo, la movilidad intra-sistemas de GPRS se aporta por la GMM/GTP o por el MIP. Con las extensiones o ampliaciones que se proponen, será posible utilizar el protocolo GTP/MIP para satisfacer los requisitos del acceso múltiple y la movilidad entre tecnologías de acceso diferentes. De acuerdo con la invención, el usuario puede, por ejemplo, desplazarse itinerantemente entre una I-WLAN, una WLAN en Interacción, y sistemas (de banda ancha fija) de 3G, etc., al tiempo que se mantiene la continuidad de la sesión. Al menos por lo que respecta al cambio en el acceso entre una 3G y una WLAN, o viceversa, el concepto está basado en el GTP y en las especificaciones de acceso de 3GPP de I-WLAN. Alternativamente, se utiliza el IP Móvil en lugar del GTP para proporcionar señalización de control y tunelización de los datos de usuario entre nodos de red. Ha de apreciarse, sin embargo, que, en ese caso, no se utiliza el IP Móvil según se especifica por el IETF [Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet -"Internet Engineering Task Force"], es decir, como protocolo entre terminales y agentes de movilidad de red. En lugar de ello, el IP Móvil se utiliza únicamente como protocolo de red para reemplazar el GTP, y no se le ha de proporcionar soporte por parte de los terminales. Es también posible utilizar otros protocolos (protocolos de movilidad) distintos del GTP o del MIP entre los nodos de red o los GASN's. La tunelización de lo datos de usuario se llevará entonces a cabo, por ejemplo, por uno de los protocolos de encapsulado definidos para el MIP, por ejemplo, el IP-in-IP [IP dentro de IP] o la GRE (Encapsulado de Encaminamiento Genérico -"Generic Routing Encapsulation"). Una estación
de usuario móvil puede reutilizar la GMM también con otros tipos de acceso, por ejemplo, WLAN y banda ancha.
Breve descripción de los dibujos
La invención se describirá adicionalmente en lo que sigue, de una manera no limitativa y con referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:
la Figura 1 ilustra esquemáticamente una red de núcleo y tres redes de acceso diferentes que implementan diferentes tecnologías de acceso y GASN's específicos del tipo de acceso que actúan a modo de interfaz, de acuerdo con la invención,
la Figura 2A ilustra una red de núcleo y tres redes de acceso, en las que se ha proporcionado al usuario un acceso de WLAN pública,
la Figura 2B ilustra el procedimiento de entrega o cesión para el usuario de la Figura 2A, cuando solicita, en su lugar, el acceso de UTRAN,
la Figura 2C ilustra el aporte o provisión del acceso de UTRAN para el usuario de las Figuras 2A y 2B,
la Figura 3A ilustra un usuario que accede a una red de núcleo (visitada) a través de una WLAN pública que no es la red de núcleo (CN -"core network") propia del usuario, y que solicitará el acceso a una UTRAN de la CN visitada,
la Figura 3B ilustra el procedimiento de cesión para el usuario de la Figura 3A,
la Figura 3C ilustra la provisión del acceso de UTRAN para el usuario de la Figuras 3A y 3B,
la Figura 4 ilustra esquemáticamente una red de núcleo y redes de acceso en las que un usuario accede a la red de núcleo a través de una red de acceso de banda ancha fija,
la Figura 5 es un diagrama de secuencia que ilustra el procedimiento cuando un usuario cambia el acceso desde una WLAN a una UTRAN de acuerdo con una primera realización,
la Figura 6 es un diagrama de secuencia que ilustra el procedimiento cuando un usuario cambia el acceso de una WLAN a una UTRAN de acuerdo con una segunda realización,
la Figura 7 es un diagrama de secuencia que describe el procedimiento cuando un usuario cambia el tipo de acceso desde una UTRAN a una WLAN de acuerdo con una primera realización,
la Figura 8 es un diagrama de secuencia que describe el procedimiento cuando un usuario cambia el tipo de acceso desde una UTRAN a una WLAN de acuerdo con una segunda realización,
la Figura 9 es un diagrama de secuencia que describe el procedimiento cuando se cambia el tipo de acceso desde una UTRAN a una WLAN de acuerdo con una tercera realización,
la Figura 10 es un diagrama de bloques muy esquemático de un GASN, y
la Figura 11 es un diagrama de bloques muy esquemático de un RNC modificado.
Descripción detallada de los dibujos
La Figura 1 muestra un ejemplo de una estructura de red de acuerdo con la presente invención. Ésta comprende aquí una sola red 100 de núcleo, que comprende un cierto número de nodos de red de núcleo, designados aquí como GASN's. En la realización que se muestra en la Figura 1, la red 100 de núcleo comprende un primer GASN_{1} 10, que tiene una interfaz 1_{1}, dependiente del acceso o específica del acceso, con un sistema de acceso que es aquí una WLAN/WiMAX 200, y, particularmente, con una pasarela 210 de acceso de WLAN que constituye el nodo de acceso que se refiere a la red de acceso. El GASN_{1} 10 comprende, en particular, una PDG (Pasarela de Datos en Paquetes -"Packet Data Gateway") modificada de acuerdo con la invención. Comprende adicionalmente otro GASN, el GASN_{2} 20, que tiene una interfaz 1_{2}, dependiente del tipo de acceso, con, aquí, una red de acceso por radio de GPRS/UMTS, la UTRAN 201, es decir, con un nodo de acceso de la red de acceso por radio que puede ser, en particular, un nodo de control de red de radio RNC-X 220, que aquí significa un RNC convencional modificado de acuerdo con la invención o modificado de tal manera que, por ejemplo, comprende una cierta capacidad funcional que se proporciona normalmente en un SGSN (Nodo de Soporte de GPRS en Servicio -"Serving GPRS Support Node"), o, en caso de que se implemente, parte de la capacidad funcional de SGSN de un CGSN (Nodo de Soporte de GPRS Combinado -"Combined GPRS Support Node"), que incluye normalmente capacidad funcional de SGSN así como de GGSN. El GASN_{2} 20 es un GSN modificado (GSN-X) por cuanto que, además de proporcionar soporte a interfaces específicas de acceso a redes de acceso e intercomunicación con otros GASN's y HSS para el retorno de información de dirección de nodo de acceso previo, etc., tal y como se explicará más adelante, puede también comprender la capacidad funcional de GGSN, o la mayor parte de ella, posiblemente algo de la capacidad funcional de SGSN, o, particularmente, la capacidad funcional de SGSN que no se ha hecho posible en el RNC-X 220 ó, correspondientemente, en la parte de GGSN de una capacidad funcional de CGSN, y algo de la capacidad funcional de SGSN de un CGSN, etc. La red 100 de núcleo comprende adicionalmente otro GASN_{3} 30 que tiene una interfaz 1_{3}, dependiente del tipo de acceso, con el DSLAM (Multiplexador de Acceso de DSL -"DSL Access Multiplexer") 230 de nodo de acceso de una red de acceso de banda ancha fija 202. El GASN_{3} 30 y el DSLAM 230 pueden también ser modificados según se ha explicado anteriormente o de alguna otra manera apropiada. Los GASN's 10, 20, 30, por ejemplo, proporcionan el acceso a redes de datos en paquetes externas, tales como, por ejemplo, la Internet o, generalmente, una red de datos en paquetes controlada por un tercero.
Las interfaces que proporcionan movilidad se aportan entre los GASN's 10, 20, 30 respectivos; aquí, las interfaces se denotan como 2_{1}, 2_{2}. En particular, dichas interfaces de movilidad 2_{1}, 2_{2} comprenden interfaces de GTP (Protocolo de Tunelización de GPRS -"GPRS Tunneling Protocol"), aquí, por ejemplo, entre una PDG/TTG 10 modificada, un GSN-X 20 y un BRAS 30 modificado, que se utilizan para la cesión de acceso múltiple. Como ya se ha expuesto anteriormente en esta Solicitud, puede utilizarse, por ejemplo, el IP Móvil como alternativa al GTP para proporcionar la señalización de control y la tunelización de los datos de usuario entre los GASN's implicados. Se ha supuesto aquí que la estación de usuario móvil o el equipo 5 de usuario accede al GASN_{1} 10, en particular, una PDG o una TTG, a través de una WLAN 200 de acuerdo con la especificación de I-WLAN de 3GPP que comprende el establecimiento de un túnel de IP-sec entre el UE 5 y el GASN_{1} 10. Para el GPRS, puede existir o no un SGSN, dependiendo de qué entrega o versión de 3GPP se considere o utilice. El concepto inventivo cubre las dos alternativas.
De acuerdo con el concepto inventivo, el usuario final, por ejemplo, el UE 5, debe mantener su dirección de IP durante la cesión entre sistemas de acceso, es decir, cuando se produce una cesión, por ejemplo, a una UTRAN 201 ó a una banda ancha fija 202 desde la WLAN o en el otro sentido, es decir, para cualquier cesión entre redes de acceso diferentes. Se supone, adicionalmente, que la estación de usuario móvil es una estación de usuario de modo doble o de múltiples modos, por ejemplo, una estación de usuario con capacidades para UTRAN y WLAN. No es necesario el acceso simultáneo, pero puede implementarse para conseguir un comportamiento optimizado "de reanudación antes de la desconexión".
En una realización ventajosa, la política o criterios de funcionamiento y carga se lleva a cargo en el GASN de anclaje y será descrita de manera más exhaustiva más adelante. Como puede observarse en la Figura 1, la red de núcleo comprende también un HSS 15 (Servidor de Abonado Doméstico -"Home Subscriber Server") con un servidor de AAA 16. Se ilustra también un nodo de PCRF que se encarga de los criterios de funcionamiento y las capacidades funcionales de carga, etc.; esto se indica, sin embargo, simplemente mediante líneas discontinuas, ya que no es de relevancia particular para la presente invención, y puede ser tratado de diferentes maneras.
El GASN con el que se conecta un usuario por primera vez, aquí, un GASN_{1} 10, particularmente una PDG/TTG modificada, seguirá siendo un punto de anclaje de una cesión de múltiple acceso, si bien, en los casos de desplazamiento itinerante, generalmente el punto de anclaje sigue siendo la CN doméstica.
En este caso, es decir, si el usuario realiza una cesión a la UTRAN 201 ó a banda ancha fija 202, habrá dos GASN's implicados en el recorrido o camino a través de la red de núcleo 100. En consecuencia, es necesario encontrar el GASN antiguo o previo tras la cesión, es decir, en este caso, el GASN antiguo será el GASN_{1} 10. Como se describirá más exhaustivamente más adelante, el GASN antiguo o previo puede encontrarse de diferentes maneras y el concepto inventivo no está limitado a ninguna forma particular de establecer el GASN previo, sino que cubre cualquier forma de establecer el GASN previo, y se proporcionan tres ejemplos. De acuerdo con una implementación preferida, el GASN antiguo (previo) se encuentra por medio del HSS 15 y la AAA 16, tal y como se describirá más exhaustivamente con referencia a las Figuras 2B y 3B. En una implementación alternativa, el GASN previo puede encontrarse suponiendo que se han especificado también áreas de encaminamiento, por ejemplo, para WLAN y para redes de acceso de banda ancha fija, por medio del uso del método de ISRAU de GPRS. De acuerdo con una tercera realización alternativa, las estaciones de usuario móviles pueden ser dotadas de información acerca de la dirección del GASN previo y enviar esta información al nuevo GASN en la cesión. Este método es en ocasiones, sin embargo, menos atractivo, puesto que los operadores son reacios a divulgar detalles sobre sus redes, por ejemplo, direcciones de IP de nodos.
Estos métodos están también cubiertos por el concepto inventivo, así como otros posibles métodos, si bien los siguientes ejemplos mostrarán realizaciones que comprenden la comunicación de HSS (HLR)/AAA.
Los diagramas de bloques de las Figuras 2A-2C describen el procedimiento cuando la estación de usuario final 5 realiza una entrega o cesión desde un acceso de WLAN a un acceso de GPRS/UTRAN. Se ha supuesto, por lo tanto, en la Figura 2A que el usuario final 5 está enganchado a una I-WLAN, esto es, enganchado a través de la WLAN 200 a una WAG 210, como en la Figura 1, a un GASN_{1}' 10', a través de una interfaz 1_{1} dependiente del tipo de acceso, y se ha establecido un túnel de IP-sec entre el usuario final 5 y el GASN_{1}' 10'. Las respectivas figuras son similares a la Figura 1, con la diferencia de que el GASN_{1}' 10' tiene dos interfaces dedicadas o dependientes del tipo de acceso, a saber, la interfaz 1_{1} con la WLAN 200 y la interfaz 1_{3}' con la banda ancha fija 202 (operada por el operador A). Aquí, la WLAN es operada por el operador C y la UTRAN por el operador B, también responsable de la red 100 de núcleo. A este respecto, la Figura 2A es similar a la Figura 1, si bien no tiene por qué tratarse de operadores diferentes, ni de operadores diferentes según se muestra, y la red de núcleo no tiene porqué tener el mismo operador de la UTRAN 201, etc.
La Figura 2B es similar a la Figura 2A, pero se supone en ella que el usuario 5, enganchado a la I-WLAN 200 a través de un túnel de IP-sec que ha autentificado y tiene acceso a servicios de 3G, por ejemplo, pierde el contacto con el sistema de WLAN 200 y, por alguna otra razón, decide realizar una cesión a 3G. Como se explicará, se producirá una actualización del área de encaminamiento modificada. En esta realización, se ilustra un caso en el que el sistema de 3G implicado no tiene un SGSN, ni un GASN en el que parte de la capacidad funcional de SGSN ha sido trasladada al RNC-X 220. Un caso con un sistema de 3G de legado que incluya SGSN sería similar.
Por tanto, se ha supuesto aquí que se envía una petición de actualización de área de encaminamiento, I, mediante el uso de señalización de GMM, a un RNC-X 220. Subsiguientemente, el RNC-X 220 envía una petición de crear un contexto de PDP, II, a través de la interfaz 1_{2} dependiente del tipo de acceso o específica, al GASN_{2} 20. El GASN_{2} 20 necesita entonces conocer la dirección del GASN previo al que se conectó la estación 5 de usuario final móvil, y, por tanto, envía una petición a un HSS/AAA 15', 16 utilizando un protocolo de Radio ("Radius") o de Diámetro ("Diameter") III. Una vez que se ha proporcionado la información solicitada al GASN_{2} 20, es decir, cuando el GASN_{1}' 10' tiene la dirección del GASN previo, el GASN_{2} 20 envía una petición de crear (o, aquí, actualizar) contexto de PDP, IV, al GASN_{1}' 10'. El procedimiento se explicará con mayor detalle más adelante, con referencia a los diagramas secuenciales de la Figura 5 ó de la Figura 6.
Finalmente, se envía una aceptación de actualización de área de encaminamiento, V, (a través del GASN_{2} 20) desde el RNC-X 220 a la estación de usuario móvil 5 (señalización de GMM). En la comunicación entre los GASN's, puede utilizarse, por ejemplo, GTP o MIP. Preferiblemente, las funciones de control de los recursos son manejadas por PCRF antes de la cesión, así como después de ésta. Una vez que se ha completado la cesión, se crea una ruta a través del GASN de anclaje, aquí, el GASN_{1}' 10', y el nuevo GASN, es decir, el GASN_{2} 20, hasta la estación de usuario móvil 5.
La Figura 2C ilustra, finalmente, el acceso a la UTRAN 201. El acceso para el tráfico en el plano de usuario de la estación 5 de usuario móvil se proporciona a través de dos GASN's pertenecientes a la red 100 de núcleo local, a saber, el nuevo GASN_{2} 20 y el GASN_{1}' 10', que forman un punto de anclaje, a través de GTP-U, tal como se ilustra en la Figura, entre la estación de usuario móvil 5 y el RNC-X 120, y el RNC-X 20 y el GASN 20, así como entre el GASN 20 y el GASN 10'. Por otra parte, el GASN 20 puede comprender, por ejemplo, un GGSN extendido o ampliado, esto es, un GGSN con una capacidad funcional ampliada de acuerdo con la presente invención, o un CGSN también ampliado de acuerdo con la presente invención, pero en el que algo de la capacidad funcional de SGSN puede haber sido, o no, transferida al RNC-X 220 posiblemente modificado en correspondencia.
Las Figuras 3A-3C son Figuras similares a las Figuras 2A-2C, pero que, en su lugar, ilustran un ejemplo de un caso de desplazamiento itinerante desde un GASN a otro GASN mediante el uso de tecnología entre accesos de acuerdo con la presente invención para una cesión cuando el punto de anclaje se encuentra en una red de núcleo doméstica, aquí, la CN 2 (H) 101'. La red de núcleo visitada se denota aquí como CN 1 (V) 100'.
En este caso de desplazamiento itinerante, el acceso se cambia del acceso de WLAN pública al acceso de UTRAN, y las redes de acceso se conectan, ambas, a la red de núcleo visitada 100'. El concepto inventivo se aplica también, por supuesto, a otros casos de desplazamiento itinerante, por ejemplo, desde el acceso a través de una red de acceso de una primera red de núcleo, a, por ejemplo, una red de acceso que utiliza una tecnología diferente pero está conectada a otra red de núcleo, de tal manera que las dos pueden ser redes visitadas o una de ellas puede ser una red de núcleo doméstica; el funcionamiento es similar. En general, si se utiliza un punto de anclaje local en la VPLMN, la capacidad funcional será similar a la que se describirá, por ejemplo, con referencia a la Figura 5. Si no se utiliza un punto de anclaje local en la VPLMN (Red Móvil Terrestre, Pública y Visitada -"Visited Public Land Mobile Network"), el método seguirá siendo similar pero puede tener también algunos elementos similares a una ISRAU de GPRS. El GASN de anclaje doméstico seguirá existiendo, al tiempo que el GASN en servicio es conmutado del GASN previo al nuevo GASN.
Así pues, en la Figura 3A se ilustra una red de núcleo visitada 100' y una red de núcleo doméstica 101', es decir, una red de núcleo doméstica para la estación de usuario móvil 5_{1}. La red de núcleo visitada 100' comprende un cierto número de GASN's, a saber, el GASN 1 10_{1}, que tiene una interfaz con la WLAN 200_{1}, es decir, una interfaz 1_{10} dependiente del tipo de red de acceso, el GASN 2 20_{1} para el acceso de UTRAN 201_{1} por el RNC-X 220_{1}, a través de la interfaz 1_{20} dependiente del tipo de acceso, el GASN 3 30_{1}, con la interfaz 1_{30}, dependiente del tipo de acceso, con el DSLAM 230_{1} de la red de banda ancha fija 202_{1}. Existe también un GASN 4 40_{1} adicional, con una Gi+interfaz con TV de IP. Tiene también una interfaz 1_{40} dependiente del tipo, con el DSLAM 230_{1}. Los GASN's 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1} se comunican unos con otros a través de las interfaces 2_{1}', 2_{2}', 2_{3}', 2_{4}', 2_{5}', utilizando un protocolo de movilidad según se ha explicado anteriormente con referencia a las figuras precedentes (por ejemplo, el GTP o el MIP). Se ilustran también los HSS 15_{1} y 16_{1}. La red doméstica CN 2 101' se ha ilustrado aquí tan sólo esquemáticamente, y se ha ilustrado sólo el GASN 5_{0} 50_{0}, si bien esta red de núcleo tiene también, generalmente, más GASN's. También se han ilustrado, por lo que respecta a la red 100' de núcleo, un HSS 15_{0} y una AAA 16_{0}. Los GASN's 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1} están conectados, respectivamente, al GASN 50_{0} de la CN 2 101', a través de unas interfaces de desplazamiento itinerante 3_{1}, 3_{2}, 3_{3}, a través de las cuales pueden establecerse, por ejemplo, túneles de GTP. Se ha supuesto también aquí que la estación de usuario móvil 5_{1} accede a través de la WLAN 201, y que se ha establecido un túnel de IP-sec a través de la interfaz 1_{10}, con el GASN 1 10_{1}. El aporte de servicios locales y de servicios domésticos, respectivamente, se ilustra aquí meramente de forma esquemática en la Figura y no forma parte realmente de la presente invención.
La Figura 3B es similar a la Figura 3A, pero se supone ahora que la estación de usuario móvil 5_{1}, por alguna razón según se ha explicado, desea o necesita acceder, en su lugar, a través de la UTRAN 201. La estación de usuario móvil 5_{1} envía, por tanto, una petición de actualización de área de encaminamiento al RNC 220_{1}, I', el cual envía, en consecuencia, una petición de crear contexto de PDP al GASN 2 20_{1}, a través de la interfaz 1_{20} específica de tipo de acceso, II'. El GASN 2 20_{1}, a continuación, según se ha descrito con referencia a la Figura 2B, necesita conocer u obtener información acerca de la dirección del GASN previo, y envía, por lo tanto, una petición de dirección del GASN previo, III', utilizando el protocolo de movilidad, aquí, a través de una interfaz de desplazamiento itinerante, al HSS/AAA 15_{0}, 16_{0} de la red de núcleo doméstica 101', que es la red doméstica de la estación de usuario móvil 5_{1}. Al recibir la información que se necesita, el GASN 2 20_{1} envía una petición de contexto al GASN 1 10_{1} que era el GASN previo, IV'. La petición de contexto de PDP (o petición de creación de contexto PDP) es enviada desde el GASN 20_{1} al GASN 50_{0}, V', y el túnel de GTP (aquí) es trasladado de encontrarse entre el GASN 10_{1} y el GASN 50_{0} a encontrarse entre el GASN 20_{1} y el GASN 50_{0}. Finalmente, se envía una aceptación de actualización de área de encaminamiento desde el RNC 220_{1} a la estación de usuario móvil 5_{1}, VI'. La Figura 3C, que es similar a la Figura 3B, ilustra sencillamente el acceso de UTRAN con los túneles (aquí) de GTP entre la estación de usuario móvil 5_{1} y el RNC 220_{1}, entre el RNC 220_{1} y el GASN 2 20_{1}, y el GASN 2 20_{1} y el GASN 5 50_{0}, respectivamente, siendo el punto de anclaje, por tanto, el GASN 50_{0} de la red de núcleo doméstica 101'.
La Figura 4 es un diagrama de bloques simplificado, similar, por ejemplo, a la Figura 1, con una red 100'' de núcleo a la que se puede acceder por medio de tres tipos diferentes de acceso, a saber, por una UTRAN con un cierto número de RNC's, RNC-X ilustrados en la Figura, por acceso de WLAN en el que las WLAN's comprenden WAG's, y a través de una banda ancha fija con un DSLAM. La red de núcleo 100'' comprende un GASN 10'', por ejemplo, un PDG ampliado, PDGX ("extended PDG"), con una interfaz 1_{1}'' específica del tipo de acceso con la WAG de la WLAN 210'', un GASN 20'' con una interfaz 1_{2}'', específica del tipo de acceso, con el RNC-X de la UTRAN 220'', y un GASN 30'', por ejemplo, un BRAS (Servidor de Acceso Remoto de Banda Ancha -"Broadband Remote Access Server") modificado, con una interfaz 1_{3}'', específica del tipo de acceso, con el DSLAM de una banda ancha fija 230''. Se supone aquí que se ha establecido un túnel de IP-sec entre la estación de usuario final 5_{2} y el GASN_{3} 30''. Esta Figura tiene únicamente la intención de mostrar que también se cubrirán tecnologías de acceso que no son de 3GPP. Tales sistemas pueden ser redes de acceso de banda ancha fija, por ejemplo, una conexión de ADSL en el domicilio. Se supone aquí que un GASN/BRAS específico en la red de núcleo hace posible el acceso del operador. En particular, el GASN_{3} 30'' está constituido sobre una PDG (que proporciona el acceso de WLAN) y los mismos mecanismos que se utilizan para la I-WLAN, es decir, se establece un túnel de IP-sec entre la estación de usuario móvil 5_{2} y el GASN_{3} 30''. Con estas suposiciones, son aplicables los mismos procedimientos de cesión de acceso múltiple que se utilizan para la I-WLAN en la cesión de UTRAN, y según se ha explicado anteriormente. La Figura también ilustra los túneles (de GTP) establecidos utilizando el protocolo de movilidad entre los diferentes GASN's.
La Figura 5 es un diagrama secuencial que describe el modo como puede llevarse a cabo una entrega o cesión de WLAN a GPRS/UTRAN de acuerdo con una realización de la invención, utilizando el GTP como protocolo de movilidad. Se supone aquí que el usuario está enganchado a una I-WLAN y, por tanto, se ha autentificado y tiene acceso a servicios de 3G, pero, por alguna razón, necesita realizar una cesión a 3G/UTRAN. Se establece o establecerá una conexión de RRC (Control de Recursos de Radio). Se supone entonces que se envía una petición de actualización de área de encaminamiento (RAU -"routing area update") desde el MS/UE al RNC-X, que es un RNC modificado que proporciona soporte a las funciones de acuerdo con la presente invención, según se indica por la referencia 1. El mensaje de RAU puede contener IMSI, Tipo de Actualización, ..., para el RNC-X. El tipo de actualización deberá indicarse de alguna manera, por ejemplo, "actualización desde el acceso de WLAN" o algo similar. En este caso, los parámetros tales como P-TMSI, TMSI de VLR, Firma de P-TMSI ["P-TMSI Signature"], RA antiguo, etc., pueden estar vacíos. De forma subsiguiente, según se indica por la referencia 2, el RNC-X envía una petición de creación de contexto de PDP al nuevo GASN. La selección del nuevo GASN puede estar basada, por ejemplo, en política o criterios operativos y proporcionarse por medios no cubiertos por la presente invención. El MS/UE indica que la dirección de IP no se ha solicitado. El mensaje de petición de actualización de área de encaminamiento puede ser acarreado hasta el nuevo GASN y manejado dentro de él. Puede enviarse, alternativamente, una petición de actualización de área de encaminamiento, 1', directamente desde el MS/UE al nuevo GASN, en una implementación alternativa.
En la siguiente etapa, la etapa 3, el nuevo GASN solicita la dirección del GASN previo del HSS/AAA en esta implementación, y recibe una respuesta. Como se ha explicado anteriormente en esta Solicitud, la petición de actualización de área de encaminamiento puede contener un identificador, por ejemplo, un NAI (Identificador de Dirección de Red -"Network Address Identifier"), un RAI (Identificador de Área de Encaminamiento -"Routing Area Identifier"), etc., del antiguo GASN, por ejemplo, PDG/TTG, de tal manera que el nuevo GASN puede encontrarlo sin tener que contactar con el HSS/AAA. Subsiguientemente, según la referencia 4, el nuevo GASN envía una petición de actualización de contexto de PDP (por ejemplo, con la nueva dirección de GASN, la QoS Negociada, el Identificador de Punto Final de Túnel, la identidad de red de servicio, el CGI (Identificador Global de Celda -"Cell Global Identifier")/SAI (Identificador de Área de Servicio -"Service Area Identifier"), el tipo RAT) al GASN previo. Alternativamente, puede utilizarse un mensaje de creación de contexto de PDP, ya que el antiguo GASN no tenía, realmente, un túnel de GTP antiguo sino, en lugar de éste, un túnel de IP-sec con el MS/UE. Sin embargo, el GASN previo sigue siendo un punto de anclaje. El GASN previo envía entonces una respuesta de actualización de contexto de PDP, en el caso de que se haya enviado una petición de actualización de contexto de PDP, al nuevo GASN, según se indica la referencia 5. Pueden ejecutarse, opcionalmente, las funciones de seguridad, de acuerdo con lo indicado por la referencia 6. El nuevo GASN informa al HSS acerca del cambio de GASN mediante el envío de una actualización de la posición con, por ejemplo, un número de GASN, una dirección de GASN, un IMSI, una IMEISV, al HSS, conforme se indica por la referencia 7. Ha de quedar claro que cabe la posibilidad de que no se requiera toda esta información, y la IMEISV (Versión de Software de Identificador de Equipo Móvil Internacional -"International Mobile Equipment Identifier Software Version") es enviada, de preferencia, únicamente si se da soporte a la función de ADD (Detección Automática de Dispositivos -"Automatic Device Detection").
El HSS envía Datos de Abonado para Inserción ["Insert Subscriber Data"], por ejemplo, con el IMSI, datos de suscripción, al nuevo GASN, según se indica por la referencia 8, el cual valida la presencia del MS/UE en la (nueva) área de encaminamiento. El nuevo GASN construye un contexto de MM (Gestión de Movilidad -"Mobility Management") para el MS/UE y devuelve un mensaje de Confirmación de Datos de Abonado para Inserción (por ejemplo, con IMSI) al HSS, según la referencia 9, que confirma la actualización de la posición mediante el envío de una confirmación de actualización de posición (IMSI) al nuevo GASN, según se indica por la referencia 10.
El nuevo GASN envía entonces una respuesta de creación de contexto de PDP (por ejemplo, con P-TMSI, TMSI de VLR, Firma de P-TMSI) al RNC-X, según se indica por la referencia 11. El mensaje de respuesta de actualización de área de encaminamiento puede ser acarreado desde el GASN, es decir, el nuevo GASN, en caso de ser manejado por el GASN (nuevo), conforme a la referencia 11.
Por último, el RNC-X responde (o remite de forma transparente, en caso de ser manejado en el nuevo GASN) al MS con una aceptación de actualización de área de encaminamiento (por ejemplo, con P-TMSI, TMSI de VLR, Firma de P-TMSI, etc.), según se indica por la referencia 11, y el MS/UE confirma, finalmente, la reasignación de los TMSI's al devolver un mensaje de ultimación de actualización de área de encaminamiento al RNC-X, según se indica por la referencia 13.
En una implementación alternativa, ilustrada en el diagrama secuencial de la Figura 6, se utiliza el Protocolo de Internet Móvil, MIP ("Mobile Internet Protocol") como protocolo de movilidad entre GASN's, aquí, entre el nuevo GASN y el GASN antiguo (previo), por ejemplo, un PDG, entre una WLAN y una UTRAN. Preferiblemente, se definen nuevos formatos de Extensión o Ampliación de MIP con el fin de transportar la información requerida, que no están definidos en ese momento para MIP (por ejemplo, RAT (Tipo de Acceso por Radio -"Radio Access Type"), QoS negociada (normalmente incluida en el GTP), etc.) y que se necesitan por parte del GASN.
En el diagrama secuencial de la Figura 6, la secuencia o mensaje 1_{1} corresponde al mensaje 1 de la Figura 5. Sin embargo, el RNC-X envía entonces una petición de registro de MIP al nuevo GASN, Agente Extranjero FA, según se indica por la referencia 2_{1}. La selección de GASN puede estar basada en la política o criterios operativos y proporcionarse de cualquier forma apropiada. El UE/MS indica que no se ha solicitado la dirección de IP. El mensaje de petición de RAU puede ser acarreado hasta el nuevo GASN y manejado allí. El mensaje 3_{1} corresponde al mensaje 3 de la Figura 5 y, por tanto, no se harán comentarios adicionales sobre él (petición y respuesta de dirección de GASN previo).
Sin embargo, se envía entonces una Petición de Registro de MIP (nueva dirección de GASN) desde el nuevo GASN al antiguo GASN, por ejemplo, una PDG, según se indica por la referencia 4_{1}. Puede utilizarse, alternativamente, un mensaje de contexto de PDP, puesto que el antiguo GASN no tenía realmente un túnel de GTP antiguo, sino, en su lugar, un túnel de IP-sec hacia el MS/UE. El antiguo GASN sigue siendo el punto de anclaje. El antiguo GASN devuelve una respuesta de registro de MIP (o una respuesta de contexto de PDP de Actualización), según se indica por la referencia 5_{1}. Los mensajes 6_{1}-13_{1} se corresponden con los mensajes 6-13 anteriormente explicados con referencia a la Figura 5.
Por último, los datos de usuario se canalizan por un túnel entre el GASN previo y el nuevo GASN utilizando un protocolo de encapsulado definido para el MIP, por ejemplo, IP-in-IP o GRE, según se indica por la referencia
14_{1}.
La Figura 7 es un diagrama secuencial que ilustra el procedimiento opuesto de acuerdo con una primera implementación, basada en GTP, de la presente invención, es decir, aquí, una UTRAN para la cesión de I-WLAN, cuando un usuario decide o necesita realizar una entrega o cesión desde una UTRAN a un acceso de WLAN. En consecuencia, se supone aquí que el túnel de WLAN se ha establecido entre el MS/UE y el nuevo GASN, por ejemplo, PDG-X, según se indica por la referencia 0'; por ejemplo, se utiliza una dirección de IP temporal, tal y como se ha expuesto anteriormente en la Solicitud, o bien es posible hacerlo sin asignar una dirección de IP, etc. Debe permitírsele conservar la misma dirección de IP que se ha utilizado en la UTRAN. El MS/UE envía un mensaje de petición de actualización de área de encaminamiento, por ejemplo, con IMSI, Tipo de Actualización ["Update Type"], etc., al nuevo GASN, según se indica por la referencia 1'. El tipo de actualización indicará, por ejemplo, "actualización desde el acceso de UTRAN". En este caso, los parámetros P-TMSI, TMSI de VLR, Firma de P-TMSI, RA antiguo, etc., pueden estar presentes, aunque no es necesario que lo estén. El nuevo GASN, por ejemplo, una PDG, solicita del HSS/AAA la dirección del GASN antiguo, y recibe una respuesta. Alternativamente, una petición de actualización de área de encaminamiento puede contener un identificador, por ejemplo, un NAI, un RAI, etc., del GASN previo, de tal manera que el nuevo GASN puede encontrar el GASN previo sin tener que contactar con el HSS/AAA, según se indica por la referencia 2'.
El nuevo GASN, o PDG, envía una petición de actualización de contexto de PDP con, por ejemplo, una nueva dirección de GASN, QoS Negociada, Identificador de Punto Final de Túnel, identidad de red en servicio, CGI/SAI, tipo de RAT, etc., al GASN de que se trate, esto es, al GASN previo, de conformidad con lo indicado por la referencia 3'. El GASN previo envía entonces una respuesta de actualización de contexto de PDP al nuevo GASN, por ejemplo, PDG, según se indica por la referencia 4'. Las funciones de seguridad pueden, opcionalmente, ser ejecutadas en ese momento, conforme a la referencia 5', pero esto se ilustra sencillamente con una línea discontinua puesto que no forma parte de la presente invención. El nuevo GASN informa entonces al HSS acerca del cambio de posición mediante el envío de un mensaje de actualización de posición con, por ejemplo, el número del GASN, la dirección del GASN, el IMSI, la IMEISV, al HSS, según se indica por la referencia 6'. La IMEISV, en particular, se envía únicamente si se tiene habilitada la ADD. El HSS envía entonces datos de Abonado para Inserción con, por ejemplo, el IMSI, datos de suscripción correspondientes al nuevo GASN, según se indica por la referencia 7'. El nuevo GASN valida la presencia del MS/UE. El nuevo GASN construye entonces un contexto de MM para el MS/UR y devuelve un mensaje de confirmación de datos de Abonado para Inserción (IMSI) al HSS, según se indica por la referencia 8', y el HSS confirma la actualización de la posición mediante el envío de una confirmación de actualización de posición (IMSI) al nuevo GASN, conforme a lo indicado por la referencia 9'.
El nuevo GASN responde entonces al MS/UE con una aceptación de área de encaminamiento, según se indica por la referencia 10', por ejemplo, con P-TMSI, TMSI de VLR, Firma de P-TMSI, etc. (que, sin embargo, no existe en el lado de WLAN), conforme a lo indicado por la referencia 10'. Finalmente, el MS/UE confirma la reasignación de, por ejemplo, los TMSI's o los P-TMSI's al devolver un mensaje de ultimación de actualización de área de encaminamiento al nuevo GASN, según lo indicado por la referencia 11'. Ha de quedar claro que esto meramente ilustra una implementación particular del concepto inventivo para una cesión de UTRAN a I-WLAN.
La Figura 8 es un diagrama secuencial que ilustra una cesión de UTRAN a I-WLAN de acuerdo con otra implementación basada en GTP. Cuando el terminal se conecta a una I-WLAN, lleva a cabo una autentificación utilizando IKEv2 y, a continuación, establece un túnel de IP-sec con el nuevo GASN, por ejemplo, PDG/TTG. Con el fin de actualizar el contexto de PDP en el GASN previo y establecer la dirección de IP del MS antes de que se complete el establecimiento del túnel, se propone realizar implícitamente una Actualización de Área de Encaminamiento durante el procedimiento de establecimiento del túnel. Esto puede considerarse como el acarreo de los mensajes de Actualización de Área de Encaminamiento sobre mensajes de IKEv2 y/o de IP-sec. Existen diferentes posibilidades para transportar la información de RAU en mensajes de IKEv2. Opciones incluyen, por ejemplo, la Carga Útil de ID de Vendedor ("Vendor ID Payload") de los mensajes de IKEv2 o la Carga Útil de Notificación. Es también posible definir nuevos tipos de Carga Útil de IKEv2 para el transporte de información de RAU.
Ha de apreciarse que la secuencia de mensajes de la Figura 8 es tan sólo un ejemplo. El intercambio de mensajes en IKEv2 puede parecer diferente (número diferente de viajes cíclicos o de ida y vuelta, etc.) dependiendo del tipo de autentificación, del tipo de credenciales, etc., que se utilicen. En el ejemplo que se da más adelante, la información de RAU está incluida en los tercer, cuarto y quinto mensajes IKE_AUTH. Sin embargo, es también posible transportar la información de RAU en otros mensajes de IKE distintos del que se muestra más adelante.
El IKE, Intercambio de Clave de Internet ["Internet Key Exchange"], v.2 [versión 2] se describe en el Borrador de Internet del IETF, Draft-IETF-IP sec-IKEv2-17, con fecha 23.09.2004.
En lo que sigue se describe brevemente la secuencia:
1_{1}' El MS/UE y el nuevo GASN, por ejemplo, una PDG, intercambian el primer par de mensajes de IKEv2.
2_{1}' El MS/UE envía un mensaje de Petición de IKE_AUTH al nuevo GASN, por ejemplo, una PDG.
3_{1}' La PDG comunica con el servidor de AAA una parte de la autentificación de IKEv2. Los detalles no se muestran.
4_{1}' La PDG responde con una Respuesta de IKE_AUTH que contiene el ID de PDG, la Petición de EAP (Protocolo de Autentificación Extensible -"Extensible Authentication Protocol"), etc.
5_{1}' El MS envía un mensaje de Petición de IKE_AUTH al nuevo GASN (PDG). El mensaje contiene la información de RAU que se necesita. El Tipo de Actualización indicará "Actualización desde el acceso de UTRAN". En este caso, pueden estar presentes los parámetros P-TMSI, TMSI de VLR, Firma de P-TMSI, RA antiguo, etc.
6_{1}' El nuevo GASN (PDG) comunica con el servidor de AAA una parte de la autentificación de IKEv2. Los detalles no se muestran.
7_{1}' El nuevo GASN (PDG) solicita la dirección del GASN previo del HSS/AAA. Una alternativa consiste en que la Petición de Actualización de Área de Encaminamiento contenga un identificador (por ejemplo, NAI, RAI, ...) del GASN previo, de tal modo que la TTG pueda encontrarlo sin tener que contactar con el HSS/AAA. Otra alternativa es que esta etapa se lleve a cabo simultáneamente con la etapa 5_{1}' anterior.
8_{1}' El nuevo GASN (PDG) envía una Petición de Actualización de Contexto de PDP (dirección de nuevo GASN (PDG), QoS Negociada, Identificador de Punto Final de Túnel, identidad de red en servicio, CGI/SAI, tipo de RAT) al GASN previo de que se trate.
9_{1}' El GASN previo envía una Respuesta de Actualización de Contexto de PDP a la nueva PDG.
10_{1}' El nuevo GASN (PDG) informa al HSS del cambio de posición mediante el envío de una Actualización de Posición (Número de PDG, Dirección de PDG, IMSI, IMEISV) al HSS. La IMEISV se envía si se tiene habilitada la función de ADD.
11_{1}' El HSS envía Datos de Abonado para Inserción (IMSI, datos de suscripción) al nuevo GASN (PDG), el cual valida la presencia del MS.
12_{1}' El nuevo GASN (PDG) construye un contexto de MM para el MS y devuelve un mensaje de Confirmación de Datos de Abonado para Inserción (IMSI) al HSS.
13_{1}' El HSS confirma la Actualización de Posición mediante el envío de una Confirmación de Actualización de Posición (IMSI) al nuevo GASN (PDG).
14_{1}' El nuevo GASN (PDG) responde al MS con una Respuesta de IKE_AUTH. El mensaje contiene un EAP-Satisfactorio ["EAP-Success"] que forma parte de la autentificación de IKEv2. El mensaje contiene también la información de Aceptación de Actualización de Área de Encaminamiento (P-TMSI, TMSI de VLR, Firma de P-TMSI).
15_{1}' El MS envía un mensaje de Petición de IKE_AUTH al nuevo GASN (PDG). El MS confirma la reasignación de los TMSI's mediante la inclusión de información de Ultimación de Actualización de Área de Encaminamiento a la PDG.
16_{1}' El nuevo GASN (PDG) completa el procedimiento de IKEv2 mediante el envío de una Respuesta de
IKE_AUTH.
Puede también llevarse a cabo una cesión de UTRAN a I-WLAN utilizando un protocolo de movilidad basado en el MIP, entre un nuevo GASN (por ejemplo, PDG) y un GASN previo. Tal y como se ha referido anteriormente, se definen nuevos formatos de Extensión de MIP destinados a transportar la información requerida, por ejemplo, el tipo de RAT, etc. Semejante procedimiento se ilustra esquemáticamente en la Figura 9.
Las etapas se explican brevemente en lo que sigue:
1_{2}' El MS/UE y el nuevo GASN (PDG) intercambian el primer par de mensajes de IKEv2.
2_{2}' El MS envía un mensaje de Petición de IKE_AUTH a la nueva PDG.
3_{2}' El nuevo GASN (PDG) comunica con el servidor de AAA una parte de la autentificación de IKEv2. Los detalles no se muestran.
4_{2}' El nuevo GASN (PDG) responde con una Respuesta de IKE_AUTH que contiene el ID de PDG, la Petición de EAP, etc.
5_{2}' El MS envía un mensaje de Petición de IKE_AUTH a la nueva PDG. El mensaje contiene la información de RAU que se necesita. El Tipo de Actualización indicará "Actualización desde el acceso de UTRAN". En este caso, pueden estar presentes los parámetros P-TMSI, TMSI de VLR, Firma de P-TMSI, RA antiguo, etc.
6_{2}' La nueva PDG comunica con el servidor de AAA una parte de la autentificación de IKEv2. Los detalles no se muestran.
7_{2}' La nueva PDG solicita la dirección del GASN previo del HSS/AAA; véase la referencia 7_{1}', Figura 8.
8_{2}' La nueva PDG envía una Petición de Registro de MIP al GASN previo de que se trate. El mensaje de MIP contiene la información requerida (Dirección de la nueva PDG, QoS Negociada, Identificador de Punto Final de Túnel, identidad de la red en servicio, CGI/SAI, tipo de RAT).
9_{2}' El GASN previo envía una Respuesta de Actualización de Contexto de PDP a la nueva PDG.
10_{2}' La nueva PDG informa al HSS del cambio de posición mediante el envío de una Actualización de Posición (Número de PDG, Dirección de PDG, IMSI, IMEISV) al HSS. La IMEISV se envía si se tiene habilitada la función de ADD.
11_{2}' El HSS envía Datos de Abonado para Inserción (IMSI, datos de suscripción) a la nueva PDG. La nueva PDG valida la presencia de los MS's.
12_{2}' La PDG construye un contexto de MM para el MS y devuelve un mensaje de Confirmación de Datos de Abonado para Inserción (IMSI) al HSS.
13_{2}' El HSS confirma la Actualización de Posición mediante el envío de una Confirmación de Actualización de Posición (IMSI) a la nueva PDG.
14_{2}' La nueva PDG responde al MS con una Respuesta de IKE_AUTH. El mensaje contiene un EAP-Satisfactorio ["EAP-Success"] que forma parte de la autentificación de IKEv2. El mensaje contiene también la información de Aceptación de Actualización de Área de Encaminamiento (P-TMSI, TMSI de VLR, Firma de P-TMSI).
15_{2}' El MS envía un mensaje de Petición de IKE_AUTH a la nueva PDG. El MS confirma la reasignación del TMSI mediante la inclusión de información de Ultimación de Actualización de Área de Encaminamiento a la PDG.
16_{2}' La PDG completa el procedimiento de IKEv2 mediante el envío de una Respuesta de IKE_AUTH. (Los mensajes 9_{2}'-16_{2}' se corresponden con los mensajes 9_{1}'-16_{1}' de la Figura 8.)
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Por último, la Figura 10 es un diagrama de bloques de un GASN proporcionado a modo de ejemplo, de acuerdo con una realización de la presente invención. Esta implementación particular muestra, en realidad, un nuevo nodo que comprende un GGSN que puede incluir algunas de las funciones de GGSN existentes, o todas ellas, así como también otras funciones nuevas. Un GASN puede también ser un nodo evolucionado o modificado que proporciona soporte a otros tipos de redes de acceso, tales como una PDG/TTG que da soporte al acceso de I-WLAN, o un BRAS evolucionado que proporciona soporte al acceso de banda ancha. Por otra parte, puede dar soporte a uno o más accesos específicos de red de acceso. En la Figura 7, en particular, las capacidades funcionales que se ilustran por medio de la línea discontinua referente a la movilidad, son nuevas e importantes para una entrega o cesión entre sistemas de acceso diferentes, que comprenden particularmente la capacidad funcional de la capa de control para la actualización del área de encaminamiento, en este caso, la reasignación de RNC-X, la gestión de la sesión y el cambio/entrega entre sistemas. Las otras capacidades funcionales son conocidas y no se describirán adicionalmente aquí.
Análogamente, la Figura 11 es un diagrama de bloques de un ejemplo de un RNC-X, que constituye un nuevo nodo que comprende un RNC mejorado o modificado que puede incluir funciones de RNC ya existentes así como también otras nuevas funciones, por ejemplo, algunas funciones normalmente incluidas en un SGSN. La Figura 11 se ha incluido aquí meramente por razones explicativas. Las capacidades funcionales que son esenciales para el funcionamiento de acuerdo con el concepto inventivo se ilustran por medio de las líneas discontinuas en la caja de movilidad de la capa de control, a saber, la localización por "busca", el soporte del modo libre, la reasignación de RNC-X, la gestión de la movilidad y el cambio/cesión entre sistemas.
Es una ventaja de la presente invención el hecho de que, por ejemplo, el GTP puede ser reutilizado y hecho evolucionar para, entre otros, la movilidad de acceso múltiple, puesto que el GTP es un protocolo de trabajo bajo en control del 3GPP. El terminal de usuario móvil reutilizará los procedimientos de gestión de movilidad de 3GPP y de gestión de la sesión existentes, y, gracias a ello, ahorrará manejo de estados internos y de protocolos, en comparación con el caso de que se necesiten protocolos adicionales para características específicas de acceso múltiple. La red únicamente tiene que implementar el protocolo GTP para la canalización por túneles o tunelización relacionada con la movilidad (en el caso de que se utilice una implementación de GTP).
Otra ventaja es que el terminal puede utilizar una única solución de gestión de movilidad (GMM). Los terminales no tienen que proporcionar soporte a protocolos de movilidad adicionales, tales como el IP Móvil, para conseguir la movilidad en un escenario de acceso múltiple.
Como alternativa, puede utilizarse el IP Móvil como protocolo intra-red o dentro de la misma red, en lugar del GTP. La red necesita entonces dar soporte tanto al GTP (para GPRS) como al MIP (para acceso múltiple). En este caso, la ventaja principal es que el terminal puede continuar utilizando la GMM también para el acceso múltiple, puesto que no está al corriente de cuál es el protocolo que se utiliza dentro de la red. Sin embargo, pueden también construirse otros protocolos de movilidad.
Debe quedar claro que la invención no está limitada a las realizaciones específicamente ilustradas, sino que cubre cualquier tipo de entrega o cesión entre cualesquiera tipos de sistemas de acceso, con independencia de si se está en redes visitadas o domésticas, etc. También los nodos pueden variarse de diversas maneras diferentes, siempre y cuando den soporte a las características que se especifican en las reivindicaciones que se acompañan.

Claims (22)

1. Un sistema de redes que comprende al menos una red (100; 100', 101'; 100'') de núcleo, de tal modo que cada red de núcleo comprende un cierto número nodos (10, 20, 30; 10', 20; 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1}, 50_{0}; 10'', 20'', 30''), que manejan el acceso de estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}) a través de una red de acceso (200, 201, 202; 200_{1}, 201_{1}, 202_{1}), de tal manera que dicha(s) red(es) (100; 100', 101'; 100'') de núcleo proporcionan adicionalmente el acceso a una o más redes globales de comunicación de datos en paquetes, y uno o más nodos (15, 16; 15_{1}, 16_{1}, 15_{0}, 16_{0}; 15'', 16'') mantienen información relativa al abonado y/o a la estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}),
caracterizado por que
dichos nodos de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, GASN's (10, 20, 30; 10', 20; 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1}, 50_{0}; 10'', 20'', 30'') están configurados de manera que son capaces de asignar una dirección de IP a las estaciones de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}) que acceden, por que cada uno de dichos nodos (10, 20, 30; 10', 20; 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1}, 50_{0}; 10'', 20'', 30'') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes tiene al menos una interfaz (1_{1}, 1_{2}, 1_{3}; 1_{1}', 1_{2}, 1_{3}'; 1_{10}, 1_{20}, 1_{30}, 1_{40}), dependiente del tipo de acceso, con al menos un tipo de red de acceso (200, 201, 202; 200_{1}, 201_{1}, 202_{1}), por que dichos nodos (10, 20, 30; 10', 20; 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1}, 50_{0}; 10'', 20'', 30'') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes están configurados para proporcionar soporte a la intercomunicación a través de una interfaz (2_{1}, 2_{2}; 2_{1}; 2_{1}', 2_{2}', 2_{3}'; 3_{1}, 3_{2}, 3_{3}) de protocolo de movilidad, estando dichos nodos (10, 20, 30; 10', 20; 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1}, 50_{0}; 10'', 20'', 30'') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, configurados para establecer, al recibir una petición de cambio del tipo de acceso desde una estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}), información acerca del nodo previo (10, 20, 30; 10', 20; 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1}, 50_{0}; 10'', 20'', 30'') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, perteneciente a la estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}), y por que dichos nodos (10, 20, 30; 10', 20; 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1}, 50_{0}; 10'', 20'', 30'') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes están configurados para actualizar, utilizando la información establecida, un contexto de comunicación establecido referente a la estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}), o crear un nuevo contexto de comunicación concerniente a la estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}), de tal manera que se hace posible la movilidad entre diferentes tipos de red de acceso para una estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}) sin que se interrumpa una sesión en curso, y por que un GASN que actúa como GASN previo (10; 10'), está configurado para actuar como un punto de anclaje o enganche para el usuario (conexión) tras una cesión a otro tipo de red de acceso, de tal modo que se utiliza el protocolo de movilidad para proporcionar señalización de control y canalización por túneles o tunelización de datos de usuario entre los nodos de soporte de acceso previo y nuevo (GASN's).
2. Un sistema de redes de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que al menos uno de dichos nodos (10') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes está configurado para dar soporte al acceso a través de más de un tipo de red de acceso.
3. Un sistema de redes de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, caracterizado porque uno o más, o cada uno de dichos nodos (10, 20, 30; 10', 20; 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1}, 50_{0}; 10'', 20'', 30'') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, está/n dedicado/s al acceso a través de un tipo de red de acceso particular.
4. Un sistema de redes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que al menos un nodo de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, GASN, está configurado para dar soporte al acceso al menos a través de una WLAN y/o una WiMAX y/o una red de acceso de banda ancha fija, y/o una Ethernet pública y/o una 2G ó 3G o una S3G, y por que al menos otro de los nodos de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes está configurado para dar soporte al acceso al menos a través de una WLAN y/o una WiMAX y/o una red de acceso de banda ancha fija, por ejemplo, xDSL, y/o una Ethernet pública y/o una 2G o una 3G o una S3G, y por que dichos GASN's proporcionan soporte al acceso a través de diferentes tipos de redes de acceso.
5. Un sistema de redes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que al menos uno de dichos GASN's comprende un GGSN modificado con una capacidad funcional extendida o ampliada, o un SGSN modificado, o bien una PDG/TTG modificada que proporciona soporte al menos al acceso de WLAN y/o de WiMAX, o una PDG modificada que proporciona soporte al acceso de banda ancha fija.
6. Un sistema de redes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el protocolo de movilidad de intercomunicación (2_{1}, 2_{2}; 2_{1}; 2_{1}', 2_{2}', 2_{3}'; 3_{1}, 3_{2}, 3_{3}) comprende GMM/GTP.
7. Un sistema de redes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado por que el protocolo de movilidad de comunicación (2_{1}, 2_{2}; 2_{1}; 2_{1}', 2_{2}', 2_{3}'; 3_{1}, 3_{2}, 3_{3}) es el MIP.
8. Un sistema de redes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se guarda o conserva una dirección de IP asignada a un usuario de una estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}), es decir, que no se ve afectada por la cesión entre diferentes redes de acceso o tipos de redes de acceso.
9. Un sistema de redes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que una red de acceso comprende una WLAN (200; 200_{1}) o una red de acceso de banda ancha fija (202; 202_{1}), y por que la interfaz (1_{1}, 1_{3}; 1_{1}', 1_{3}'; 1_{10}, 1_{30}, 1_{40}; 1_{1}'', 1_{3}'') dependiente del tipo de acceso comprende una interfaz para establecer un túnel de IP-sec entre la estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}) y un GASN (10, 30; 10'; 10_{1}, 30_{1}, 40_{1}; 10'', 30''), de tal modo que dicho GASN comprende al menos, por ejemplo, la capacidad funcional de una PDG/TTG modificada un BRAS, respectivamente, a través de un nodo de acceso (210, 230; 210_{1}, 230_{1}) de la red de acceso, por ejemplo, una WAG o un DSLAM, respectivamente.
10. Un sistema de redes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado por que un procedimiento de ISRAU de GPRS está configurado para ser utilizado para informar a un GASN acerca de un GASN previo basándose en áreas de encaminamiento especificadas para WLAN y/o para redes de acceso de banda ancha fija.
11. Un sistema de redes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado por que los GASN's están configurados para establecer información acerca del GASN previo por medio de información incluida en mensajes procedentes de una estación de usuario móvil que solicita una cesión entre tipos de sistemas de acceso diferentes.
12. Un sistema de redes de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que se han proporcionado medios para crear, con la cesión desde un sistema de acceso a otro para una estación de usuario móvil, una ruta entre la estación de usuario móvil y el nuevo GASN, a través del GASN previo, de tal modo que dicho GASN previo constituye, por tanto, al menos un GASN de anclaje local.
13. Un nodo de red de núcleo, que comprende un nodo (10, 20, 30; 10', 20; 10_{1}, 20_{1}, 30_{1}, 40_{1}, 50_{0}; 10'', 20'', 30'') de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, que maneja el acceso de estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}) a través de una red de acceso y proporciona el acceso a redes externas de comunicación de datos en paquetes, globales o locales, o controladas por un tercero, por ejemplo, IN, intranets,
caracterizado por que
está configurado de manera que es capaz de asignar direcciones de IP a estaciones de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}) que acceden, por que tiene al menos una interfaz (1_{1}, 1_{2}, 1_{3}; 1_{1}', 1_{2}, 1_{3}'; 1_{10}, 1_{20}, 1_{30}, 1_{40}), dependiente del tipo de acceso, con al menos un tipo de red de acceso (200, 201, 202; 200_{1}, 201_{1}, 202_{1}), por que tiene una interfaz (2_{1}, 2_{2}; 2_{1}; 2_{1}', 2_{2}', 2_{3}'; 3_{1}, 3_{2}, 3_{3}) de protocolo de movilidad que da soporte a la comunicación con otros nodos de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, por que está configurado para establecer información acerca que cuál era el nodo previo de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes para una estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}) que solicita el acceso para establecer o adquirir información relacionada con el usuario o con la estación de usuario móvil, y por que está adicionalmente configurado para actualizar, utilizando la información establecida relacionada con el usuario o con la estación de usuario móvil, un contexto de comunicación establecido referente a la estación de usuario móvil con el nodo previo de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, o crear un nuevo contexto de comunicación concerniente a la estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}), de tal manera que se hace posible la movilidad entre diferentes tipos de redes de acceso para una estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}) que solicita el cambio de tipo de acceso, sin que se interrumpa o se vea afectada una sesión o servicio en curso, y por que está configurado para actuar como al menos un punto de anclaje o enganche local (10; 10'; 10_{1}, 50_{0}) para una estación de usuario móvil que ha solicitado la entrega o cesión a otro tipo de red de acceso, de tal manera que el protocolo de movilidad se utiliza para proporcionar señalización de control y tunelización de datos de usuario entre los nodos de soporte de acceso previo y nuevo (GASN's).
14. Un nodo de red de núcleo, de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado por que está configurado para proporcionar soporte al acceso a través de más de un tipo de red de acceso, es decir, por que tiene al menos dos interfaces diferentes (1_{1}, 1_{2}, 1_{3}; 1_{1}', 1_{2}, 1_{3}'; 1_{10}, 1_{20}, 1_{30}, 1_{40}), dependientes del tipo de acceso, con al menos dos tipos de red de acceso diferentes (200, 201, 202; 200_{1}, 201_{1}, 202_{1}).
15. Un nodo de red de núcleo, de acuerdo con la reivindicación 13 ó la reivindicación 14, caracterizado por que tiene una interfaz (1_{1}; 1_{1}'; 1_{10}; 1_{1}'') dependiente del tipo de acceso, que proporciona soporte al acceso de WLAN/WiMAX, y por que comprende una Pasarela de Datos en Paquetes modificada, PDG (10; 10'; 10'').
16. Un nodo de red de núcleo, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13-15, caracterizado por que tiene una interfaz de acceso (1_{3}; 1_{3}'; 1_{30}, 1_{40}; 1_{3}'') que proporciona soporte al acceso de red de acceso de banda ancha fija, y por que comprende un BRAS modificado (30; 10'; 30'').
17. Un nodo de red de núcleo, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13-16, caracterizado por que tiene una interfaz (1_{2}; 1_{20}; 1_{2}'') que proporciona soporte al acceso de red de acceso por radio de 3G, al acceso de UTRAN, y por que comprende un GGSN modificado/extendido o ampliado, o un CGSN modificado, o un nodo de borde de acceso múltiple, conectado a un nodo de datos en paquetes, por ejemplo, un GGSN, un SGSN o un CGSN con una capacidad funcional convencional o modificada.
18. Un nodo de red de núcleo, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13-17, caracterizado por que está configurado para establecer información acerca del GASN previo a través de la comunicación con el HSS o el HLR/AAA (15, 16; 15_{1}, 16_{1}, 15_{0}, 16_{0}; 15'', 16'') de la estación de usuario móvil (5; 5_{1}; 5_{2}).
\newpage
19. Un nodo de red de núcleo, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 13-17, caracterizado por que está configurado para recuperar información a partir de la petición de estación de usuario móvil concerniente al GASN previo, o por que está configurado para utilizar ISRAU de GPRS para establecer el GASN previo, habiéndose definido áreas de encaminamiento para WLAN(s) y para banda(s) ancha(s) fija(s).
20. Un método para el manejo del acceso de estación de usuario móvil de modo doble o de múltiples modos a un sistema de redes de núcleo que comprende una o más redes, de tal modo que se ha accedido a dicha estación de usuario móvil, es decir, ha sido conectada o fijada a la, o a una, red de núcleo a través de una red de acceso, utilizando una primera tecnología de acceso,
caracterizado por que comprende las etapas de:
- recibir una petición de acceso relativa al acceso a través de una segunda o nueva red de acceso, en un segundo o nuevo nodo de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, GASN, durante una sesión en curso,
- establecer, en el segundo o nuevo nodo de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes, información acerca del previo o primer GASN, a través del cual se proporcionó acceso previamente a la estación de usuario móvil y se le asignó una dirección de IP,
- utilizar un protocolo de movilidad para, con el uso de dicha información acerca del GASN previo, proporcionar la comunicación entre dicho GASN previo y/o un GASN doméstico de la estación de usuario móvil, a fin de actualizar un contexto de comunicación previo, ya existente, o establecer un nuevo contexto de comunicación,
- conservar o mantener el GASN previo al menos como punto de anclaje o enganche local,
- informar a la estación de usuario móvil de que se ha proporcionado el acceso a través de dicha segunda o nueva red de acceso, y
- proporcionar a la estación de usuario móvil el acceso a través de la nueva, segunda, red de acceso, sin que se interrumpa o se vea afectada la sesión en curso, y mantener la misma dirección de IP asignada,
- utilizar el protocolo de movilidad para proporcionar señalización de control y tunelización de los datos de usuario entre los nodos previo y nuevo de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes.
21. Un método de acuerdo con la reivindicación 20, caracterizado por que los nodos de soporte de acceso de pasarela de datos en paquetes se intercomunican utilizando el protocolo de movilidad, de tal manera que dicho protocolo de movilidad comprende el protocolo GTP de GPRS o el MIP.
22. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 20-21, caracterizado por que la etapa de establecimiento comprende:
- enviar una petición de la dirección del GASN previo a un nodo que mantiene información relativa al abonado o a la estación de usuario móvil, por ejemplo, el HSS (HLR/AAA) de la estación de usuario móvil, desde el segundo o nuevo GASN, o
- establecer, a partir de la información contenida en un mensaje, por ejemplo, el mensaje de petición de acceso, procedente de la estación de usuario móvil, la dirección o la identidad del GASN previo, o
- implementar el procedimiento de ISRAU de GPRS para establecer información acerca de la dirección o la identidad del GASN previo, habiéndose definido áreas de encaminamiento para todas las redes implicadas.
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