ES2349049T3 - Acceso a red, pasarela y servidor de gestión para un sistema celular de comunicación inalambrica. - Google Patents
Acceso a red, pasarela y servidor de gestión para un sistema celular de comunicación inalambrica. Download PDFInfo
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Abstract
Una red de acceso para un sistema celular de comunicaciones inalámbricas, que comprende pasarelas domésticas (5), ubicadas en las instalaciones del cliente, y una red de operador privado (20), donde cada pasarela doméstica tiene una interfaz (8) para la comunicación sobre una red pública de banda ancha (6) y una estación transceptora de base (9) para proporcionar enlaces inalámbricos, por lo menos, a una estación móvil y realizar funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de base, donde dicha red de operador privado comprende unidades de control de la estación de base (22), por lo menos una pasarela de seguridad (21) y por lo menos un servidor de gestión de pasarelas domésticas (26), la pasarela de seguridad teniendo una interfaz de seguridad para establecer túneles de seguridad (17) para la comunicación con pasarelas domésticas a través de la red pública de banda ancha, donde cada pasarela doméstica está dispuesta para comunicar, vía la pasarela de seguridad, con un servidor de gestión de pasarelas domésticas de la red de operador privado para obtener una dirección de una de las unidades de control de la estación de base asignadas a dicha pasarela doméstica, Y donde la estación transceptora de base de una pasarela doméstica realiza funciones de interfaz con la unidad de control de estaciones de base asignada a dicha pasarela doméstica vía la red de operador privado y un túnel de seguridad con la pasarela de seguridad.
Description
Acceso a red, pasarela y servidor de gestión
para un sistema celular de comunicación inalámbrica.
La presente invención se refiere al despliegue
de pasarelas domésticas para redes celulares de radio.
Se describirá más abajo en su aplicación
particular a redes celulares de tercera generación (3G) del tipo de
UMTS ("Servicio Universal de Telecomunicaciones entre Móviles",
en sus siglas en inglés). Sin embargo, se apreciará que es aplicable
a tipos muy diversos de sistemas celulares digitales.
Se ha propuesto (véase, por ejemplo, la patente
estadounidense 6.615.035) proporcionar a los clientes de los
operadores celulares las denominadas estaciones de base domésticas
(HBS, en sus siglas en inglés). Tal unidad va a ser conectada a la
línea telefónica terrestre del cliente y presenta una interfaz de
radio similar a la de la infraestructura celular. Cuando el cliente
usa su teléfono portátil en casa, concretamente dentro del rango de
la HBS, la llamada se establece vía la línea terrestre y de la red
telefónica pública conmutada (PSTN, en sus siglas en inglés) en vez
de vía la red celular. No se ofrecen funciones de movilidad entre la
cobertura de la HBS y las células de la infraestructura celular.
El despliegue de las estaciones de base
domésticas plantea diversos problemas, particularmente para la
ingeniería de radio y el control del acceso. Las HBS no han sido
diseñadas para extender la cobertura de la infraestructura celular,
sino más bien para conveniencia del cliente para usar su terminal
portátil en la casa mientras se pagan las comunicaciones con la
tarifa de la PSTN.
Aunque el concepto de HBS no ha tenido mucho
éxito hasta ahora, tiene el potencial de proporcionar cobertura
interior, que siempre es un desafío para el operador celular. Esta
ventaja también existe con el concepto de "pasarela doméstica".
Una pasarela doméstica (HGW, en sus siglas en inglés) también
proporciona una interfaz de radio similar a la de la infraestructura
celular, pero realiza funciones de interfaz con la red de datos de
banda ancha más que con la PSTN. La cobertura de la HGW puede ser
considerada como una célula de la red, a la cual se integra
completamente.
En redes celulares más modernas, los
emplazamientos de las células están controlados por un equipo
denominado controlador de estaciones de base o controlador de la red
de radio (RNC, en sus siglas en inglés). El RNC proporciona muchas
funciones de control de recursos de la radio (RRC, en sus siglas en
inglés) para las células y las estaciones móviles bajo su
supervisión. Por esta razón, las HGW propuestas hasta ahora
incluyen, generalmente, funcionalidad de RNC además de funcionalidad
de la estación de base. Esta arquitectura tiene diversos defectos.
Hay muchos problemas asociados con las funciones de interfaz del
equipo de las instalaciones del cliente con la red del núcleo del
operador celular, particularmente porque los nodos de conmutación de
la red de núcleo no están bien ajustados para realizar las funciones
de interfaz con un gran número de RNC. Además, para que la idea de
HGW sea prometedora, el coste de la pasarela se debe mantener tan
bajo como sea posible, y la presencia de la funcionalidad del RNC no
es favorable para ese objetivo.
Otro ejemplo se puede encontrar en el documento
EP 1207708 (Ericsson), 22 de mayo de 2002
(2002-05-22).
Un objeto de la presente invención es proponer
otra arquitectura que haga posible minimizar la complejidad de la
HGW y que permita su asociación con un RNC de la red de acceso.
La invención propone, por tanto, una red de
acceso para un sistema celular de comunicaciones inalámbricas, que
comprende pasarelas domésticas situadas en las instalaciones del
cliente y una red de operador privado. Cada pasarela doméstica tiene
una interfaz para la comunicación sobre una red pública de banda
ancha y una estación de base transceptora para proporcionar enlaces
inalámbricos por lo menos a una estación móvil y para realizar
funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de
base. La red de operador privado comprende unidades de control de la
estación de base, por lo menos una pasarela de seguridad y por lo
menos un servidor de gestión de pasarelas domésticas. La pasarela de
seguridad tiene una interfaz segura para establecer túneles de
seguridad para la comunicación con pasarelas domésticas a través de
la red pública de banda ancha. Cada pasarela doméstica está
dispuesta para comunicar, vía la pasarela de seguridad, con un
servidor de gestión de pasarelas domésticas de la red de operador
privado para obtener una dirección de una de las unidades de control
de la estación de base asignadas a esta pasarela doméstica. La
estación transceptora de base de una pasarela doméstica realiza las
funciones de interfaz con la unidad de control de estaciones de base
asignada a esta pasarela doméstica vía la red de operador privado y
un túnel de seguridad con la pasarela de seguridad.
La HGW forma un punto de acceso celular que se
instalará en el hogar del cliente, ofreciendo, de esta manera, una
solución a la cobertura interior. Cualquier terminal compatible con
el sistema celular de comunicaciones inalámbricas puede ser
utilizado para comunicar a través de la HGW. Las funciones del RNC
son ejecutadas en la práctica en una unidad de control de estaciones
de base remota, de manera que la complejidad y el coste de la HGW
pueden ser mantenidos tan bajos como sea posible para ser
compatibles con el mercado del consumidor.
La arquitectura de la red de acceso hace posible
llevar con seguridad la interfaz del BTS (HGW)/RNC sobre una red
pública de banda ancha, tal como Internet. Otra de sus ventajas es
que no hay ningún impacto en la red celular del núcleo del
operador.
Las operaciones de aprovisionamiento necesarias
en el nivel de la HGW también se llevan al mínimo. La HGW, según es
suministrada a un cliente, debe llamar, simplemente, a una pasarela
de seguridad y luego a un servidor de gestión de pasarelas
domésticas para recuperar sus parámetros de configuración, así como
la identificación de su unidad de control de estaciones de base
(RNC) asignada. En una realización ventajosa, se proporciona un
módulo de memoria en la pasarela doméstica que contiene una
dirección de un servidor de gestión de pasarelas domésticas para
recuperar los parámetros de configuración y la dirección de la
unidad de control de estaciones de base asignada.
El servidor de gestión de pasarelas domésticas
tiene, preferiblemente, un módulo de asignación para asignar
dinámicamente respectivas unidades de control de estación de base,
por lo menos para algunas de las pasarelas domésticas. La unidad de
control de estaciones de base asignada por lo menos a una pasarela
doméstica, puede ser seleccionada basándose en un criterio de
equilibrio de la carga entre las unidades de control de la estación
de base de la red de operador privado, para llevar al mínimo el
riesgo de congestión.
Alternativamente, el módulo de asignación puede
seleccionar, para una pasarela doméstica que tiene una ubicación
definida, una unidad de control de estaciones de base que tiene
conectividad con otra unidad de control de estaciones de base de la
red celular, supervisando dicha otra unidad de control de estaciones
de base por lo menos una célula que cubre dicha ubicación. A
condición de que se conozca la ubicación de la HGW en
funcionamiento, esto posibilita la movilidad del terminal del
cliente durante una comunicación desde la cobertura de la HGW a la
de una BTS regular de la red celular.
Otro aspecto de la presente invención se refiere
a una pasarela doméstica para una red de acceso de un sistema
celular de comunicaciones inalámbricas, donde la red de acceso
comprende una red de operador privado que tiene unidades de control
de la estación de base, por lo menos una pasarela de seguridad y por
lo menos un servidor de gestión de pasarelas domésticas. La pasarela
doméstica tiene una interfaz para la comunicación sobre una red
pública de banda ancha, una estación de base transceptora para
proporcionar enlaces inalámbricos por lo menos a una estación móvil
y funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de
base de la red de operador privado, y medios para comunicar vía la
pasarela de seguridad con un servidor de gestión de pasarelas
domésticas de la red de operador privado para obtener una dirección
de una de las unidades de control de estaciones de base asignadas a
dicha pasarela doméstica de modo que la estación de base
transceptora realiza funciones de interfaz con la unidad de control
de estaciones de base asignada a dicha pasarela doméstica vía la red
de operador privado y un túnel de seguridad establecido sobre la red
pública de banda ancha entre la pasarela de seguridad y dicha
pasarela doméstica.
Otro aspecto más de la presente invención se
refiere a un servidor de gestión de pasarelas domésticas para una
red de acceso de un sistema celular de comunicaciones inalámbricas,
donde la red de acceso comprende pasarelas domésticas ubicadas en
instalaciones del cliente y una red de operador privado que incluye
dicho servidor de gestión de pasarelas domésticas, unidades de
control de la estación de base y, por lo menos, una pasarela de
seguridad, teniendo cada pasarela doméstica una interfaz para la
comunicación con una pasarela de seguridad sobre una red pública de
banda ancha y una estación de base transceptora para proporcionar
enlaces inalámbricos por lo menos a una estación móvil y realizando
funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de
base. El servidor de gestión de pasarelas domésticas tiene medios
para enviar por lo menos a una de las pasarelas domésticas, vía la
pasarela de seguridad, una dirección respectiva de una de las
unidades de control de la estación de base asignadas a dicha
pasarela doméstica.
Otras características y ventajas de la invención
resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de
realizaciones ilustrativas no limitativas, haciendo referencia a los
dibujos adjuntos, en los cuales:
La figura 1 es un diagrama de bloques de un
sistema celular de comunicaciones inalámbricas que incorpora una
realización de la invención;
La figura 2 es un diagrama de bloques del equipo
del cliente que incluye una pasarela doméstica de acuerdo con la
invención;
La figura 3 es un diagrama que ilustra
diferentes fases de la configuración de una pasarela doméstica de
acuerdo con la invención; y
La figura 4 es un diagrama de bloques de una
realización ejemplar de un servidor de gestión de pasarelas
domésticas de acuerdo con la invención.
Haciendo referencia a la figura 1, un sistema
convencional de UMTS incluye una red de núcleo (CN, en sus siglas en
inglés) 1 que comprende conmutadores interconectados denominados MSC
para servicios con conmutación de circuitos y SGSN para servicios
con conmutación de paquetes. En la arquitectura de la red terrestre
de acceso a la radio del UMTS (UTRAN, en sus siglas en inglés),
varios controladores de la red de radio (RNC, en sus siglas en
inglés) 2 están conectados a los conmutadores de CN. Cada RNC 2
supervisa varias estaciones de base transceptoras (BTS, en sus
siglas en inglés) 3, o "nodos B", a través de una interfaz
denominada Iub en las normas del UMTS. Las BTS están distribuidas
sobre el territorio que va a ser cubierto por la red de acceso. Cada
BTS sirve a una o a varias células en las que el servicio celular se
hace disponible al público.
\newpage
Según la invención, las pasarelas domésticas
(HGW, en sus siglas en inglés) 5 son añadidas a la red de acceso
para definir células de un tipo diferente. Una HGW 5 usa la misma
interfaz de radio que una BTS regular 3. Por conveniencia, al
conjunto de HGW 5 se le puede asignar una frecuencia portadora
específica distinta de ésa o ésas utilizadas por las BTS 3, para
evitar complicaciones en la ingeniería de la radio de la parte
pública de la red de acceso debidas a interferencias con las HGW. El
rango de la radio de una HGW es bajo, típicamente de unas pocas
decenas de metros. Se pretende que sea instalada en las
instalaciones del cliente, de modo que sea un medio eficiente para
que el operador celular ofrezca cobertura interior.
Una HGW 5 usa la línea digital de abonado (DSL,
en sus siglas en inglés) del cliente para el acceso de banda ancha a
Internet 6, por ejemplo una línea digital de abonado asimétrica
(ADSL, en sus siglas en inglés). La DSL del cliente conecta la HGW 5
a un enrutador 7 de su proveedor de servicios de Internet (ISP, en
sus siglas en inglés).
Una red de operador privado organizada como red
de área local (LAN, en sus siglas en inglés) 20 es proporcionada
para la integración de las HGW 5 a la red celular de acceso. Las
unidades de la red 20 del operador privado incluyen:
- -
- pasarelas de seguridad (SGW, en sus siglas en inglés) 21 conectadas a Internet 6 y capaces de establecer túneles de seguridad con las HGW a través de Internet 7;
- -
- una pluralidad de RNC 22, denominados aquí H-RNC, cada uno conectado a la red 1 de núcleo;
- -
- un servidor 23 de autenticación, que usa típicamente el protocolo RADIUS;
- -
- un servidor 24 de DHCP para proporcionar a las HGW direcciones de IP de acuerdo con el protocolo dinámico de configuración de huéspedes (DHCP, en sus siglas en inglés) convencional;
- -
- un servidor de nombres de dominio (DNS, en sus siglas en inglés) 25; y
- -
- un servidor 26 de gestión de pasarelas domésticas, o bases de datos de pasarelas domésticas (HGDB, en sus siglas en inglés).
En una realización ejemplar (figura 2), la HGW 5
pertenece a un aparato que integra el convertidor y el
descodificador (set top box) 10, bien como unidad incorporada
al mismo o como unidad periférica, junto con otros módulos tales
como una placa 11 de Ethernet, una placa 12 de Wifi, un
descodificador 13 de televisión, etc. Un módulo 14 traductor de
direcciones de red (NAT, en sus siglas en inglés) es proporcionado
dentro del aparato que integra el convertidor y el descodificador 10
para hacer funciones de interfaz con Internet vía la línea 16 de
acceso del abonado y separar el dominio de direccionamiento público
del dominio de direccionamiento privado del cliente.
La HGW 5 tiene una interfaz 8 de red (TCP/IP) y
una unidad 9 de BTS adecuada para realizar las funciones del nodo B
de la norma de UMTS. La HGW 5 está equipada, también, con un módulo
15 de microtarjeta de memoria (MMC, en sus siglas en inglés) en el
cual están almacenados ciertos parámetros, que incluyen:
- -
- un identificador (ID) de HGW accesible solamente para la lectura, que puede ser codificado de la misma manera que la identidad internacional del abonado móvil (IMSI, en sus siglas en inglés);
- -
- la dirección de IP de una SGW principal 21 con la que va a tomar contacto la HGW. También se puede proporcionar una dirección de IP de la SGW de reserva en caso de que la SGW principal no estuviera disponible;
- -
- la dirección de IP de una HGDB 26 con la que va a tomar contacto la HGW; y
- -
- credenciales de seguridad para la HGW, almacenadas internamente en el MMC sin ningún acceso posible desde el exterior.
Un módulo de control 18 de la HGW 5 supervisa la
operación de la unidad 9 del BTS e intercambia información con el
módulo 15 de la MMC y con la red privada 20 del operador, como se ha
descrito más arriba.
Antes de que la HGW 5 sea suministrada al
cliente, es necesaria cierta configuración previa para crear la ID
de la HGW y las credenciales de seguridad asociadas, para
registrarlas en el servidor 23 RADIUS, y para cargar los parámetros
enumerados más arriba en el módulo 15 de la MMC. Además,
cualesquiera parámetros específicos del cliente necesarios para el
funcionamiento de la ID de la HGW son definidos y almacenados en la
HGDB 26.
La HGW 5 está diseñada para que sea del tipo
conectar y usar
(plug-and-play). Cuando el
cliente conecta y activa su HGW, su módulo de control 18 toma
contacto automáticamente con la SGW 21 en la dirección de IP escrita
en el módulo 15 de MMC. Esto inicia la fase 30 de acceso a Internet
indicada en la figura 3. Con respecto al servidor 23 de RADIUS, la
SGW sigue con la autenticación de la HGW y el establecimiento de un
túnel 17 de IPsec con la HGW. Este túnel 17 de seguridad será
utilizado para encapsular la interfaz del Iub de UMTS entre la
unidad 9 de la BTS de la HGW y un H-RNC 22 sobre
Internet 6. El uso de un túnel de seguridad evita que HGW
desautorizadas obtengan servicio de la CN 1 y evita diferentes
amenazas potenciales para la seguridad.
La siguiente fase 31 de la configuración es la
asignación de una dirección de IP a la HGW por medio de una petición
enviada por el módulo de control 18 de la HGW al servidor 24 de
DHCP. Luego, en la fase 32, el módulo de control 18 de la HGW 5 toma
contacto con la HGDB 26 cuya dirección está almacenada en el módulo
de MMC 15, y recupera de esta HGDB todos los parámetros específicos
del cliente que incluyen el nombre de dominio de un
H-RNC 22 asignado a esta HGW. En la fase 33, la
dirección de IP del H-RNC es resuelta por un
intercambio entre el módulo de control 18 de la HGW y el DNS 25. La
HGW 5 puede seguir, luego, con la anexión 34 de su unidad 9 de BTS
con el H-RNC asignado 22.
En la fase 34 de anexión, la HGW envía una
petición de anexión a su H-RNC 22. El
H-RNC recupera de la HGDB 26 todos los parámetros
proporcionados para esta HGW y confirma la anexión a la HGW. La
unidad 9 de BTS es capaz, luego, de soportar comunicaciones para uno
o más terminales (UE, "equipo del usuario", en sus siglas en
inglés) situados dentro de su rango.
La fase 34 de anexión se repite cada vez que la
HGW 5 es encendida. Los parámetros que son devueltos por la HGDB 26
sobre la petición del H-RNC incluyen la identidad
del H-RNC 22 adjudicado actualmente a la HGW. Puede
suceder que los cambios de la asignación a lo largo del tiempo y, en
este caso, el H-RNC con el que ha contactado el
módulo de control 18, y que recibe la ID de otro
H-RNC a partir de la HGDB, nota la inconsistencia y
devuelve a la HGW un mensaje para hacer que la HGW reanude su
procedimiento de configuración desde el inicio. Esto establecerá el
nuevo enlace entre la HGW y su nuevo H-RNC que
presta servicio. El H-RNC previo elimina, luego, la
HGW de su lista de BTS supervisadas.
Opcionalmente, determinadas etapas posteriores a
la configuración pueden ejecutarse una vez que se conozca al
propietario real de la HGW, para añadir información a los parámetros
específicos del cliente almacenados previamente, tales como las
coordenadas geográficas de la HGW instalada, para servicios de
emergencia, o alguna información de movilidad utilizable en
determinadas realizaciones ventajosas descritas más adelante.
La figura 4 ilustra una posible estructura de
una HGBD 26 que tiene una interfaz 40 de TCP/IP con la LAN 20, un
módulo 41 de configuración de HGW para intercambiar información con
los módulos de control 18 de las HGW 5 como se ha indicado más
arriba, y un módulo 42 de gestión del H-RNC. La HGBD
26 tiene dos bases de datos 43, 44, una para almacenar los datos de
la HGW y una para almacenar los datos del H-RNC.
La base de datos 43 de la HGW contiene los datos
específicos del cliente creados cuando se programan los módulos 15
de la MMC, así como la identificación de los H-RNC
22 asignados respectivamente a las HGW 5.
La base de datos 44 del H-RNC
contiene información de OMC del conjunto de H-RNC 22
de la LAN privada 20. Particularmente, puede contener, para cada
H-RNC 22:
- -
- una indicación de la carga del H-RNC, en términos de número de HGW 5 a los cuales está adjudicado;
- -
- información de conectividad que identifica los RNC 2 de la parte pública de la red celular con la cual los conmutadores de la red 1 de núcleo pueden proporcionar conectividad.
El módulo 42 de gestión de H-RNC
está a cargo de actualizar el contenido de la base de datos 44 del
H-RNC. También comunica con el H-RNC
22 de la fase 34 de anexión descrita más arriba.
El HGBD 26 tiene además un módulo 45 de
asignación que puede aplicar diferentes estrategias o algoritmos
para asignar los H-RNC 22 a las HGW 5.
En una realización ventajosa, se utiliza un
enfoque de compartición de RNC, en el cual el módulo 45 de
asignación asigna el RNC menos cargado (basándose en la información
de la base de datos 44 del H-RNC) cada vez que una
HGW 5 pone en marcha el procedimiento de establecimiento, es decir,
es encendida.
Tal enfoque hace uso de un criterio de
equilibrado de la carga entre los H-RNC 22 de la LAN
privada 20 para seleccionar la unidad de control de estaciones de
base seleccionada para una HGW. Se apreciará que la carga que va a
ser equilibrada se podría medir de diferentes maneras. Por ejemplo,
en vez de ser medida solamente en términos de número de HGW unidas,
puede tenerse en cuenta una ponderación derivada de la cantidad
media de comunicaciones establecidas a través de un
H-RNC concreto, que depende de la actividad del
cliente, o del caudal de tráfico medio de tales comunicaciones. Si
tal posibilidad es utilizada, los parámetros para determinar las
ponderaciones deben ser proporcionados por los H-RNC
22 al módulo 42 de gestión para el almacenamiento en la base de
datos 44 del H-RNC.
Cuando una opción de movilidad es ofrecida a
determinados usuarios, la ubicación de sus HGW 5 es tenida en cuenta
por el módulo 45 de asignación, junto con la información de
conectividad almacenada en la base de datos 44 del
H-RNC.
Por ejemplo, en la figura 1, el círculo
discontinuo indica que la HGW 5a está bajo la cobertura de la radio
de una célula paraguas servida por una BTS 3a de la parte pública de
la red celular. Si el propietario de la HGW 5a ha suscrito una
opción de movilidad, tiene que indicar la ubicación donde se instala
la HGW. La información de ubicación, un identificador de la BTS 3a
de la célula paraguas y un identificador del RNC 2a que supervisa
esa BTS 3a son almacenados en la base de datos 43 de la HGW como
parte del registro proporcionado para la HGW 5a. En la fase 32,
cuando la HGW 5a toma contacto con la HGDB 26, el módulo 45 de
asignación anota, a partir de la base de datos 43, que la opción de
movilidad está activa para esa HGW y recupera el identificador del
RNC 2a. Mediante la exploración de la base de datos 44 del
H-RNC, luego, selecciona un H-RNC 22
para el cual hay conectividad vía la CN 1, y se indica el
H-RNC seleccionado en la respuesta a la HGW 5a.
Además, tras la recepción de la petición del
H-RNC en la fase 34 de anexión, el módulo 42 de
gestión del H-RNC recupera el identificador de la
BTS 3a de la célula del paraguas de la base de datos 43 de la HGW (o
el grupo de tales identificadores si la HGW está dentro de más de
una célula), y este identificador, o identificadores, es devuelto al
H-RNC como parte de los parámetros de configuración
de la HGW. El H-RNC 22 señaliza, luego, a la HGW 5a
qué BTS va a ser controlada por un UE que tiene una comunicación a
través de la HGW 5a para un posible traspaso de la comunicación. La
información correspondiente es incluida por la HGW 5a en la difusión
de la información del sistema sobre un canal de señalización común,
o transmitida al UE sobre un canal dedicado.
En la realización presentada más arriba, donde
las HGW usan una frecuencia portadora específica, la HGW 5a,
generalmente, no indica a ninguna célula vecina las mediciones
dentro de una misma frecuencia, porque, generalmente, no se permiten
los traspasos desde una HGW a otra HGW. La monitorización por parte
del UE de la célula o células vecinas (BTS 3a) se realiza en el
denominado modo comprimido, en el cual los intervalos de separación
entre bloques de transmisión son proporcionados para permitir que el
UE realice mediciones entre diferentes frecuencias mientras sigue la
comunicación. Las mediciones hechas por el UE sobre la señal
recibida de la HGW que presta servicio 5a y sobre las señales
recibidas en el modo comprimido de la BTS vecina 3a son informadas
al H-RNC que presta servicio 22 como parte de los
procedimientos de control de los recursos de la radio (RRC, en sus
siglas en inglés). Los criterios del traspaso comprobados por el
H-RNC están basados en tales mediciones,
posiblemente completadas mediante mediciones hechas por la HGW 5a,
para decidir si es necesario un traspaso, dependiendo de las
condiciones de la radio observadas en la comunicación. Cuando se
decide el traspaso de inter-frecuencia, la
señalización correspondiente es enviada a la BTS 3a nueva (debido a
la conectividad asegurada por la CN 1) y al UE vía el antiguo BTS 9
dentro de la HGW 5a.
El módulo 45 puede usar diferentes algoritmos de
asignación en paralelo para diferentes HGW, particularmente si la
opción de movilidad anterior se aplica solamente a algunas de las
HGW. Por ejemplo, el enfoque de compartición de
H-RNC se puede aplicar a las HGW sin la opción de
movilidad.
Los H-RNC 22 son similares
funcionalmente a los RNC 2 de la parte pública de la red celular.
Pueden observarse las siguientes diferencias:
- -
- no hay nodo B provisto a priori. Las HGW están unida dinámicamente, usando los mecanismos descritos más arriba;
- -
- la interfaz del H-RNC con sus BTS controladas 9 está basada en el protocolo de IP, como se ha indicado más arriba;
- -
- puede implementarse un mecanismo nuevo, para que el H-RNC 22 proporcione la HGDB 26, a petición, con el número de HGW unidas y/o los parámetros de ponderación mencionados más arriba. Esto se requiere si la HGDB 26 va a equilibrar la carga entre H-RNC;
- -
- la tarea de tratamiento de la llamada puede modificarse para incorporar la comprobación de la IMSI conforme a una lista de concesiones de accesos (AGL, en sus siglas en inglés).
Por otra parte, el dimensionamiento de un
H-RNC 22 será diferente, generalmente, del de un RNC
2. Un RNC convencional 2 está diseñado, típicamente, para gestionar
desde 1.000 a 2.000 BTS 3 o células, teniendo, cada una, una
capacidad de tráfico relativamente alta (por ejemplo, cerca de 4
Erlang). En cambio, un H-RNC puede tener que
gestionar hasta 50.000 o 100.000 HGW 5 de menor capacidad de tráfico
(por ejemplo, cerca de 0,1 Erlang).
Una lista de concesiones de accesos (AGL) es
útil en la situación donde no todos los UE tienen permiso para
comunicar con una HGW 5. Dado que la HGW 5 está utilizando el acceso
de la DSL privada de su propietario, es útil proporcionar
opcionalmente un servicio para restringir el acceso a los usuarios
que tienen permiso explícito del propietario de la HGW. La AGL
contiene una lista de la IMSI de los usuarios autorizados para
comunicar a través de una HGW dada (por ejemplo, hasta dieciséis
IMSI). Está almacenada, permanentemente, en la base de datos 43 de
la HGW, y se descarga al H-RNC asignado durante la
fase 34 de anexión.
Es posible definir en la HGDB, para cada HGW 5,
la política de restricción que se aplica. La tabla I de más abajo
muestra las características de tres posibles políticas,
concretamente muestra si hay alguna restricción basada en una
AGL.
La política ABIERTA es destinada a aplicarse a
lugares relativamente aislados, es decir, donde hay poca o ninguna
interferencia de los vecinos, si el propietario realmente no desea
gestionar el acceso a su HGW. La HGW 5 puede, luego, ser considerada
como una extensión de la cobertura externa de la red.
La política PRIVADA está destinada también a
lugares aislados, pero a casos en los que el propietario desea
ejercer algún control en el acceso. Sin embargo, en ese caso,
cualquier usuario "no permitido" puede vagar por esa HGW y
recibir llamadas, aunque no es capaz de originar llamadas, excepto
las llamadas identificadas con motivo de emergencia.
La política CERRADA se aplica a los propietarios
que desean tener el control completo de quién está utilizando la HGW
5, y puede ser utilizada en áreas pobladas con HGW en barrios
cerrados, tales como en áreas urbanas. El rechazo de la
actualización (*) del área de ubicación (LA, en sus siglas en
inglés) se consigue con la causa de "LA prohibida" para
resolver el asunto de proximidad-lejanía cuando un
usuario está más cerca de su HGW vecina que de la suya propia. Las
HGW que usan esta política no pueden ser consideradas como
extensiones de la cobertura externa, a excepción de su propietario y
de los usuarios registrados en la AGL.
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\vskip1.000000\baselineskip
Cuando se recibe una petición de conexión para
una IMSI dada en el H-RNC 22 asignado a una HGW a la
cual se aplica la política PRIVADA o CERRADA, el
H-RNC comprueba el tipo de llamada y, en caso de
necesidad, si la IMSI pertenece a la AGL dependiente de la HGW, para
decidir si se puede continuar el establecimiento de la conexión.
La invención ha sido descrita más arriba para el
caso particular de una red de UMTS con intención ilustrativa. Se
apreciará que es aplicable a diferentes tipos de redes celulares. Es
posible, también, proporcionar HGW 5 y la LAN del operador privado
20 solamente para determinados servicios ofrecidos a los abonados,
por ejemplo solamente para el dominio de conmutación en paquetes
(PS), siendo ofrecidos los servicios del dominio de la conmutación
de circuitos (CS) a través de la parte pública de la red.
Claims (18)
1. Una red de acceso para un sistema celular de
comunicaciones inalámbricas, que comprende pasarelas domésticas (5),
ubicadas en las instalaciones del cliente, y una red de operador
privado (20),
donde cada pasarela doméstica tiene una interfaz
(8) para la comunicación sobre una red pública de banda ancha (6) y
una estación transceptora de base (9) para proporcionar enlaces
inalámbricos, por lo menos, a una estación móvil y realizar
funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de
base,
donde dicha red de operador privado comprende
unidades de control de la estación de base (22), por lo menos una
pasarela de seguridad (21) y por lo menos un servidor de gestión de
pasarelas domésticas (26), la pasarela de seguridad teniendo una
interfaz de seguridad para establecer túneles de seguridad (17) para
la comunicación con pasarelas domésticas a través de la red pública
de banda ancha,
donde cada pasarela doméstica está dispuesta
para comunicar, vía la pasarela de seguridad, con un servidor de
gestión de pasarelas domésticas de la red de operador privado para
obtener una dirección de una de las unidades de control de la
estación de base asignadas a dicha pasarela doméstica,
Y donde la estación transceptora de base de una
pasarela doméstica realiza funciones de interfaz con la unidad de
control de estaciones de base asignada a dicha pasarela doméstica
vía la red de operador privado y un túnel de seguridad con la
pasarela de seguridad.
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2. La red de acceso, según se reivindica en la
reivindicación 1, donde el servidor de gestión de pasarelas
domésticas (26) tiene un módulo de asignación (45) para asignar
dinámicamente las unidades de control de las estaciones de base (22)
respectivas por lo menos a algunas de las pasarelas domésticas
(5).
3. La red de acceso, según se reivindica en la
reivindicación 2, donde el módulo de asignación (45) está dispuesto
para asignar, por lo menos, a una pasarela doméstica (5), una unidad
de control (22) de la estación de base seleccionada basándose en un
criterio de equilibrado de la carga entre las unidades de control de
la estación de base de la red de operador privado (20).
4. La red de acceso, según se reivindica en la
reivindicación 2, donde el módulo de asignación (45) está dispuesto
para asignar, a una pasarela doméstica (5a) que tiene una ubicación
definida, una unidad de control (22) de la estación de base que
tiene conectividad con otra unidad de control de estaciones de base
(2a) de la red celular, supervisando dicha otra unidad de control de
estaciones de base por lo menos dicha ubicación de cobertura de la
célula.
5. La red de acceso, según se reivindica en la
reivindicación 4, donde la unidad de control (22) de la estación de
base asignada a dicha pasarela doméstica (5a) que tiene una
ubicación definida está dispuesta para hacer que una comunicación
establecida a través de la estación transceptora de base (9) de la
pasarela doméstica sea traspasada a una célula supervisada por dicha
otra unidad de control (2a) de la estación de base que depende de
las condiciones de radio de dicha comunicación.
6. La red de acceso, según se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la pasarela
doméstica (5) tiene un módulo de memoria (15) que contiene una
dirección de un servidor de gestión de pasarelas domésticas (26)
para recuperar parámetros de configuración y la dirección de la
unidad de control (22) de la estación de base asignada.
7. La red de acceso, según se reivindica en la
reivindicación 6, donde el módulo de memoria (15) contiene, además,
una dirección de una pasarela de seguridad (21) de la red de
operador privado (20).
8. La red de acceso, según se reivindica en una
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde por lo menos
una de las pasarelas domésticas (5) está asociada con una lista de
concesiones de acceso, almacenada en el servidor de gestión de
pasarelas domésticas (26), designando, la lista de concesiones de
acceso, estaciones móviles autorizadas para comunicar a través de
dicha una de las pasarelas domésticas.
9. La red de acceso, según se reivindica en la
reivindicación 8, donde la lista de concesiones de acceso se
descarga desde el servidor de gestión de pasarelas domésticas (26) a
la unidad de control (22) de estaciones de base asignada a dicha una
de las pasarelas domésticas (5) en una fase (34) de anexión de dicha
una de las pasarelas domésticas a dicha unidad de control de
estaciones de base.
10. Una pasarela doméstica para una red de
acceso de un sistema celular de comunicaciones inalámbricas, donde
la red de acceso comprende una red de operador privado (20) que
tiene unidades de control de estaciones de base (22), por lo menos
una pasarela de seguridad (21) y por lo menos un servidor de gestión
de pasarelas domésticas (26), donde la pasarela doméstica (5)
comprende una interfaz (8) para comunicación sobre una red pública
de banda ancha (6), una estación transceptora de base (9) para
proporcionar enlaces inalámbricos por lo menos a una estación móvil
y realizar funciones de interfaz con una unidad de control de
estaciones de base de la red de operador privado, y medios (18) para
comunicar vía la pasarela de seguridad con un servidor de gestión de
pasarelas domésticas de la red de operador privado para obtener una
dirección de una de las unidades de control de estaciones de base
asignadas a dicha pasarela doméstica, de modo que la estación
transceptora de base realiza funciones de interfaz con la unidad de
control de estaciones de base asignada a dicha pasarela doméstica
vía la red de operador privado y un túnel de seguridad establecido
sobre la red pública de banda ancha entre la pasarela de seguridad y
dicha pasarela doméstica.
11. La pasarela doméstica, según se reivindica
en la reivindicación 10, comprendiendo, además, un módulo de memoria
(15) que contiene una dirección de un servidor de gestión de
pasarelas domésticas (26) para recuperar parámetros de configuración
y la dirección de la unidad de control de estaciones de base (22)
asignada.
12. La pasarela doméstica, según se reivindica
en la reivindicación 11, donde el módulo de memoria (15) contiene,
además, una dirección de una pasarela de seguridad (21) de la red de
operador privado (20).
13. Un servidor de gestión de pasarelas
domésticas para una red de acceso de un sistema celular de
comunicaciones inalámbricas, donde la red de acceso comprende
pasarelas domésticas (5) situadas en las instalaciones del cliente y
una red de operador privado (20) que incluye dicho servidor de
gestión de pasarelas domésticas (26), unidades de control de
estaciones de base (22) y por lo menos una pasarela de seguridad
(21), donde cada pasarela doméstica tiene una interfaz (8) para la
comunicación con una pasarela de seguridad (21) sobre una red
pública de banda ancha (6) y una estación transceptora de base (9)
para proporcionar enlaces inalámbricos por lo menos a una estación
móvil y que realiza funciones de interfaz con una unidad de control
de estaciones de base, donde el servidor de gestión de pasarelas
domésticas (26) tiene medios (41) para enviar por lo menos a una de
las pasarelas domésticas, vía la pasarela de seguridad, una
dirección respectiva de una de las unidades de control de estaciones
de base asignadas a dicha pasarela doméstica.
14. El servidor de gestión de pasarelas
domésticas, como se reivindica en la reivindicación 13, que
comprende, además, un módulo de asignación (45) para asignar
dinámicamente unidades de control de estaciones de base (22)
respectivas por lo menos a algunas de las pasarelas domésticas
(5).
15. El servidor de gestión de pasarelas
domésticas, según se reivindica en la reivindicación 14, donde el
módulo de asignación (45) está dispuesto para asignar, por lo menos
a una pasarela doméstica (5), una unidad de control de estaciones de
base (22) seleccionada basándose en un criterio de equilibrado de la
carga entre las unidades de control de estaciones de base de la red
de operador privado (20).
16. El servidor de gestión de pasarelas
domésticas, según se reivindica en la reivindicación 14, donde el
módulo de asignación (45) está dispuesto para asignar a una pasarela
doméstica (5a) que tiene una ubicación definida, una unidad de
control de estaciones de base (22) que tiene conectividad con otra
unidad de control de estaciones de base (2a) de la red celular,
supervisando dicha otra unidad de control de estaciones de base por
lo menos una célula que cubre dicha ubicación.
17. El servidor de gestión de pasarelas
domésticas, según se reivindica en una cualquiera de las
reivindicaciones 13 a 16, que comprende, además, medios (43) para
almacenar por lo menos una lista de concesiones de acceso asociada
con una respectiva de las pasarelas domésticas (5), designando, la
lista de concesiones de acceso, estaciones móviles autorizadas para
comunicarse a través de dicha una de las pasarelas domésticas.
18. El servidor de gestión de pasarelas
domésticas, según se reivindica en la reivindicación 17, que
comprende, además, medios (42) para descargar dicha lista de
concesiones de acceso a la unidad de control de estaciones de base
(22) asignada a dicha una de las pasarelas domésticas (5) en una
fase (34) de anexión de dicha una de las pasarelas domésticas a
dicha unidad de control de estaciones de base.
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