ES2964291T3 - Método y dispositivo para realizar registro en red en sistema de comunicación inalámbrica - Google Patents

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Abstract

La presente especificación proporciona un método para realizar el registro en una red mediante un terminal en un sistema de comunicación inalámbrica. Específicamente, un terminal: realiza el registro en una primera red móvil terrestre pública (PLMN) a través de una primera estación base; cuando ya no se puede proporcionar un servicio desde la primera PLMN, recibe un mensaje relacionado con un desastre que se aplica a la primera PLMN o a una región en la que está ubicado el terminal; transmite un mensaje de solicitud de registro a una segunda PLMN que proporciona un servicio de itinerancia en caso de desastre basándose en el mensaje relacionado con el desastre; y recibe un mensaje de respuesta al mensaje de solicitud de registro desde la segunda PLMN, en donde el terminal está unido a la primera PLMN, y la segunda PLMN está configurada para proporcionar el servicio de itinerancia de desastre al terminal en base al desastre que se aplica a la primera PLMN o a la región en la que se encuentra la terminal. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Método y dispositivo para realizar registro en red en sistema de comunicación inalámbrica
[Campo técnico]
La presente divulgación se refiere a un método para realizar, por un equipo de usuario (UE), el registro del UE en una red en un sistema de comunicación inalámbrica, y a un dispositivo para lo mismo.
[Antecedentes de la técnica]
En un sistema de comunicación inalámbrica, se han desarrollado sistemas de comunicación móvil para proporcionar un servicio de voz garantizando al mismo tiempo la actividad de un usuario. Sin embargo, el área de los sistemas de comunicación móvil se ha extendido a un servicio de datos además de la voz. Debido al explosivo aumento del tráfico actual, existe una escasez de recursos, por lo que los usuarios demandan un servicio de mayor velocidad. En consecuencia, existe la necesidad de un sistema de comunicación móvil más avanzado.
Los requisitos para los sistemas de comunicación móvil de la próxima generación deben poder soportar la adaptación de un tráfico de datos explosivo, un aumento drástico en la tasa de datos por terminal de usuario, un aumento significativo en la cantidad de dispositivos conectados, una latencia de extremo a extremo muy baja y una alta eficiencia energética. Para este fin, se han realizado estudios sobre diversas tecnologías tales como la conectividad dual, la entrada múltiple y salida múltiple (MIMO) masiva, el dúplex completo en banda, el acceso múltiple no ortogonal (NOMA), el soporte de banda súper ancha y la interconexión conexión en red de dispositivos.
De acuerdo con el documento EP 2445 244 A1, un nodo de comunicaciones de radio difunde un código de red de radio primaria que indica que los terminales de equipos de usuario móviles suscritos pueden obtener servicio de un operador de PLMN primario. En ciertas circunstancias, el nodo puede recibir una instrucción para difundir un código de red de radio en espera durante un modo de operación en espera. Durante el modo de operación en espera, los segundos terminales de equipos de usuario móviles que no están suscritos pueden obtener el servicio de comunicaciones por radio del operador de PLMN primario.
El documento EP 3113547 A1 se refiere a un terminal y a un método para que el terminal se conecte a una red en un sistema de comunicación inalámbrica. El método incluye seleccionar un proveedor de servicios basándose en la información del proveedor de servicios recibida desde una estación base; identificar si el proveedor de servicios seleccionado opera una red de operación de red para la seguridad pública (IOPS) de red de acceso de radio terrestre (E-UTRAN) del sistema de telecomunicaciones móviles universal evolucionado (UMTS) aislado; si el proveedor de servicios seleccionado opera la red de IOPS, seleccionar información de autenticación para adjuntarla a la red de IOPS desde una unidad de almacenamiento de identificación de abonado; y acceder a la red IOPS usando la información de autenticación seleccionada. El documento EP2493248 A1 divulga que un Nodo B selecciona una PLMN tras recibir solicitudes de llamada de emergencia de un UE.
[Divulgación]
[Problema técnico
Un objeto de la presente divulgación es proporcionar un método para realizar itinerancia a una red de otro proveedor de servicios circundante disponible y proporcionar servicios, cuando un UE está ubicado en un área de provisión de servicios de un proveedor de servicios al que el UE está suscrito, pero el proveedor de servicio no puede proporcionar servicios temporalmente.
Otro objeto de la presente divulgación es proporcionar un sistema y método de comunicación, en el que un UE reconoce rápidamente un problema en una red de un operador de servicios, al que el UE está suscrito, en un proceso en el que el UE accede a una red de otro proveedor de servicios en un modo de selección de red automático, y el UE se mueve a una nueva red y recibe servicios sin interrupción del servicio tanto como sea posible.
Los objetos técnicos que se pretenden alcanzar con la presente divulgación no se limitan a los que se han descrito anteriormente a modo de ejemplo, y otros objetos técnicos que no se mencionan pueden comprenderse claramente por los expertos en la materia a la que se refiere la presente divulgación, a partir de las siguientes descripciones.
[Solución técnica]
La invención se define mediante las reivindicaciones independientes. Las características de las realizaciones ilustrativas están definidas por las reivindicaciones dependientes.
[Efectos ventajosos]
La presente divulgación puede evitar la interrupción del servicio que un UE ha recibido de una red específica.
De acuerdo con la presente divulgación, un UE puede realizar movimientos de itinerancia hacia otra red incluso en una situación de desastre que se produce en una red específica y, por lo tanto, un usuario puede usar continuamente servicios de comunicación incluso en una situación de interrupción de los servicios de comunicación.
Los efectos que podrían lograrse con la presente divulgación no se limitan a aquellos que se han descrito en el presente documento anteriormente simplemente a modo de ejemplo, y otros efectos y ventajas de la presente divulgación se entenderán más claramente a partir de la siguiente descripción por un experto en la materia a la que pertenece la presente divulgación.
[Descripción de los dibujos]
Los dibujos adjuntos, que se incluyen para proporcionar una mayor comprensión de la presente divulgación y constituyen una parte de la descripción detallada, ilustran realizaciones de la presente divulgación y sirven para explicar las características técnicas de la presente divulgación junto con la descripción.
La Figura 1 ilustra un dispositivo de IA 100 de acuerdo con un ejemplo.
La Figura 2 ilustra un servidor de IA 200 de acuerdo con un ejemplo.
La Figura 3 ilustra un sistema de IA 1 de acuerdo con un ejemplo.
La Figura 4 ilustra diversos puntos de referencia.
La Figura 5 ilustra un ejemplo de una estructura de red de una red de acceso de radio terrestre universal evolucionada (E-UTRAN) a la que es aplicable la presente divulgación.
La Figura 6 ilustra un ejemplo de una arquitectura general de E-UTRAN y EPC.
La Figura 7 ilustra un ejemplo de una estructura de un protocolo de interfaz de radio en un plano de control entre un UE y un eNB.
La Figura 8 ilustra un ejemplo de una estructura de un protocolo de interfaz de radio en un plano de usuario entre un UE y un eNB.
La Figura 9 ilustra una arquitectura general de NR-RAN.
La Figura 10 ilustra un ejemplo de una división funcional general entre NG-RAN y 5GC.
La Figura 11 ilustra un ejemplo de una arquitectura general de 5G.
La Figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de selección de una PLMN de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de selección de PLMN de acuerdo con el método 2-1.
La Figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de selección de PLMN de acuerdo con el método 4.
La Figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra un método para que un UE realice un registro en una red de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un método para que una estación base registre un UE en una red de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 17 ilustra un diagrama de bloques de una configuración de un dispositivo de comunicación de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 18 ilustra un diagrama de bloques de una configuración de un dispositivo de comunicación de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
La Figura 19 ilustra un ejemplo de una estructura de un protocolo de interfaz de radio en un plano de control entre un UE y un eNodo B.
[Modo para la invención]
Ahora se hará referencia en detalle a las realizaciones de la divulgación, cuyos ejemplos se ilustran en los dibujos adjuntos. Una descripción detallada que se divulga a continuación junto con el dibujo adjunto es para describir realizaciones ilustrativas de la presente divulgación y no para describir una implementación única para llevar a cabo la presente divulgación. La descripción detallada a continuación incluye detalles para proporcionar una comprensión completa de la presente divulgación. Sin embargo, los expertos en la materia saben que la presente divulgación puede llevarse a cabo sin los detalles.
En algunos casos, para evitar que un concepto de la presente divulgación sea ambiguo, las estructuras y dispositivos conocidos pueden omitirse o ilustrarse en un formato de diagrama de bloques basándose en las funciones principales de cada estructura y dispositivo.
Descripción de términos en la presente divulgación
En la presente divulgación, una estación base (BS) hace referencia un nodo terminal de una red que realiza directamente la comunicación con un terminal. En la presente divulgación, las operaciones específicas descritas para realizarse por la estación base pueden realizarse por un nodo superior de la estación base, si es necesario o deseado.
Es decir, es obvio que en la red que consiste en múltiples nodos de red que incluyen la estación base, la estación base o los nodos de red distintos de la estación base pueden realizar diversas operaciones realizadas para la comunicación con el terminal. La 'estación base (BS)' puede reemplazarse con expresiones como estación fija, Nodo B, Nodo B evolucionado (eNB), un sistema transceptor base (bTs ), un punto de acceso (AP) y gNB (NB general). Además, un 'terminal' puede ser fijo o móvil y puede sustituirse por expresiones tales como equipo de usuario (UE), estación móvil (MS), terminal de usuario (UT), estación de abonado móvil (MSS), estación de abonado (SS), estación móvil avanzada (AMS), terminal inalámbrico (WT), dispositivo de comunicación de tipo máquina (MTC), dispositivo de máquina a máquina (M2M), y dispositivo de dispositivo a dispositivo (D2D).
En la presente divulgación, enlace descendente (DL) hace referencia a comunicación desde la estación base al terminal, y enlace ascendente (UL) hace referencia a comunicación desde el terminal a la estación base. En el enlace descendente, un transmisor puede ser parte de la estación base y un receptor puede ser parte del terminal. En el enlace ascendente, el transmisor puede ser parte del terminal y el receptor puede ser parte de la estación base.
La siguiente tecnología puede usarse en diversos sistemas de acceso inalámbrico, tal como el acceso múltiple por división de código (CDMA), acceso múltiple por división de frecuencia (FDMA), acceso múltiple por división de tiempo (TDMA), acceso múltiple por división de frecuencia ortogonal (OFDMA), FDMA de portadora única (SC-FDMA) y acceso múltiple no ortogonal (NOMA). El CDMA puede implementarse mediante tecnología de radio tal como el acceso de radio terrestre universal (UTRA) o CDMA2000. El TDMA puede implementarse mediante tecnología de radio tal como un sistema global para comunicaciones móviles (GSM)/servicio general de radio por paquetes (GPRS)/velocidades de datos mejoradas para la evolución de GSM (EDGE). El OFDMA puede implementarse como tecnología de radio tal como IEEE 802.11 (WiFi), IEEE 802.16 (WiMAX), IEEE 802-20 y E-UTRA (UTRA evolucionado). El UTRA es parte de un sistema universal de telecomunicación móvil (UMTS). La evolución a largo plazo (LTE) del proyecto de asociación de tercera generación (3GPP), como parte de un UMTS evolucionado (E-UMTS) que usa E-UTRa , adopta el OFDMA en el enlace descendente y adopta SC-FDMA en el enlace ascendente. LTE-avanzada (A) es una evolución de LTE de 3GPP.
Las realizaciones de la presente divulgación pueden estar soportadas por documentos de norma desvelados en al menos una de las especificaciones de IEEE 802, 3GPP y 3GPP2, con respecto a los sistemas de acceso inalámbrico. En otras palabras, en las realizaciones de la presente divulgación, aquellas etapas o partes omitidas con el propósito de describir claramente los principios técnicos de la presente divulgación pueden soportarse por los documentos de la norma. Todos los términos divulgados en la presente divulgación también pueden explicarse mediante los documentos de la norma.
LTE/LTE-A de 3GPP se describen principalmente para una descripción clara, pero las características técnicas de la presente invención no están limitadas a lo mismo.
Los términos usados en la presente divulgación se definen como sigue.
- Subsistema multimedia de IP o subsistema de red central multimedia de IP (IMS): una estructura de arquitectura para proporcionar normalización para la entrega de voz u otros servicios multimedia en el protocolo de Internet (IP).
- Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS): la tecnología de comunicaciones móviles de tercera generación basada en el sistema global de comunicaciones móviles (GSM) desarrollado por el 3GPP.
- Sistema de Paquetes Evolucionado (EPS): un sistema de red que comprende un núcleo de paquetes evolucionado (EPC), es decir, una red central de conmutación de paquetes basada en el protocolo de Internet (IP), y una red de acceso tal como LTE y UTRAN. El EPS es una red de una versión evolucionada de UMTS.
- Nodo B: una estación base de una red de UMTS. Se instala en exteriores y su cobertura tiene la escala de una macro célula.
- eNodo B: una estación base de una red de EPS. Se instala en exteriores y su cobertura tiene la escala de una macro célula.
- Nodo B doméstico: se instala en interiores como estación base de la red de UMTS, y su cobertura tiene una escala de macro célula.
- eNodo B doméstico: se instala en interiores como estación base de la red de EPS, y su cobertura tiene una escala de macro célula.
- Equipo de Usuario (UE): el UE puede referirse a términos como terminal, equipo móvil (ME) y estación móvil (MS).
El UE puede ser un dispositivo portátil tal como un ordenador portátil, un teléfono celular, un asistente digital personal (PDA), un teléfono inteligente y un dispositivo multimedia, o un dispositivo no portátil tal como un ordenador personal (PC) y un dispositivo montado en el vehículo. El término de UE puede hacer referencia a un UE de MTC en la descripción relacionada con MTC.
- Comunicación de Tipo Máquina (MTC): comunicación realizada por máquinas sin intervención humana. Puede denominarse comunicación de máquina a máquina (M2M).
- Terminal de MTC (UE de MTC o dispositivo de MTC o aparato de MTC): un terminal (por ejemplo, una máquina expendedora, contador, etc.) que tiene una función de comunicación (por ejemplo, comunicación con un servidor de MTC a través de PLMN) a través de una red de comunicación móvil y que realiza una función de MTC.
- Red de Acceso de Radio (RAN): una unidad que incluye un Nodo B y un controlador de red radio (RNC) y un eNodo B que controla el Nodo B en la red de 3GPP. La RAN existe en un extremo del UE y proporciona una conexión a una red central.
- Registro de Ubicación Doméstico (HLR)/Servidor de Abonado Doméstico (HSS): una base de datos que contiene información de abonado dentro de la red 3GPP. El HSS puede realizar funciones tales como almacenamiento de configuración, gestión de identidad, almacenamiento de estado de usuario, etc.
- Red Móvil Pública Terrestre (PLMN): red configurada para proporcionar servicios de comunicaciones móviles a particulares. La PLMN se puede configurar para cada operador.
- Estrato Sin Acceso (NAS): una capa funcional para intercambiar señalización y mensajes de tráfico entre un UE y una red central en la pila de protocolo de UMTS y EPS. La NAS funciona principalmente para soportar la movilidad del UE y soportar un procedimiento de gestión de sesión para establecer y mantener una conexión de IP entre el UE y la GW de PDN.
- Función de Exposición de Capacidad de Servicio (SCEF): entidad dentro de la arquitectura de 3GPP para la exposición de capacidad de servicio que proporciona un medio para exponer de forma segura los servicios y capacidades proporcionados por las interfaces de red de 3GPP.
- Entidad de Gestión de Movilidad (MME): un nodo de red en la red de EPS que realiza funciones de gestión de movilidad y de gestión de sesiones.
- Puerta de Enlace de Red de Datos de Paquetes (PDN-GW): un nodo de red en la red EPS que realiza funciones de asignación de direcciones de IP de UE, exploración y filtrado de paquetes y recopilación de datos de cobro. - GW de servicio (puerta de enlace de servicio: un nodo de red en la red EPS, que realiza funciones tales como anclaje de movilidad, enrutamiento de paquetes, almacenamiento en memoria intermedia de paquetes en modo inactivo y activación de radiobúsqueda para el UE de la MME.
- Función de Reglas de Política y Cobro (PCRF): un nodo en la red de EPS que toma decisiones de política para aplicar dinámicamente políticas de facturación y QoS diferenciadas para cada flujo de servicio.
- Gestión del Dispositivo de la Alianza Móvil Abierta (OMA DM): Un protocolo diseñado para gestionar dispositivos móviles tales como teléfonos móviles, PDA y ordenadores portátiles, que realiza funciones tales como la configuración de dispositivos, actualización de firmware e informe de errores
- Administración de Operación y Mantenimiento (OAM): Un grupo de funciones de gestión de red que proporciona indicación de fallos en la red, información de rendimiento y funciones de datos y diagnóstico.
- Red de Paquetes de Datos (PDN): una red en la que se encuentra un servidor (por ejemplo, servidor de MMS, servidor de WAP, etc.) que soporta un servicio específico.
- Conexión de PDN: una conexión del UE a la PDN, es decir, la asociación (conexión) entre el UE representado por la dirección de IP y la PDN representada por el APN.
- Gestión de Movilidad de EPS (EMM): una subcapa de la capa NAS, donde la EMM puede estar en un estado "EMM registrado" o "EMM con registro anulado" dependiendo de si el UE está conectado o desconectado de la red. - Conexión de gestión de conexión de EMM (ECM): Una conexión de señalización para el intercambio de mensajes de NAS, establecida entre el UE y la MME. Una conexión de ECM es una conexión lógica que consiste en una conexión de RRC entre el UE y un eNB y una conexión de señalización S1 entre el eNB y la MME. Cuando se establece/termina la conexión de ECM, también se establecen/terminan las conexiones de señalización de RRC y S1. Para el UE, la conexión de ECM establecida significa tener una conexión de RRC establecida con el eNB, y para la MME, significa tener una conexión de señalización S1 establecida con el eNB. Dependiendo de si se establece la conexión de señalización de NAS, es decir, la conexión de ECM, la ECM puede tener un estado "ECM-Conectada" o "ECM-inactivo".
- Estrato de acceso (AS): Incluye una pila de protocolo entre el UE y la red de radio (o acceso) y es responsable de transmitir datos y señales de control de red.
- Objeto de gestión de configuración de NAS (MO): Un objeto de gestión (MO) usado para configurar el UE con parámetros relacionados con la funcionalidad de NAS.
- Red de Paquetes de Datos (PDN): Una red en la que se encuentra un servidor (por ejemplo, un servidor de servicio de mensajería multimedia (MMS), un servidor de protocolo de aplicación inalámbrica (WAP), etc.) que soporta un servicio específico.
- Conexión de PDN: una conexión lógica entre el UE y la PDN, representada por una dirección de IP (una dirección de IPv4 y/o un prefijo de IPv6).
- Nombre del Punto de Acceso (APN): una cadena que hace referencia o identifica una PDN. Para acceder al servicio o red solicitado se pasa por una P-GW específico, es decir, un nombre predefinido (cadena) en la red para que se pueda encontrar la P-GW. (por ejemplo, internet.mnc012.mcc345.gprs)
- Función de Descubrimiento y Selección de Red de Acceso (ANDSF): es una entidad de red y proporciona políticas que permiten al UE descubrir y seleccionar un acceso disponible por operador.
- Ruta de EPC (o ruta de datos de infraestructura): una ruta de comunicación de plano de usuario a través de EPC. - Portadora de Acceso de Radio de E-UTRAN (E-RAB): hace referencia a la concatenación de una portadora S1 y una portadora de radio de datos correspondiente. Si hay una E-RAB, hay una correspondencia uno a uno entre la E-<r>A<b>y la portadora de EPS del NAS.
- Protocolo de Tunelización de GPRS (GTP): un grupo de protocolos de comunicaciones basados en IP para llevar el servicio general de paquetes de radio (GPRS) dentro de redes GSM, UMTS y LTE. Dentro de la arquitectura del 3GPP, las interfaces basadas en GTP e IPv6 móvil proxy se especifican en diversos puntos de interfaz. GTP se puede descomponer en varios protocolos (por ejemplo, GTP-C, GTP-U y GTP'). GTP-C se usa dentro de una red central de GPRs para la señalización entre los nodos de soporte de GPRS de puerta de enlace (GGSN) y los nodos de soporte GPRS de servicio (SGSN). GTP-C permite al SGSN activar una sesión (por ejemplo, activación de contexto de PDN), desactivar la misma sesión, ajustar los parámetros de calidad de servicio o renovar una sesión para un abonado, que acaba de operar desde otro SGSN, para el usuario. GTP-U se usa para llevar datos de usuario dentro de la red central de GPRS y entre la red de acceso de radio y la red central.
- Célula como recurso de radio: el sistema LTE/LTE-A de 3GPP ha usado un concepto de célula para gestionar los recursos de radio, y una célula relacionada con el recurso de radio se distingue de una célula de un área geográfica. La "célula" relacionada con el recurso de radio se define como una combinación de recursos de enlace descendente (DL) y recursos de enlace ascendente (UL), es decir, una combinación de portadoras de DL y portadoras de UL. La célula puede configurarse con recursos de DL únicamente o una combinación de recursos de DL y recursos de UL. Si se soporta la agregación de portadoras, la información del sistema puede indicar un vínculo entre una frecuencia portadora del recurso de DL y una frecuencia portadora del recurso de UL. En este punto, la frecuencia portadora hace referencia a una frecuencia central de cada célula o portadora. En particular, una célula que opera en una frecuencia primaria se llama célula primaria o Pcell, y una célula que opera en una frecuencia secundaria se llama célula secundaria o Scell. Scell se refiere a una célula que se puede configurar después de que se logra el establecimiento de conexión de control de recursos de radio (RRC) y se puede usar para proporcionar recursos de radio adicionales. Dependiendo de las capacidades del UE, la Scell junto con la Pcell pueden formar un conjunto de células de servicio para el UE. Para el UE que está en un estado RRC-CONECTADO, pero no está configurado con agregación de portadoras, o no soporta la agregación de portadoras, únicamente hay una célula de servicio configurada únicamente con la Pcell. La "célula" del área geográfica puede entenderse como una cobertura en la que un nodo puede proporcionar servicios usando una portadora, y la "célula" del recurso de radio está relacionada con un ancho de banda (BW) que es un intervalo de frecuencia configurado por la portadora. Dado que una cobertura de enlace descendente que es un intervalo dentro del cual el nodo puede transmitir una señal válida y una cobertura de enlace ascendente que es un rango dentro del que el nodo puede recibir la señal válida del UE dependen de la portadora que lleva la señal correspondiente, la cobertura del nodo está asociada con la cobertura de la "célula" del recurso de radio que usa el nodo. Por lo tanto, el término "célula" puede usarse para indicar, en ocasiones, la cobertura del servicio por el nodo, en ocasiones, indicar el recurso de radio, y, en ocasiones, indicar un alcance que una señal que usa los recursos de radio puede alcanzar con una intensidad válida.
El EPC es un elemento clave de la evolución de la arquitectura de sistema (SAE) para mejorar el rendimiento de las tecnologías de 3GPP. El SAE corresponde a un proyecto de investigación para determinar una estructura de red que soporta la movilidad entre diversos tipos de redes. El SAE tiene como objetivo proporcionar un sistema optimizado basado en paquetes, que soporta, por ejemplo, diversas tecnologías de acceso de radio en una base de IP y que proporciona una capacidad de transferencia de datos más mejorada.
Más específicamente, el EPC es la red central de un sistema de comunicación móvil basado en IP para el sistema de LTE de 3GPP y puede soportar servicios en tiempo real y no en tiempo real basados en paquetes. En el sistema de comunicación móvil existente (es decir, en el 2° o 3er sistema de comunicaciones móviles), las funciones de la red central se han implementado a través de dos subdominios separados, que incluyen, un subdominio de conmutación de circuitos (CS) para voz y un subdominio de conmutación de paquetes (PS) para datos. Sin embargo, en el sistema de LTE de 3GPP, una evolución del 3er sistema de comunicación móvil, los subdominios de CS y de PS se han unificado en un solo dominio de IP. Es decir, en el sistema de LTE de 3GPP, se puede configurar una conexión entre UE que tienen capacidades de IP a través de una estación base basada en IP (por ejemplo, el Nodo B evolucionado (eNodo B)), un EPC y un dominio de aplicación (por ejemplo, un subsistema multimedia de IP (IMS)). En otras palabras, el EPC es una arquitectura esencial para implementar servicios de IP de extremo a extremo.
El EPC puede incluir diversos componentes, y la Figura 1 ilustra algunos de los componentes de EPC, que incluyen una puerta de enlace de servicio (SGW), una puerta de enlace de red de datos de paquetes (GW de PDN), una entidad de gestión de movilidad (MME), un SGSN (nodo de soporte de servicio de GPRS (servicio general de radio por paquetes)), y una puerta de enlace de datos de paquetes mejorada (ePDG).
La SGW (o S-GW) opera como un punto límite entre una red de acceso de radio (RAN) y una red central, y es un elemento que funciona para mantener una ruta de datos entre el eNB y la GW de PDN. Además, si el UE se mueve a través de áreas servidas por el eNB, la SGW da servicio como punto de anclaje de movilidad local. Es decir, los paquetes se pueden enrutar a través de la SGW para movilidad dentro de la E-UTRAN (red de acceso de radio terrestre del sistema de telecomunicaciones móviles universal evolucionado (UMTS) definida en 3GPP versión 8 o posterior). La SGW también puede servir como punto de anclaje para la movilidad con otras redes de 3GPP (RAN definida antes de la versión 8 de 3GPP, por ejemplo, UTRAN o g ErAN (sistema global para comunicaciones móviles (GSM)/red de acceso de radio de velocidades de datos mejoradas para la evolución global (EDGE)).
La GW de PDN (o P-GW) corresponde a un punto de terminación de una interfaz de datos a una red de datos de paquetes. La GW de PDN puede soportar funciones de cumplimiento de políticas, filtrado de paquetes, soporte de cobro, etc. Además, la GW de PDN puede dar servicio como punto de anclaje para la gestión de la movilidad entre la red 3GPP y una red no de 3GPP (por ejemplo, redes no confiables tales como una red de área local inalámbrica de interfuncionamiento (I-WLAN) o redes confiables tales como una red de acceso múltiple por división de código (CDMA) y Wimax).
En lo sucesivo en el presente documento, la presente divulgación se describe basándose en los términos definidos anteriormente.
Las tres principales áreas de requisitos de 5G incluyen (1) un área de banda ancha móvil mejorada (eMBB), (2) un área de comunicación de tipo de máquina masiva (mMTC) y (3) un área de comunicaciones de baja latencia y ultra confiable (URLLC).
Algunos casos de uso pueden requerir múltiples áreas para la optimización, y otros casos de uso pueden centrarse en un único indicador clave de rendimiento (KPI). 5G soporta estos diversos casos de uso con un método flexible y confiable.
eMBB está muy por encima del acceso básico a Internet móvil y cubre aplicaciones de medios y entretenimiento en abundantes tareas bidireccionales, en la nube o de realidad aumentada. Los datos son una de las fuerzas motrices clave de 5G y puede que los servicios de voz especializados no se vean por primera vez en la era 5G. En 5G, se espera que la voz se procese como un programa de aplicación usando una conexión de datos proporcionada simplemente por un sistema de comunicación. Las principales causas de un mayor volumen de tráfico incluyen un aumento en el tamaño del contenido y un aumento en la cantidad de aplicaciones que necesitan una alta tasa de transferencia de datos. El servicio de transmisión (audio y vídeo), el vídeo tipo diálogo y las conexiones de Internet móviles se usarán más ampliamente a medida que más dispositivos se conecten a Internet. Tantos programas de aplicación requieren que la conectividad en la que se encuentran esté siempre activada para transmitir información y notificaciones en tiempo real a un usuario. El almacenamiento y la aplicación en la nube aumentan repentinamente en la plataforma de comunicación móvil, y esto puede aplicarse tanto a los negocios como al entretenimiento. Además, el almacenamiento en la nube es un caso de uso especial que arrastra el crecimiento de la tasa de transferencia de datos de enlace ascendente. 5G también se usa para negocios remotos en la nube. Cuando se usa una interfaz táctil, se requiere una latencia de extremo a extremo adicionalmente baja para mantener experiencias de usuario mejores. El entretenimiento, por ejemplo, los juegos en la nube y el envío por flujo continuo de vídeo, son otros elementos clave que aumentan la necesidad de la capacidad de banda ancha móvil. El entretenimiento es esencial en el teléfono inteligente y la tableta en cualquier lugar, incluyendo los entornos de alta movilidad, tales como un tren, un vehículo y un avión. Otro caso de uso es la realidad aumentada y la búsqueda de información para el entretenimiento. En este caso, la realidad aumentada requiere una latencia muy baja y una cantidad de datos instantánea.
Además, uno de los casos de uso de 5G más esperados se refiere a una función que puede conectar sin problemas sensores integrados en todos los campos, es decir, mMTC. Hasta 2020, se espera que los posibles dispositivos IoT alcancen los 20,4 miles de millones. El IoT de la industria es una de las áreas en las que 5G desempeña funciones importantes que permiten la ciudad inteligente, el seguimiento de recursos, los servicios públicos inteligentes, la agricultura y la infraestructura de seguridad.
URLLC incluye un nuevo servicio que cambiará la industria a través del control remoto de la infraestructura principal y un enlace que tiene una latencia baja disponible/ultra confiable, tal como un vehículo de conducción autónoma. Un nivel de confiabilidad y latencia es esencial para controlar redes inteligentes, la automatización de la industria, la ingeniería de robots, el control y el ajuste de drones.
A continuación, se describen con más detalle múltiples casos de uso.
5G puede complementar la fibra hasta el hogar (FTTH) y la banda ancha por cable (o DOCSIS) como medio para proporcionar un flujo evaluado desde varios cientos de megabits por segundo hasta gigabits por segundo. Se requiere una velocidad tan rápida para suministrar TV con una resolución de 4K o más (6K, 8K o más) además de la realidad virtual y la realidad aumentada. Las aplicaciones de realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR) incluyen juegos deportivos de inmersión. Un programa de aplicación específico puede necesitar una configuración de red especial. Por ejemplo, en juegos de VR, para que las empresas de juegos minimicen la latencia, puede necesitar integrarse un servidor central con el servidor de red perimetral de un operador de red.
Se espera que la industria de la automoción sea una fuerza motriz importante y nueva en 5G, junto con muchos casos de uso para la comunicación móvil de un vehículo. Por ejemplo, el entretenimiento para un pasajero requiere una banda ancha móvil de alta capacidad y alta movilidad al mismo tiempo. La razón es que los futuros usuarios continúan esperando una conexión de alta calidad independientemente de su ubicación y velocidad. Otro ejemplo de uso del campo de la automoción es un salpicadero de realidad aumentada. El salpicadero de realidad aumentada se superpone y muestra información, que identifica un objeto en la oscuridad y notificando al conductor la distancia y el movimiento del objeto, sobre algo que el conductor ve a través de una ventana delantera. En el futuro, un módulo inalámbrico permitirá la comunicación entre vehículos, el intercambio de información entre un vehículo y una infraestructura soportada y el intercambio de información entre un vehículo y otros dispositivos conectados (por ejemplo, dispositivos portados por un peatón). Un sistema de seguridad guía cursos alternativos de un comportamiento de tal manera que un conductor pueda conducir de manera más segura, reduciendo de este modo el peligro de un accidente. La próxima etapa será un vehículo controlado a distancia o autónomo. Esto requiere una comunicación muy fiable y muy rápida entre diferentes vehículos autónomos y entre un automóvil y una infraestructura. En el futuro, un vehículo de conducción autónoma podrá realizar todas las actividades de conducción y el conductor se centrará únicamente en el tráfico anormal, que el propio vehículo no puede identificar. Los requisitos técnicos de un vehículo de conducción autónoma exigen una latencia ultra baja y una confiabilidad de velocidad ultrarrápida para aumentar la seguridad del tráfico hasta un nivel que no puede alcanzar una persona.
Una ciudad inteligente y un hogar inteligente mencionados como una sociedad inteligente se integrarán como una red de sensores de radio de alta densidad. La red distribuida de sensores inteligentes identificará el coste de una ciudad u hogar y una condición para el mantenimiento energéticamente eficiente. Puede realizarse una configuración similar para cada hogar. Todos, un sensor de temperatura, un controlador de ventana y calefacción, una alarma antirrobo y electrodomésticos están conectados de manera inalámbrica. Típicamente, muchos de estos sensores tienen una baja tasa de transferencia de datos, baja energía y bajo coste. Sin embargo, por ejemplo, es posible que se requiera vídeo HD en tiempo real para un tipo específico de dispositivo de vigilancia.
El consumo y la distribución de energía, incluyendo el calor o el gas, están altamente distribuidos y, por lo tanto, necesitan el control automatizado de una red de sensores distribuidos. Una red inteligente recopila información e interconecta tales sensores usando información digital y una tecnología de comunicación para que los sensores operen basándose en la información. La información puede incluir los comportamientos de proveedores y consumidores y, por lo tanto, la red inteligente puede mejorar la distribución de un combustible, tal como la electricidad, de manera eficiente, confiable, económica, de producción sostenible y automatizada. La red inteligente puede considerarse otra red de sensores de baja latencia.
Una parte de la salud posee muchos programas de aplicación que aprovechan los beneficios de la comunicación móvil. Un sistema de comunicación puede soportar el tratamiento remoto proporcionando tratamiento clínico en un lugar distante. Esto ayuda a reducir la barrera de la distancia y puede mejorar el acceso a los servicios médicos que no se usan continuamente en las zonas agrícolas remotas. Además, esto se usa para salvar vidas en un tratamiento importante y una condición de emergencia. Una red de sensores de radio basada en comunicación móvil puede proporcionar monitorización remota y sensores para parámetros, tales como la frecuencia cardíaca y la presión arterial.
La comunicación por radio y móvil se vuelve cada vez más importante en el campo de aplicación de la industria. El cableado requiere un alto coste de instalación y mantenimiento. En consecuencia, la posibilidad de que un cable se reemplace por enlaces de radio reconfigurables es una oportunidad atractiva en muchos campos industriales. Sin embargo, lograr la posibilidad requiere que una conexión de radio opere con latencia, confiabilidad y capacidad similares a las del cable y que se simplifique la gestión. Baja latencia y baja probabilidad de error es un nuevo requisito para una conexión a 5G.
El rastreo de la logística y la mercancía es un caso de uso importante para la comunicación móvil, que permite el rastreo del inventario y los paquetes en cualquier lugar mediante un sistema de información basado en la ubicación. El caso de uso de rastreo de logística y la mercancía exige típicamente una velocidad de datos baja, pero requiere un área amplia e información de ubicación confiable.
Las realizaciones de la presente divulgación que se describirán a continuación se pueden implementar mediante la combinación o modificación para cumplir con los requisitos de 5G descritos anteriormente.
Lo siguiente se describe en detalle en relación con el campo técnico al que se pueden aplicar las realizaciones de la presente divulgación que se describirán a continuación.
Inteligencia artificial (IA)
Por inteligencia artificial se entiende el campo en el que se investiga la inteligencia artificial o la metodología que puede realizar la inteligencia artificial. El aprendizaje automático significa el campo en el que se definen diversos problemas manejados en el campo de la inteligencia artificial y se investiga la metodología para resolver los problemas. El aprendizaje automático también se define como un algoritmo para mejorar el rendimiento de una tarea a través de experiencias continuas para la tarea.
Una red neuronal artificial (ANN) es un modelo usado en el aprendizaje automático y puede referirse al modelo completo con capacidad de resolución de problemas que consiste en neuronas artificiales (nodos) que forman una red a través de una combinación de sinapsis. La red neuronal artificial puede estar definida por un patrón de conexión entre neuronas de diferentes capas, un proceso de aprendizaje para actualizar un parámetro del modelo y una función de activación para generar un valor de salida.
La red neuronal artificial puede incluir una capa de entrada, una capa de salida y, opcionalmente, una o más capas ocultas. Cada capa incluye una o más neuronas. La red neuronal artificial puede incluir una sinapsis que conecte las neuronas. En la red neuronal artificial, cada neurona puede emitir un valor de función de una función de activación para señales de entrada, peso y una entrada de polarización a través de una sinapsis.
Un parámetro de modelo significa un parámetro determinado a través del aprendizaje e incluye el peso de una conexión sináptica y la polarización de una neurona. Además, un hiperparámetro se refiere a un parámetro que deberá configurarse antes del aprendizaje en un algoritmo de aprendizaje automático e incluye una tasa de aprendizaje, el número de repeticiones, un tamaño de minidespliegue y una función de inicialización.
Puede considerarse el propósito de aprendizaje de la red neuronal artificial para determinar un parámetro de modelo que minimice una función de pérdida. La función de pérdida puede usarse como un índice para determinar un parámetro de modelo óptimo en el proceso de aprendizaje de una red neuronal artificial.
El aprendizaje automático puede clasificarse en aprendizaje supervisado, aprendizaje no supervisado y aprendizaje por refuerzo basándose en un método de aprendizaje.
El aprendizaje supervisado significa un método para entrenar una red neuronal artificial en el estado en el que se ha proporcionado una etiqueta para los datos de aprendizaje. La etiqueta puede referirse a una respuesta (o un valor de resultado) que debe deducirse por una red neuronal artificial cuando se introducen datos de aprendizaje en la red neuronal artificial. El aprendizaje no supervisado puede significar un método para entrenar una red neuronal artificial en el estado en el que no se ha proporcionado una etiqueta para los datos de aprendizaje. El aprendizaje por refuerzo puede significar un método de aprendizaje en el que se entrena a un agente definido dentro de un entorno para seleccionar un comportamiento o una secuencia de comportamiento que maximice la compensación acumulada en cada estado.
El aprendizaje automático implementado como una red neuronal profunda (DNN) que incluye una pluralidad de capas ocultas, entre las redes neuronales artificiales, también se denomina aprendizaje profundo. El aprendizaje profundo es parte del aprendizaje automático. En lo sucesivo en el presente documento, el aprendizaje automático se usa como un significado que incluye el aprendizaje profundo.
Robot
Un robot puede significar a una máquina que procesa automáticamente una tarea determinada u opera basándose en una capacidad de propiedad autónoma. En particular, un robot que tiene una función para reconocer y determinar de forma autónoma un entorno y realizar una operación puede denominarse robot inteligente.
El robot puede estar clasificado para la industria, el tratamiento médico, el hogar y el ejército basándose en su propósito o campo de uso.
El robot incluye un controlador que incluye un accionador o motor y puede realizar diversas operaciones físicas, tales como mover una articulación del robot. Además, un robot móvil incluye una rueda, un freno, un propulsor, etc., en el controlador, y puede correr por el suelo o volar por el aire a través del controlador.
Autoconducción (conducción autónoma)
La autoconducción significa una tecnología para la conducción autónoma. Un vehículo de conducción autónoma significa un vehículo que funciona sin la manipulación del usuario o con la mínima manipulación del usuario.
Por ejemplo, la conducción autónoma puede incluir toda una tecnología para mantener un carril de conducción, una tecnología para controlar automáticamente la velocidad, tal como el control de crucero adaptativo, una tecnología para conducir automáticamente a lo largo de una ruta fija, una tecnología para configurar y conducir automáticamente una ruta cuando se establece el destino y similares.
Un vehículo incluye todo vehículo que tiene solo un motor de combustión interior, un vehículo híbrido que incluye tanto un motor de combustión interior como un motor eléctrico, y un vehículo eléctrico que tiene solo un motor eléctrico, y puede incluir un tren, una motocicleta, etc., además de los vehículos.
En este caso, el vehículo de conducción autónoma puede considerarse como un robot que tiene una función de autoconducción.
Realidad extendida (XR)
La realidad extendida se refiere conjuntamente a la realidad virtual (VR), la realidad aumentada (AR) y la realidad mixta (MR). La tecnología VR proporciona un objeto o contexto del mundo real solo como una imagen CG. La tecnología AR proporciona una imagen CG producida virtualmente en una imagen real. La tecnología MR es una tecnología de gráficos por ordenador para mezclar y combinar objetos virtuales con el mundo real y proporcionarlos.
La tecnología MR es similar a la tecnología AR en que muestra un objeto real y un objeto virtual juntos. Sin embargo, existe una diferencia en que un objeto virtual se usa para complementar un objeto real en la tecnología AR y, por otro lado, un objeto virtual y un objeto real se usan como el mismo elemento en la tecnología MR.
La tecnología de XR puede aplicarse a una pantalla montada en la cabeza (HMD), una pantalla de visualización frontal (HUD), un teléfono móvil, un PC de tableta, un ordenador portátil, un ordenador de sobremesa, un televisor y una señalización digital, y similares. Un dispositivo que se ha aplicado la tecnología de XR puede denominarse dispositivo de XR.
La Figura 1 ilustra un dispositivo de IA 100 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
El dispositivo de IA 100 puede implementarse como un dispositivo fijo o un dispositivo móvil, tal como un televisor, un proyector, un teléfono móvil, un teléfono inteligente, un ordenador de sobremesa, un ordenador portátil, un terminal para difusión digital, un asistente digital personal (PDA), un reproductor multimedia portátil (PMP), un navegador, un PC de tableta, un dispositivo portátil, un decodificador de salón (STB), un receptor DMB, una radio, una lavadora, un refrigerador, un ordenador de sobremesa, una señalización digital, un robot y un vehículo.
Haciendo referencia a la Figura 1, el dispositivo de IA 100 puede incluir una unidad de comunicación 110, una unidad de entrada 120, un procesador de aprendizaje 130, una unidad de detección 140, una unidad de salida 150, una memoria 170 y un procesador 180.
La unidad de comunicación 110 puede transmitir y recibir datos hacia y desde dispositivos exteriores, tales como otros dispositivos de IA 100a a 100e o un servidor de IA 200, usando tecnologías de comunicación alámbricas e inalámbricas. Por ejemplo, la unidad de comunicación 110 puede transmitir y recibir información de sensor, una entrada del usuario, un modelo de aprendizaje y una señal de control hacia y desde dispositivos externos.
Ejemplos de las tecnologías de comunicación usadas por la unidad de comunicación 110 incluyen un sistema global para comunicación móvil (GSM), acceso múltiple por división de código (CDMA), evolución a largo plazo (LTE), 5G, una LAN inalámbrica (WLAN), fidelidad inalámbrica (Wi-Fi), Bluetooth™, identificación por radiofrecuencia (RFID), asociación de datos por infrarrojos (IrDA), ZigBee, comunicación de campo cercano (NFC), etc.
La unidad de entrada 120 puede obtener diversos tipos de datos.
La unidad de entrada 120 puede incluir una cámara para una entrada de señal de imagen, un micrófono para recibir una señal de audio, una unidad de entrada de usuario para recibir información de un usuario, etc. En el presente documento, la cámara o el micrófono se trata como un sensor, y una señal obtenida de la cámara o el micrófono puede denominarse datos de detección o información de sensor.
La unidad de entrada 120 puede obtener datos de aprendizaje para el aprendizaje del modelo y datos de entrada para usar cuando se obtiene una salida usando un modelo de aprendizaje. La unidad de entrada 120 puede obtener datos de entrada no procesados. En este caso, el procesador 180 o el procesador de aprendizaje 130 pueden extraer una característica de entrada realizando un preprocesamiento de los datos de entrada.
El procesador de aprendizaje 130 puede entrenarse por un modelo configurado con una red neuronal artificial usando datos de aprendizaje. En este caso, la red neuronal artificial entrenada puede denominarse modelo de aprendizaje. El modelo de aprendizaje se puede usar para deducir un valor de resultado de nuevos datos de entrada, no de datos de aprendizaje, y el valor deducido se puede usar como base para realizar una operación dada.
El procesador de aprendizaje 130 puede realizar procesamiento de IA junto con un procesador de aprendizaje 240 del servidor de IA 200.
El procesador de aprendizaje 130 puede incluir una memoria integrada o implementada en el dispositivo de IA 100. Como alternativa, el procesador de aprendizaje 130 puede implementarse usando la memoria 170, la memoria exterior acoplada directamente al dispositivo de IA 100 o la memoria mantenida en un dispositivo externo.
La unidad de detección 140 puede obtener IA menos una información interior del dispositivo IA 100, información del entorno circundante del dispositivo IA 100 o información del usuario usando diversos sensores.
Ejemplos de sensores incluidos en la unidad de detección 140 incluyen un sensor de proximidad, un sensor de iluminación, un sensor de aceleración, un sensor magnético, un sensor giroscópico, un sensor de inercia, un sensor RGB, un sensor de IR, un sensor de reconocimiento de huellas dactilares, un sensor ultrasónico, un fotosensor, un micrófono, LIDAR y un radar.
La unidad de salida 150 puede generar una salida relacionada con un sentido visual, un sentido auditivo o un sentido táctil.
La unidad de salida 150 puede incluir una pantalla para emitir información visual, un altavoz para emitir información auditiva y un módulo háptico para emitir información táctil.
La memoria 170 puede almacenar datos que soportan diversas funciones del dispositivo de IA 100. Por ejemplo, la memoria 170 puede almacenar datos de entrada obtenidos por la unidad de entrada 120, datos de aprendizaje, un modelo de aprendizaje, un historial de aprendizaje, etc.
El procesador 180 puede determinar al menos una operación ejecutable del dispositivo IA 100 basándose en la información, es decir, determinada o generada usando un algoritmo de análisis de datos o un algoritmo de aprendizaje automático. Además, el procesador 180 puede realizar una operación determinada controlando los componentes del dispositivo de IA 100.
Para este fin, el procesador 180 puede solicitar, buscar, recibir o utilizar datos del procesador de aprendizaje 130 o la memoria 170, y puede controlar los componentes del dispositivo de IA 100 para ejecutar una operación prevista o una operación determinada como preferida, entre la al menos una operación ejecutable.
En este caso, si es necesaria la asociación con un dispositivo externo para realizar la operación determinada, el procesador 180 puede generar una señal de control para controlar el dispositivo externo correspondiente y transmitir la señal de control generada al dispositivo externo correspondiente.
El procesador 180 puede obtener información de intención para una entrada de usuario y transmitir requisitos de usuario basándose en la información de intención obtenida.
El procesador 180 puede obtener la información de intención, correspondiente a la entrada del usuario, usando al menos uno de un motor de voz a texto (STT) para convertir una entrada de voz en una cadena de texto o un motor de procesamiento de lenguaje natural (NLP) para obtener información de intención de un lenguaje natural.
En este caso, al menos uno del motor STT o el motor NLP puede construirse mediante una red neuronal artificial de la que al menos una parte está entrenada de acuerdo con un algoritmo de aprendizaje automático. Además, al menos uno de los motores STT o NLP puede haberse entrenado por el procesador de aprendizaje 130, puede haberse entrenado por el procesador de aprendizaje 240 del servidor de IA 200 o puede haberse entrenado por el procesamiento distribuido del mismo.
El procesador 180 puede recopilar información de historial que incluye la realimentación, etc. del usuario para los contenidos de operación o una operación del dispositivo de IA 100, y puede almacenar la información de historial en la memoria 170 o en el procesador de aprendizaje 130 o puede transmitir la información de historial a un dispositivo externo tal como el servidor de IA 200. La información de historial recopilada puede usarse para actualizar un modelo de aprendizaje.
El procesador 180 puede controlar al menos algunos de los componentes del dispositivo de IA 100 para ejecutar un programa de aplicación almacenado en la memoria 170. Además, el procesador 180 puede combinar y operar dos o más de los componentes incluidos en el dispositivo de IA 100 para ejecutar el programa de aplicación.
La Figura 2 ilustra un servidor de IA 200 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la Figura 2, el servidor de IA 200 puede referirse a un dispositivo que está entrenado por una red neuronal artificial que usa un algoritmo de aprendizaje automático o que usa una red neuronal artificial entrenada. En el presente documento, el servidor de IA 200 consiste en una pluralidad de servidores y puede realizar procesamiento distribuido y puede definirse como una red 5G. Además, el servidor de IA 200 puede incluirse como una configuración parcial del dispositivo de IA 100 y puede realizar al menos una parte del procesamiento de IA.
El servidor de IA 200 puede incluir una unidad de comunicación 210, una memoria 230, un procesador de aprendizaje 240 y un procesador 260.
La unidad de comunicación 210 puede transmitir y recibir datos hacia y desde un dispositivo externo tal como el dispositivo de IA 100.
La memoria 230 puede incluir una unidad de almacenamiento de modelos 231. La unidad de almacenamiento de modelos 231 puede almacenar un modelo (o red neuronal artificial 231a) que se está entrenando o ha sido entrenado a través del procesador de aprendizaje 240.
El procesador de aprendizaje 240 puede entrenar la red neuronal artificial 231a usando datos de aprendizaje. El modelo de aprendizaje puede usarse en el estado en el que se ha montado en el servidor de IA 200 de la red neuronal artificial o puede montarse en un dispositivo externo, como el dispositivo de IA 100, y usarse.
El modelo de aprendizaje puede implementarse como hardware, software o una combinación de hardware y software. Si una parte o todo el modelo de aprendizaje se implementa como software, una o más instrucciones que construyen el modelo de aprendizaje pueden almacenarse en la memoria 230.
El procesador 260 puede deducir un valor de resultado de los nuevos datos de entrada usando el modelo de aprendizaje y generar una respuesta o comando de control basándose en el valor de resultado deducido.
La Figura 3 ilustra un sistema de IA 1 de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la Figura 3, en el sistema de IA 1, al menos uno del servidor de IA 200, un robot 100a, un vehículo de conducción autónoma 100b, un dispositivo XR 100c, un teléfono inteligente 100d o electrodomésticos 100e está conectado a una red en la nube 10. El robot 100a, el vehículo de conducción autónoma 100b, el dispositivo de XR 100c, el teléfono inteligente 100d o los electrodomésticos 100e a los que se aplica la tecnología de IA pueden denominarse dispositivos de IA 100a a 100e.
La red en la nube 10 puede constituir parte de la infraestructura informática en la nube o puede referirse a una red presente dentro de la infraestructura informática en la nube. La red en la nube 10 puede configurarse usando la red 3G, la red 4G o la red de la evolución a largo plazo (LTE) o la red 5G.
Es decir, los dispositivos 100a a 100e y 200 que constituyen el sistema de IA 1 pueden interconectarse a través de la red en la nube 10. Particularmente, los dispositivos 100a a 100e y 200 pueden comunicarse entre sí a través de una estación base, pero pueden comunicarse directamente entre sí sin la intervención de la estación base.
El servidor de IA 200 puede incluir un servidor para realizar el procesamiento de IA y un servidor para realizar el cálculo de grandes cantidades de datos.
El servidor de IA 200 está conectado a al menos uno de los robots 100a, al vehículo de conducción autónoma 100b, al dispositivo de XR 100c, al teléfono inteligente 100d o a los electrodomésticos 100e, que son dispositivos de IA que constituyen el sistema de IA 1, a través de la red en la nube 10, y puede ayudar al menos en parte al procesamiento de IA de los dispositivos de IA 100a a 100e conectados.
El servidor de IA 200 puede entrenar una red neuronal artificial basándose en un algoritmo de aprendizaje automático en lugar de los dispositivos de IA 100a a 100e, y puede almacenar directamente un modelo de aprendizaje o puede transmitir el modelo de aprendizaje a los dispositivos de IA 100a a 100e.
El servidor de IA 200 puede recibir datos de entrada de los dispositivos de IA 100a a 100e, deducir un valor de resultado de los datos de entrada recibidos usando el modelo de aprendizaje, generar una respuesta o comando de control basándose en el valor de resultado deducido y transmitir la respuesta o el comando de control a los dispositivos de IA 100a a100e.
Como alternativa, los dispositivos de IA 100a a 100e pueden deducir directamente un valor de resultado de los datos de entrada usando un modelo de aprendizaje y pueden generar una respuesta o comando de control basándose en el valor de resultado deducido.
A continuación, se describen diversas implementaciones de los dispositivos de IA 100a a 100e a los que se aplican las tecnologías descritas anteriormente. En el presente documento, los dispositivos de IA 100a a 100e ilustrados en la Figura 3 pueden considerarse implementaciones detalladas del dispositivo de IA 100 ilustrado en la Figura 1.
IA y robot a los que se aplica la presente divulgación
Se aplica la tecnología de IA al robot 100a, y el robot 100a puede implementarse como un robot de guía, un robot de transporte, un robot de limpieza, un robot portátil, un robot de entretenimiento, un robot mascota, un robot aéreo no tripulado, etc.
El robot 100a puede incluir un módulo de control de robot para controlar una operación. El módulo de control de robot puede significar un módulo de software o un chip en el que se ha implementado un módulo de software usando hardware.
El robot 100a puede obtener información de estado del robot 100a, detectar (reconocer) un entorno y un objeto circundantes, generar datos de mapas, determinar una ruta de movimiento y un plan de desplazamiento, determinar una respuesta a una interacción del usuario o determinar una operación usando información de sensor obtenida de diversos tipos de sensores.
El robot 100a puede usar la información de sensor obtenida por al menos un sensor de LIDAR, un radar y una cámara para determinar la ruta de movimiento y el plan de desplazamiento.
El robot 100a puede realizar las operaciones anteriores usando un modelo de aprendizaje que consiste en al menos una red neuronal artificial. Por ejemplo, el robot 100a puede reconocer un entorno y un objeto circundantes usando el modelo de aprendizaje, y determinar una operación usando la información del entorno circundante o información del objeto reconocidas. En el presente documento, el modelo de aprendizaje puede haberse entrenado directamente en el robot 100a o puede haberse entrenado en un dispositivo externo, tal como el servidor de IA 200.
El robot 100a puede generar resultados directamente usando el modelo de aprendizaje y realizar una operación, pero puede realizar una operación transmitiendo información de sensor a un dispositivo externo, tal como el servidor de IA 200, y recibir los resultados generados en respuesta a esto.
El robot 100a puede determinar la ruta de movimiento y el plan de desplazamiento usando al menos uno de los datos de mapa, la información del objeto detectada a partir de la información de sensor o la información del objeto obtenida a partir del dispositivo externo. El robot 100a puede desplazarse lo largo de la ruta de movimiento y el plan de desplazamiento determinados controlando el controlador.
Los datos de mapa pueden incluir información de identificación de objetos para diversos objetos dispuestos en el espacio en el que se mueve el robot 100a. Por ejemplo, los datos de mapa pueden incluir información de identificación de objetos para objetos fijos, tales como una pared y una puerta, y objetos móviles, tales como un puerto de flujo y un escritorio. Además, la información de identificación del objeto puede incluir un nombre, un tipo, una distancia, una ubicación, etc.
Además, el robot 100a puede realizar una operación o desplazarse controlando el controlador basándose en el control/interacción de un usuario. En este caso, el robot 100a puede obtener información de intención de interacción de acuerdo con el comportamiento o la voz de un usuario, puede determinar una respuesta basándose en la información de intención obtenida y puede realizar una operación.
IA y conducción autónoma a los que se aplica la presente divulgación
Se aplica la tecnología de IA al vehículo de conducción autónoma 100b, y el vehículo de conducción autónoma 100b puede implementarse como un robot móvil, un vehículo, un cuerpo aéreo no tripulado, etc.
El vehículo de conducción autónoma 100b puede incluir un módulo de control de conducción autónoma para controlar una función de conducción autónoma. El módulo de control de conducción autónoma puede significar un módulo de software o un chip en el que se ha implementado un módulo de software usando hardware. El módulo de control de conducción autónoma puede incluirse en el vehículo de conducción autónoma 100b como el componente del vehículo de conducción autónoma 100b, pero puede configurarse como hardware separado fuera del vehículo de conducción autónoma 100b y conectarse al vehículo de conducción autónoma 100b.
El vehículo de conducción autónoma 100b puede obtener información de estado del vehículo de conducción autónoma 100b, puede detectar (reconocer) un entorno y un objeto circundantes, puede generar datos de mapas, puede determinar una ruta de movimiento y un plan de desplazamiento o puede determinar una operación usando información de sensor obtenida de diversos tipos de sensores.
Para determinar la ruta de movimiento y el plan de desplazamiento, el vehículo de conducción autónoma 100b puede usar información del sensor obtenida de al menos un sensor entre LIDAR, un radar y una cámara, de la misma manera que el robot 100a.
En particular, el vehículo de conducción autónoma 100b puede reconocer un entorno o un objeto en un área en la que la vista está bloqueada o un área de una distancia predeterminada o más recibiendo información de sensores de dispositivos externos, o puede recibir información que se reconoce directamente desde los dispositivos externos.
El vehículo de conducción autónoma 100b puede realizar las operaciones anteriores usando un modelo de aprendizaje que consiste en al menos una red neuronal artificial. Por ejemplo, el vehículo de conducción autónoma 100b puede reconocer un entorno y un objeto circundantes usando un modelo de aprendizaje, y puede determinar una ruta de desplazamiento usando la información del entorno circundante o información del objeto reconocida. En el presente documento, el modelo de aprendizaje puede haberse entrenado directamente en el vehículo de conducción autónoma 100b o puede haberse entrenado en un dispositivo externo, tal como el servidor de IA 200.
En este caso, el vehículo de conducción autónoma 100b puede generar resultados directamente usando el modelo de aprendizaje para realizar una operación, pero puede realizar una operación transmitiendo información de sensor a un dispositivo externo, tal como el servidor de IA 200, y recibir los resultados generados en respuesta a esto.
El vehículo de conducción autónoma 100b puede determinar una ruta de movimiento y un plan de desplazamiento usando al menos uno de los datos de mapa, la información del objeto detectada a partir de la información de sensor o la información del objeto obtenidas de un dispositivo externo. El vehículo de conducción autónoma 100b puede desplazarse basándose en la ruta de movimiento y el plan de desplazamiento determinados controlando el controlador.
Los datos de mapa pueden incluir información de identificación de objetos para diversos objetos dispuestos en el espacio (por ejemplo, la carretera) en el que se desplaza el vehículo de conducción autónoma 100b. Por ejemplo, los datos de mapa pueden incluir información de identificación de objetos para objetos fijos, tales como una farola, una roca y un edificio, etc., y objetos móviles, tales como un vehículo y un peatón. Además, la información de identificación del objeto puede incluir un nombre, un tipo, una distancia, una ubicación, etc.
Además, el vehículo de conducción autónoma 100b puede realizar una operación o puede desplazarse controlando el controlador basándose en el control/interacción de un usuario. En este caso, el vehículo de conducción autónoma 100b puede obtener información de intención de una interacción de acuerdo con el comportamiento o la voz de un usuario, puede determinar una respuesta basándose en la información de intención obtenida y puede realizar una operación.
IA y XR a los que se aplica la presente divulgación
Se aplica una tecnología de IA al dispositivo de XR 100c, y el dispositivo de XR 100c puede implementarse como una pantalla montada en la cabeza (HMD), una pantalla de visualización frontal (HUD) proporcionada en un vehículo, televisión, un teléfono móvil, un teléfono inteligente, un ordenador, un dispositivo portátil, electrodomésticos, una señalización digital, un vehículo, un robot de tipo fijo o un robot móvil.
El dispositivo de XR 100c puede generar datos de ubicación y datos de atributos para puntos tridimensionales (3D) analizando los datos de nubes de puntos 3D o datos de imagen obtenidos a través de diversos sensores o de un dispositivo externo, puede obtener información sobre un espacio circundante u objeto real basándose en los datos de ubicación y los datos de atributos generados, y puede emitir un objeto de XR representando el objeto de XR. Por ejemplo, el dispositivo de XR 100c puede emitir un objeto de XR, que incluye información adicional para un objeto reconocido, haciendo que el objeto de XR se corresponda con el objeto reconocido correspondiente.
El dispositivo de XR 100c puede realizar las operaciones anteriores usando un modelo de aprendizaje que consiste en al menos una red neuronal artificial. Por ejemplo, el dispositivo de XR 100c puede reconocer un objeto real en datos de nubes de puntos 3d o datos de imágenes usando un modelo de aprendizaje, y puede proporcionar información correspondiente al objeto real reconocido. En este caso, el modelo de aprendizaje puede haberse entrenado directamente en el dispositivo de XR 100c o puede haberse entrenado en un dispositivo externo, tal como el servidor de IA 200.
En este caso, el dispositivo de XR 100c puede generar resultados directamente usando un modelo de aprendizaje y realizar una operación, pero puede realizar una operación transmitiendo información de sensor a un dispositivo externo, tal como el servidor de IA 200, y recibir los resultados generados en respuesta a esto.
IA, robot y conducción autónoma a los que se aplica la presente divulgación
Al robot 100a se le aplica una tecnología de IA y una tecnología de conducción autónoma, y el robot 100a puede implementarse como un robot de guía, un robot de transporte, un robot de limpieza, un robot portátil, un robot de entretenimiento, un robot mascota, un robot aéreo no tripulado, etc.
El robot 100a al que se aplica la tecnología de IA y la tecnología de conducción autónoma puede significar un robot que tiene una función de conducción autónoma o puede significar que el robot 100a interactúa con el vehículo de conducción autónoma 100b.
El robot 100a con la función de conducción autónoma puede referirse colectivamente a dispositivos que se mueven por sí mismos a lo largo de una ruta determinada sin el control de un usuario o que determinan por sí mismos una ruta de movimiento y se mueven.
El robot 100a con la función de conducción autónoma y el vehículo de conducción autónoma 100b pueden usar un método de detección común para determinar uno o más de una ruta en movimiento o un plan de desplazamiento. Por ejemplo, el robot 100a con la función de conducción autónoma y el vehículo de conducción autónoma 100b pueden determinar uno o más de una ruta de movimiento o un plan de desplazamiento usando la información detectada través de un LIDAR, un radar, una cámara, etc.
El robot 100a que interactúa con el vehículo de conducción autónoma 100b está presente por separado del vehículo de conducción autónoma 100b, y puede realizar una operación asociada con una función de conducción autónoma dentro o fuera del vehículo de conducción autónoma 100b o una operación asociada con un usuario subido en el vehículo de conducción autónoma 100b.
En este caso, el robot 100a que interactúa con el vehículo de conducción autónoma 100b puede controlar o ayudar a la función de conducción autónoma del vehículo de conducción autónoma 100b obteniendo información de sensor en lugar del vehículo de conducción autónoma 100b y proporcionando la información de sensor al vehículo de conducción autónoma 100b, u obteniendo información de sensor, generando información del entorno o información del objeto circundantes, y proporcionando la información del entorno o la información del objeto circundantes al vehículo de conducción autónoma 100b.
Como alternativa, el robot 100a que interactúa con el vehículo de conducción autónoma 100b puede controlar la función del vehículo de conducción autónoma 100b monitorizando a un usuario subido en el vehículo de conducción autónoma 100b o a través de una interacción con un usuario. Por ejemplo, si se determina que un conductor está en un estado de somnolencia, el robot 100a puede activar la función de conducción autónoma del vehículo de conducción autónoma 100b o ayudar al control de la unidad de accionamiento del vehículo de conducción autónoma 100b. En el presente documento, la función del vehículo de conducción autónoma 100b controlada por el robot 100a puede incluir una función proporcionada por un sistema de navegación o un sistema de audio proporcionado dentro del vehículo de conducción autónoma 100b, además de una función autónoma simplemente.
Como alternativa, el robot 100a que interactúa con el vehículo de conducción autónoma 100b puede proporcionar información al vehículo de conducción autónoma 100b o puede ayudar a una función fuera del vehículo de conducción autónoma 100b. Por ejemplo, el robot 100a puede proporcionar al vehículo de conducción autónoma 100b información sobre el tráfico, que incluye la información de señal, etc., como en un semáforo inteligente, y puede conectar automáticamente un cargador eléctrico a una entrada de llenado a través de una interacción con el vehículo de conducción autónoma 100b como en el cargador eléctrico automático de un vehículo eléctrico.
IA, robot y XR a los que se aplica la presente divulgación
Se aplican al robot 100a una tecnología de IA y una tecnología de XR, y el robot 100a puede implementarse como un robot de guía, un robot de transporte, un robot de limpieza, un robot portátil, un robot de entretenimiento, un robot mascota, un robot aéreo no tripulado, un dron, etc.
El robot 100a al que se aplica la tecnología de XR puede significar un robot, es decir, un objetivo de control/interacción dentro de una imagen de XR. En este caso, el robot 100a es diferente del dispositivo de XR 100c y pueden operar conjuntamente entre sí.
Si el robot 100a, es decir, un objetivo de control/interacción dentro de la imagen de XR obtiene información de sensor de los sensores que incluyen una cámara, el robot 100a o el dispositivo de XR 100c pueden generar una imagen de XR basándose en la información de sensor, y el dispositivo de X r 100c puede generar la imagen de XR generada. Además, el robot 100a puede operar basándose en una señal de control recibida a través del dispositivo de XR 100c o de la interacción de un usuario.
Por ejemplo, un usuario puede identificar una imagen de XR correspondiente en el momento del robot 100a operando de manera remota en conjunto a través de un dispositivo externo, tal como el dispositivo de XR 100c, puede ajustar una ruta de conducción autónoma del robot 100a a través de una interacción, puede controlar una operación o conducción o puede identificar información de un objeto circundante.
IA, conducción autónoma y XR a los que se aplica la presente divulgación
Se aplica la tecnología de IA y la tecnología de XR al vehículo de conducción autónoma 100b, y el vehículo de conducción autónoma 100b puede implementarse como un robot móvil, un vehículo, un cuerpo aéreo no tripulado, etc.
El vehículo de conducción autónoma 100b al que se aplica la tecnología de XR puede significar un vehículo de conducción autónoma equipado con medios para proporcionar una imagen de XR o un vehículo de conducción autónoma, es decir, un objetivo de control/interacción dentro de la imagen de XR. Particularmente, el vehículo de conducción autónoma 100b, es decir, el objetivo de control/interacción dentro de una imagen de XR, es diferente del dispositivo de XR 100c, y puede operar conjuntamente entre sí.
El vehículo de conducción autónoma 100b proporcionado con los medios para proporcionar la imagen de XR puede obtener información de sensor de los sensores que incluyen una cámara, y puede emitir la imagen de XR basándose en la información de sensor obtenida. Por ejemplo, el vehículo de conducción autónoma 100b incluye una HUD y puede proporcionar a un pasajero un objeto de XR correspondiente a un objeto real o un objeto dentro de una pantalla emitiendo una imagen de XR.
En este caso, cuando el objeto de XR se emite a la HUD, al menos una parte del objeto de XR puede emitirse para superponerse con un objeto real hacia el que se dirige la vista de un pasajero. Por otro lado, cuando el objeto de XR se emite a una pantalla incluida dentro del vehículo de conducción autónoma 100b, al menos una parte del objeto de XR se puede emitir para superponerse con un objeto dentro de una pantalla. Por ejemplo, el vehículo de conducción autónoma 100b puede emitir objetos de XR correspondientes a objetos, tal como una calzada, otros vehículos, un semáforo, una señal, un vehículo de dos ruedas, un peatón y un edificio.
Si el vehículo de conducción autónoma 100b que es un objetivo de control/interacción dentro de una imagen de XR obtiene información de sensor de sensores que incluyen una cámara, el vehículo de conducción autónoma 100b o el dispositivo de XR 100c pueden crear una imagen de XR basándose en la información de sensor, y el dispositivo de XR 100c puede emitir la imagen de XR creada. Además, el vehículo de conducción autónoma 100b puede operar basándose en una señal de control recibida a través de un dispositivo externo, tal como el dispositivo de XR 100c o la interacción de un usuario.
Arquitectura de sistema 5G a la que es aplicable la presente divulgación
Un sistema 5G es una tecnología avanzada de la tecnología de comunicación móvil de LTE de 4G y soporta una nueva tecnología de acceso de radio (RAT), evolución a largo plazo extendida (eLTE) como una tecnología extendida de acceso de LTE, no de 3GPP (por ejemplo, acceso de red de área local inalámbrica (WLAN)), etc. a través de la evolución o una estructura de estado limpio de una estructura de red de comunicaciones móviles existente.
El sistema 5G se define como basado en servicios, y la interacción entre funciones de red (NF) en la arquitectura del sistema 5G se puede representar de dos maneras, como se muestra a continuación.
- Representación de punto de referencia: muestra la interacción entre servicios de NF dentro de las NF descritas por un punto de referencia de punto a punto (por ejemplo, N11) entre dos NF (por ejemplo, AMF y SMF).
- Representación basada en servicios: las funciones de red (por ejemplo, AMF) dentro de un plano de control (CP) permiten que otras funciones de red autorizadas accedan a sus servicios. Esta representación incluye también, si es necesario, un punto de referencia punto a punto.
Descripción general del sistema de 3GPP
La Figura 4 ilustra diversos puntos de referencia.
En un ejemplo de una estructura de red ilustrada en la Figura 4, la SGW y la GW de PDN están configuradas como puertas de enlace separadas, pero las dos puertas de enlace pueden implementarse de acuerdo con una única opción de configuración de puerta de enlace.
La MME es un elemento para realizar funciones de señalización y control para soportar el acceso a la conexión de red del UE, asignación, rastreo, búsqueda, itinerancia y traspaso de recursos de red y así sucesivamente. La MME controla las funciones de plano de control relacionadas con los abonados y la gestión de sesiones. La MME gestiona un gran número de eNB y realiza la señalización de la selección de la puerta de enlace convencional para el traspaso a otras redes 2G/3G. Además, la MME realiza funciones de procedimientos de seguridad, manejo de sesiones de terminal a red, gestión de ubicación de terminales inactivos, etc.
El SGSN maneja todos los paquetes de datos, tales como la gestión de movilidad y la autenticación del usuario para otra red de 3GPP (por ejemplo, red de GPRS).
La ePDG sirve como nodo de seguridad para una red no de 3GPP no confiable (por ejemplo, I-WLAN, punto caliente WiFi, etc.).
Como se describe con referencia a la Figura 4, el UE con capacidad de IP puede acceder a la red de servicios de IP (por ejemplo, IMS) proporcionada por un proveedor de servicios (es decir, operador) a través de diversos componentes dentro del EPC basándose en el acceso no de 3GPP, así como en el acceso de 3GPP.
Por ejemplo, los puntos de referencia tales como S1-U y S1-MME pueden conectar dos funciones presentes en diferentes entidades funcionales. El sistema de 3GPP define un enlace conceptual que conecta dos funciones presentes en diferentes entidades funcionales de E-UTRAN y EPC, como punto de referencia. La siguiente Tabla 1 resume los puntos de referencia ilustrados en la Figura 4. Además del ejemplo de la Tabla 1, pueden existir diversos puntos de referencia dependiendo de la estructura de red.
T l 11
continuación
Entre los puntos de referencia ilustrados en la Figura 4, S2a y S2b corresponden a interfaces no de 3GPP. S2a es un punto de referencia para proporcionar un plano de usuario con control relacionado y soporte de movilidad entre el acceso no de 3GPP confiable y la GW de PDN. S2b es un punto de referencia para proporcionar un plano de usuario con control relacionado y soporte de movilidad entre la ePDG y la GW de PDN.
La Figura 5 ilustra un ejemplo de una estructura de red de una red de acceso de radio terrestre universal evolucionada (E-UTRAN) a la que es aplicable la presente divulgación.
Un sistema de E-UTRAN es una versión evolucionada del sistema de UTRAN existente y puede ser, por ejemplo, un sistema de LTE/LTE-A de 3GPP. Las redes de comunicación se despliegan ampliamente para proporcionar diversos servicios de comunicación tales como voz (por ejemplo, voz sobre protocolo de Internet (VoIP)) a través de IMS y paquetes de datos.
Haciendo referencia a la Figura 5, una red de E-UMTS incluye una E-UTRAN, un EPC y uno o más UE. La E-UTRAN consiste en eNB que proporcionan protocolos de plano de control y de usuario al UE, y los eNB están interconectados entre sí por medio de la interfaz X2.
La interfaz de plano de usuario X2 (X2-U) se define entre los eNB. La interfaz X2-U proporciona una entrega no garantizada de una unidad de datos de paquetes (PDU) de plano de usuario. La interfaz de plano de control X2 (X2-CP) se define entre dos eNB vecinos. La X2-CP realiza funciones de entrega de contexto entre los eNB, control del túnel de plano de usuario entre un eNB de origen y un eNB objetivo, entrega de mensajes relacionados con el traspaso, la gestión de carga de enlace ascendente y similares.
El eNB está conectado al UE a través de una interfaz de radio y está conectado a un núcleo de paquetes evolucionado (EPC) por medio de la interfaz S1.
La interfaz de plano de usuario S1 (S 1-U) se define entre el eNB y una puerta de enlace de servicio (S-GW). La interfaz de plano de control S1 (S1-MME) se define entre el eNB y una entidad de gestión de movilidad (MME). La interfaz S1 realiza funciones de gestión de servicio de portadora del sistema de paquetes evolucionado (EPS), transporte de señalización de estrato sin acceso (NAS), compartición de redes, equilibrio de carga de MME, etc. La interfaz S1 soporta una relación de muchos a muchos entre el eNB y la MME/S-GW.
La MME puede realizar diversas funciones, tales como seguridad de señalización NAS, control de seguridad de estrato de acceso (AS), señalización de nodo de red inter-núcleo (CN) para soportar la movilidad entre redes de acceso de 3GPP, accesibilidad de UE en modo inactivo (que incluye el control y la ejecución de la retransmisión de radiobúsqueda), gestión (para UE en modos inactivo y activo) de identidad de área de rastreo (TAI), selección de GW de PDN y SGW, selección de MME para traspaso con cambio de MME, selección de SGSN para traspaso a redes de acceso 2G o 3G de 3GPP, itinerancia, autenticación, funciones de gestión de portadora que incluyen establecimiento de portadora especializada, soporte de transmisión de mensajes del sistema de alerta pública (PWS) (que incluye el sistema de alerta de terremotos y tsunamis (ETWS) y el sistema de alerta móvil comercial (CMAS)), y similares.
La Figura 6 ilustra un ejemplo de una arquitectura general de E-UTRAN y EPC.
Como se ilustra en la Figura 6, el eNB puede realizar funciones tales como enrutamiento a la puerta de enlace mientras la conexión de control de recursos de radio (RRC) está activada, planificación y transmisión de mensajes de radiobúsqueda, planificación y transmisión de un canal de difusión (BCH), asignación dinámica de recursos en el enlace ascendente y descendente para el UE, configuración y provisión para la medición del eNB, control de portadora de radio, control de admisión de radio y control de movilidad de conexión. El eNB puede realizar funciones tales como generación de radiobúsqueda en el EPC, gestión de un estado LTE_INACTIVO, cifrado de un plano de usuario, control de portadora de SAE y cifrado y protección de integridad de la señalización de NAS.
El anexo J de 3GPP TR 23.799 muestra diversas arquitecturas combinando 5G y 4G. En 3GPP TS 23.501 se describe una arquitectura que usa NR y NGC.
La Figura 7 ilustra un ejemplo de una estructura de un protocolo de interfaz de radio en un plano de control entre un UE y un eNB. La Figura 8 ilustra un ejemplo de una estructura de un protocolo de interfaz de radio en un plano de usuario entre un UE y un eNB.
El protocolo de interfaz de radio se basa en el estándar de red de acceso de radio de 3GPP. El protocolo de interfaz de radio consiste horizontalmente de una capa física, una capa de enlace de datos y una capa de red, y se divide verticalmente en un plano de usuario para la transmisión de información de datos y un plano de control para la entrega de señalización de control.
Las capas de protocolo se pueden dividir en L1 (primera capa), L2 (segunda capa) y L3 (tercera capa) basándose en tres capas inferiores de un modelo de la norma de interconexión de sistemas abiertos (OSI) que es bien conocido en la técnica de los sistemas de comunicación.
Las capas del protocolo de radio en el plano de control ilustrado en la Figura 7 y las capas del protocolo de radio en el plano de usuario ilustrado en la Figura 8 se describen a continuación.
La capa física, la primera capa, proporciona un servicio de transferencia de información mediante un canal físico. La capa física está conectada con una capa de control de acceso al medio (MAC) ubicada en un nivel superior a través de un canal de transporte, y los datos entre la capa de MAC y la capa física se transfieren a través del canal de transporte. Los datos se transfieren entre diferentes capas físicas, es decir, entre capas físicas de un lado de transmisión y un lado de recepción a través del canal físico.
El canal físico consiste en varias subtramas en un eje de tiempo y varias subportadoras en un eje de frecuencia. En este punto, una subtrama consiste en una pluralidad de símbolos de OFDM y una pluralidad de subportadoras en el eje del tiempo. Una subtrama consiste en una pluralidad de bloques de recursos y un bloque de recursos consiste en una pluralidad de símbolos de OFDM y una pluralidad de subportadoras. Una unidad de tiempo, un intervalo de tiempo de transmisión (TTI), en el que se transmiten datos es 1 ms que corresponde a una subtrama.
Los canales físicos existentes en las capas físicas del lado de transmisión y del lado de recepción pueden dividirse en un canal físico compartido de enlace descendente (PDSCH) y un canal físico compartido de enlace ascendente (PUSCH), que son canales de datos, y un canal físico de control de enlace descendente (PDCCH), un canal físico de indicador de formato de control (PCFICH), un canal físico de indicador híbrido-ARQ (PHICH) y un canal físico de control de enlace ascendente (PUCCH) que son canales de control, de acuerdo con LTE de 3GPP.
Hay varias capas en la segunda capa. Una capa de control de acceso al medio (MAC) de la segunda capa funciona para mapear diversos canales lógicos a diversos canales de transferencia, y también realiza una función de multiplexación de canales lógicos para mapear varios canales lógicos a un canal de transferencia. La capa MAC está conectada a una capa de control de enlace de radio (RLC), es decir, una capa superior, a través del canal lógico. El canal lógico se divide aproximadamente en un canal de control usado para transmitir información del plano de control y un canal de tráfico usado para transmitir información del plano de usuario de acuerdo con un tipo de información transmitida.
La capa de MAC de la segunda capa segmenta y concatena datos recibidos desde la capa superior y ajusta el tamaño de los datos de modo que una capa inferior esté adaptada para transmitir datos a una sección de radio.
Una capa de protocolo de convergencia de datos de paquetes (PDCP) de la segunda capa realiza una función de compresión de encabezados para reducir el tamaño de un encabezado de paquete IP que tiene un tamaño relativamente grande y contiene información de control innecesaria, para transmitir datos de manera eficiente en una sección de radio que tiene un ancho de banda pequeño tras la transmisión de paquetes de IP tales como IPv4 o IPv6. En el sistema LTE, la capa de PDCP también realiza una función de seguridad, que consiste en cifrado para evitar la interceptación de datos por un tercero y protección de la integridad para evitar la manipulación de datos por un tercero.
Una capa de control de recursos de radio (RRC) ubicada en la parte más superior de la tercera capa se define únicamente en el plano de control y es responsable de controlar los canales lógicos, los canales de transporte y los canales físicos en relación con la configuración, reconfiguración y liberación de portadoras de radio (RB). RB significa servicios proporcionados por la segunda capa para garantizar la transferencia de datos entre el UE y la E-UTRAN.
Si se establece una conexión de RRC entre una capa de RRC del UE y una capa de RRC de una red inalámbrica, el UE está en un modo de RRC conectado. De lo contrario, el UE está en modo de RRC inactivo.
A continuación, se describen un estado de RRC del UE y un método de conexión de RRC. El estado de RRC se refiere a un estado en el que el RRC del UE está o no conectado lógicamente con el RRC de la E-UTRAN. El estado de RRC del UE que tiene conexión lógica con el RRC de la E-UTRAN se denomina estado de RRC_CONECTADO, y el estado DE RRC del UE que no tiene conexión lógica con el RRC de la E-UTRAN se denomina estado de RRC_INACTIVO. Dado que el UE en el estado RRC_CONECTADO tiene la conexión de RRC, la E-UTRAN puede identificar la presencia del UE correspondiente por célula y así controlar eficientemente el UE. Por otra parte, la E-UTRAN no puede identificar la presencia del UE del estado RRC_INACTIVO, y el UE en el estado RRC_INACTIVO se gestiona por una red central basada en un área de rastreo (TA) que es una unidad de área mayor que la célula. Es decir, para el UE en el estado RRC_INACTIVO, únicamente se identifica la presencia o ausencia del UE correspondiente en una unidad de área mayor que la célula. Para que el UE del estado RRC_INACTIVO reciba servicios de comunicación móviles típicos, tales como voz y datos, el UE debe pasar al estado RRC_CONECTADO. Cada TA se distingue de otra TA por su identidad de área de seguimiento (TAI). El UE puede configurar la TAI a través de un código de área de rastreo (TAC), que es información difundida desde una célula.
Cuando el usuario enciende inicialmente el UE, en primer lugar, el UE busca una célula apropiada y, a continuación, establece una conexión de RRC en la célula correspondiente y registra información del UE en la red central. Posteriormente, el UE permanece en el estado RRC_INACTIVO. El UE que permanece en el estado RRC_INACTIVO (re)selecciona una célula y comprueba la información de sistema o la información de radiobúsqueda, si es necesario. Esta operación se denomina acampar en una célula. Únicamente cuando el UE que permanece en el estado RRC_INACTIVO necesita establecer la conexión de RRC, el UE establece la conexión de RRC con la capa de RRC de la E-UTRAN a través de un procedimiento de conexión de RRC y pasa al estado RRC_CONECTADO. Hay varios casos donde el UE que permanece en el estado RRC_INACTIVO necesita establecer la conexión de r Rc . Por ejemplo, los casos pueden incluir un intento de un usuario de realizar una llamada telefónica, un intento de transmitir datos o la transmisión de un mensaje de respuesta cuando recibe un mensaje de radiobúsqueda desde la E-UTRAN.
Una capa de estrato sin acceso (NAS) colocada sobre la capa de RRC realiza funciones tales como gestión de sesión y gestión de movilidad.
La capa de NAS ilustrada en la Figura 7 se describe en detalle a continuación.
La gestión de sesión evolucionada (ESM) que pertenece a la capa de NAS realiza funciones tales como gestión de portadora predeterminada y gestión de portadora especializada, y es responsable de controlar que el UE use un servicio de PS desde una red. Los recursos de portadora predeterminados se asignan desde una red cuando se accede a ellos en la red en el primer acceso a una red de datos de paquetes (PDN) específica. En este caso, la red asigna una dirección IP disponible para el UE de modo que el UE puede usar un servicio de datos y también asigna QoS de una portadora predeterminada. LTE soporta aproximadamente dos tipos de portadoras, que incluyen una portadora con características de QoS de tasa de bits garantizada (GBR) para garantizar un ancho de banda específico para la transmisión/recepción de datos y una portadora no de GBR con características de QoS de mejor esfuerzo sin garantizar un ancho de banda. La portadora predeterminada se le asigna la portadora no de GBR. La portadora especializada se le puede asignar una portadora con características de QoS de GBR o no de GBR.
Una portadora que la red asigna al UE se denomina portadora de servicio de paquetes evolucionado (EPS). Cuando la red asigna la portadora de EPS al UE, la red asigna una ID. Esta ID se denomina ID de portadora de EPS. Una portadora de EPS tiene características de QoS de una tasa de bits máxima (MBR) y/o una tasa de bits garantizada (GBR).
La Figura 9 ilustra una arquitectura general de NR-RAN.
Haciendo referencia a la Figura 9, el nodo de NR-RAN puede ser uno de los siguientes.
- gNB que proporciona protocolos de plano de usuario y plano de control de NR hacia el UE; o
- ng-eNB que proporciona protocolos de plano de usuario y de plano de control de E-UTRA hacia el UE.
El gNB y el ng-eNB están interconectados entre sí por medio de la interfaz Xn. El gNB y ng-eNB también están interconectados con la función de gestión de acceso y movilidad (AMF) por medio de la interfaz de NG al 5GC, más concretamente, por medio de la interfaz NG-C, y están interconectados con la función de plano de usuario (UPF) por medio de la interfaz de NG-U (véase 3GPP TS 23.501 [3]).
Como referencia, la arquitectura y la interfaz F1 para la división funcional se definen en 3GPP TS 38.401 [4].
La Figura 10 ilustra un ejemplo de una división funcional general entre NG-RAN y 5GC.
Haciendo referencia a la Figura 10, los recuadros amarillos representan nodos lógicos y los recuadros blancos representan las funciones principales.
El gNB y el ng-eNB alojan las siguientes funciones.
- Funciones para la gestión de recursos de radio: control de portadora de radio, control de admisión de radio, control de movilidad de conexión y asignación dinámica de recursos a los UE tanto en enlace ascendente como en el enlace descendente (planificación);
- Compresión de encabezados de IP, cifrado y protección de integridad de datos;
- Selección de una AMF en la conexión de 3GPP-UE de IMT-2000 cuando no se puede determinar ningún enrutamiento a una AMF a partir de la información proporcionada por el UE;
- Enrutamiento de datos de plano de usuario hacia la o las UPF;
- Enrutamiento de información de plano de control hacia la AMF;
- Configuración y liberación de conexión;
- Planificación y transmisión de mensajes de radiobúsqueda;
- Planificación y transmisión de información de difusión de sistema (originada de la AMF u OAM);
- Configuración de mediciones e informes de mediciones para movilidad y planificación;
- Marcado de paquetes de nivel de transporte en el enlace ascendente;
- Gestión de sesión;
- Soporte de segmentación de red;
- Gestión del flujo de QoS y mapeo a portadoras de radio de datos;
- Soporte de UE en estado de Rr C INACTIVO;
- Función de distribución de mensajes de NAS;
- Compartición de redes de acceso de radio;
- Conectividad dual;
- Interconexión estrecha entre NR y E-UTRA.
La AMF aloja las siguientes funciones principales (véase 3GPP TS 23.501 [3]).
- Terminación de señalización de NAS;
- Seguridad de señalización de NAS;
- AS de control de seguridad;
- Señalización inter nodo de CN para movilidad entre redes de acceso de 3GPP;
- Accesibilidad del UE en modo inactivo (que incluye el control y la ejecución de la retransmisión de radiobúsqueda); - Gestión de área de registro;
- Soporte de movilidad intra-sistema e inter-sistema;
- Autenticación de acceso;
- Autorización de acceso, que incluye la comprobación de los derechos de itinerancia;
- Control de gestión de movilidad (suscripción y políticas);
- Soporte de segmentación de red;
- Selección de SMF.
La UPF aloja las siguientes funciones principales (véase 3GPP TS 23.501 [3]).
- Punto de anclaje para movilidad intra-linter-RAT (cuando sea aplicable);
- Punto de interconexión de sesión de PDU externa a la red de datos;
- Enrutamiento y reenvío de paquetes;
- La inspección de paquetes y el plano de usuario forman parte de la aplicación de reglas de políticas;
- Informes de uso de tráfico;
- Clasificador de enlace ascendente para soportar el enrutamiento de flujos de tráfico a una red de datos;
- Punto de bifurcación para soportar sesiones de PDU de múltiples interfaces;
- Manejo de QoS para el plano de usuario (por ejemplo, filtrado de paquetes, sincronización de puertas, aplicación de tasas de UL/Dl );
- Verificación del tráfico de enlace ascendente (mapeo de flujo de SDF a QoS);
- Almacenamiento en memoria intermedia de paquetes de enlace descendente y activación de notificación de datos de enlace descendente.
La función de gestión de sesión (SMF) aloja las siguientes funciones principales (véase 3GPP TS 23.501 [3]).
- Gestión de sesión;
- Asignación y gestión de direcciones de IP de UE;
- Selección y control de la función de UP;
- Configurar la dirección de tráfico en la UPF para enrutar el tráfico al destino apropiado;
- Controlar parte de la aplicación de políticas y QoS;
- Notificación de datos de enlace descendente.
La Figura 11 ilustra un ejemplo de una arquitectura general de 5G.
A continuación, se proporciona una descripción para cada interfaz de referencia y cada nodo ilustrado en la Figura 11.
Una función de gestión de acceso y movilidad (AMF) soporta funciones de señalización de nodo inter-CN para movilidad entre redes de acceso de 3GPP, terminación de la interfaz de CP (N2) de la red de acceso de radio (RAN), terminación de la señalización de NAS (N1), gestión de registro (gestión de área de registro), accesibilidad de UE en modo inactivo, soporte de segmentación de red, selección de SMF y similares.
Algunas o todas las funciones de la AMF pueden soportarse en una sola instancia de una AMF.
Una red de datos (DN) significa, por ejemplo, servicios de operador, acceso a Internet o servicios de terceros, etc. La DN transmite una unidad de datos de protocolo (PDU) de enlace descendente a la UPF o recibe la PDU transmitida desde el UE desde la UPF.
Una función de control de políticas (PCF) recibe información acerca del flujo de paquetes desde un servidor de aplicaciones y proporciona funciones para determinar políticas tales como gestión de movilidad y gestión de sesión.
Una función de gestión de sesión (SMF) proporciona una función de gestión de sesión. Si el UE tiene una pluralidad de sesiones, las sesiones pueden gestionarse respectivamente por diferentes SMF.
Algunas o todas las funciones de la SMF pueden soportarse en una sola instancia de una SMF.
Una gestión de datos unificada (UDM) almacena datos de suscripción del usuario, datos de políticas, etc.
Una función de plano de usuario (UPF) transmite la PDU de enlace descendente recibida de la DN al UE a través de la (R)AN y transmite la PDU de enlace ascendente recibida del UE a la DN a través de la (R)AN.
Una función de aplicación (AF) interactúa con la red central de 3GPP para proporcionar servicios (por ejemplo, para soportar funciones de influencia de una aplicación en el enrutamiento del tráfico, acceso de exposición de la capacidad de red, interacción con la estructura de políticas para el control de políticas, y similares).
Una red de acceso (R)AN de radio se refiere colectivamente a una nueva red de acceso radio que soporta tanto E-UTRA evolucionada, es decir, una versión evolucionada de la tecnología de acceso radio 4G, como una nueva tecnología de acceso radio (NR) (por ejemplo, gNB).
El gNB soporta funciones para la gestión de recursos de radio (es decir, control de portadora de radio, control de admisión de radio, control de movilidad de conexión y asignación dinámica de recursos a los UE en enlace ascendente/enlace descendente (es decir, planificación)).
El UE significa un equipo de usuario.
En el sistema de 3GPP, se define como punto de referencia un vínculo conceptual que conecta entre las NF en el sistema 5G.
N1 es un punto de referencia entre el UE y la AMF, N2 es un punto de referencia entre la (R)AN y la AMF, N3 es un punto de referencia entre la (R)AN y la UPF, N4 es un punto de referencia entre la SMF y la UPF, N6 es un punto de referencia entre la UPF y la red de datos, N9 es un punto de referencia entre dos UPF centrales, N5 es un punto de referencia entre la PCF y la AF, N7 es un punto de referencia entre la SMF y la PCF, N24 es un punto de referencia entre la PCF en la red visitada y la PCF en la red doméstica, N8 es un punto de referencia entre la UDM y la AMF, N10 es un punto de referencia entre la UDM y la SMF, N11 es un punto de referencia entre la AMF y la SMF, N12 es un punto de referencia entre la AMF y una función de servidor de autenticación (AUSF), N13 es un punto de referencia entre la UDM y la AUSF, N14 es un punto de referencia entre dos AMF, N15 es un punto de referencia entre la PCF y la AMF en caso de situación sin itinerancia y un punto de referencia entre la PCF en la red visitada y la AMF en caso de situación de itinerancia, N16 es un punto de referencia entre dos SMF (punto de referencia entre la SMF en la red visitada red y la SMF en la red doméstica en caso de itinerancia), N17 es un punto de referencia entre la AMF y el registro de identidad de equipos (EIR) de 5G, N18 es un punto de referencia entre la AMF y una función de almacenamiento de datos no estructurados (UDSF), N22 es un punto de referencia entre la AMF y una función de selección de segmento de red (NSSF), N23 es un punto de referencia entre la PCF y una función de análisis de datos de red (NWDAF), N24 es un punto de referencia entre la NSSF y la NWDAF, N27 es un punto de referencia entre una función de repositorio de red (NRF) en la red visitada y la NRF en la red doméstica, N31 es un punto de referencia entre la NSSF en la red visitada y la NSSF en la red doméstica, N32 es un punto de referencia entre el proxy de protección de seguridad (SEPP) en la red visitada y SEPP en la red doméstica, N33 es un punto de referencia entre una función de exposición de red (NEF) y la AF, n 40 es un punto de referencia entre la SMF y una función de cobro (CHF), y N50 es un punto de referencia entre la AMF y una función de control de portadora de circuito (CBCF).
La Figura 11 ilustra un modelo de referencia donde el UE accede a una DN usando una sesión de PDU, a modo de ejemplo, para facilitar la explicación, pero la presente invención no se limita a lo mismo.
Lo siguiente se ha descrito basándose en el sistema de EPS que usa el eNB para facilitar la explicación. Sin embargo, el sistema de EPS puede reemplazarse por el sistema 5G reemplazando el eNB por el gNB, la función de gestión de movilidad (MM) de la MME por la AMF, la función de SM de S/P-GW por la SMF y la función relacionada con el plano del usuario de la S/P-GW por la UPF.
En lo anterior, la presente divulgación se ha descrito basándose en el EPS, pero el contenido correspondiente puede soportarse realizando operaciones similares a través de procesos/mensajes/información para propósitos similares en el sistema 5G.
Procedimiento de selección de PLMN
La siguiente Tabla 2 es contenido relacionado con una selección de PLMN definida en 3GPP TS 22.011.
T l 21
Dirección de itinerancia
La siguiente Tabla 3 representa un método para afectar la selección de PLMN en relación con el registro, y se describe en TS 22.011.
[Tabla 3]
Realizaciones de la presente divulgación
Dado que los servicios de comunicaciones móviles se han convertido en un servicio indispensable en la vida diaria, cada proveedor de servicios móviles está haciendo diversos intentos para evitar la interrupción de los servicios. Por ejemplo, los proveedores de servicios móviles usan una pluralidad de redes cableadas en una duración de red central en una red inalámbrica o instalan una pluralidad de redes centrales tales como las AMF/MME y, por lo tanto, pueden evitar la interrupción de los servicios de comunicación realizando una copia de seguridad en otro nodo de la red incluso si hay un problema en un nodo de la red.
Sin embargo, en caso de un desastre tal como un incendio o un terremoto, las medidas anteriores pueden no ser útiles. Por ejemplo, esto se debe a que, en caso de incendio, todos los cables de comunicación conectados al exterior desde un nodo de la red inalámbrica pueden perderse. Por ejemplo, en un entorno de nube virtualizado, es muy probable que la pluralidad de redes centrales, tales como las AMF/MME, se implementen en un centro de datos ubicado en la misma área. Además, si el centro de datos está ubicado en un punto central del terremoto, existe una alta posibilidad de que se pierdan todas las funciones sin importar cómo se implemente la pluralidad de AMF/MME.
En consecuencia, la forma más eficaz es pensar en itinerancia. Es decir, si el UE no puede recibir el servicio de comunicación porque hay un problema en una red de un proveedor de servicios móviles al que el UE está suscrito, el UE puede desplazarse hasta otro proveedor de servicios móviles circundante y recibir el servicio de comunicación. Cada proveedor de servicios móviles instala redes inalámbricas y redes centrales en su área con licencia, las instala en un edificio diferente y construye redes de una manera diferente. Por lo tanto, los desastres enumerados como ejemplos en la descripción anterior pueden no tener el mismo impacto en todos los proveedores de servicios móviles.
Cada proveedor de servicios móviles instala activamente redes inalámbricas y redes centrales en un área donde obtuvo una licencia de una institución legal real y obtuvo un derecho comercial. Sin embargo, el proveedor no puede instalar las redes inalámbricas/centrales en otras áreas porque no existe ningún derecho comercial. Por ejemplo, si cualquier UE abandona un área o un país al que está suscrito, el UE recibe un servicio de itinerancia a través de una red de otros proveedores de servicios. Sin embargo, si el UE está ubicado en el área o país al que se suscribe, el UE no puede recibir el servicio de itinerancia en el área debido a una relación entre los proveedores de servicios móviles que compiten entre sí.
En particular, en el caso de un servicio de itinerancia en un área en el extranjero, cuando el UE se enciende en una nueva área, el UE activa automáticamente el servicio de itinerancia ya que el UE no puede descubrir la red del proveedor de servicios móviles al que está suscrito el UE. Sin embargo, si el UE está ubicado en un área donde su proveedor lleva a cabo negocios principalmente, el UE no activa el servicio de itinerancia y, por tanto, no puede recibir el servicio de itinerancia en la situación de desastre descrita anteriormente.
En particular, dependiendo de la razón por la que el proveedor de servicios móviles, al que el UE está suscrito, no puede proporcionar los servicios de comunicación, el tiempo de interrupción del servicio durante el que no se proporciona el servicio real al UE puede variar de diversas formas. Por ejemplo, cuando se interrumpe el suministro de alimentación a una red inalámbrica, la red inalámbrica no genera ninguna onda de radio. Por lo tanto, el UE puede reconocer un problema de su red suscrita detectando un fallo en la recepción de ondas de radio. Sin embargo, si se cortan las líneas de comunicación alámbrica de una red inalámbrica y una red central, la red inalámbrica aún genera ondas de radio. Por lo tanto, es muy probable que el UE reconozca que la red de comunicación aún está active y no tome ninguna medida. Si alguien intenta realizar una llamada al UE, es posible que el UE no lo reconozca.
En consecuencia, la presente divulgación proporciona un método, en el que cuando cualquier UE no puede recibir servicios de comunicación desde una red de comunicación debido a que ocurre un problema en la red de comunicación conectada al UE, la interrupción de los servicios de comunicación se minimiza moviendo eficientemente el UE a otra red de comunicación.
Para este fin, en primer lugar, en la presente divulgación, para permitir que un UE reconozca rápidamente un problema de servicio de comunicación, si una red inalámbrica no puede proporcionar sin problemas servicios de comunicación a los UE dentro de un área gestionada por la red inalámbrica, la red inalámbrica puede informar de ello al UE.
A través de esto, después de que se informa al UE que el UE no puede recibir los servicios de comunicación de una red de comunicación a la que el propio UE accede o se registra actualmente, el UE realiza nuevamente un procedimiento de selección de PLM<n>para seleccionar otra red de comunicación que no sea la red registrada actualmente, y realiza un proceso de registro con respecto a la red de comunicación seleccionada.
La Figura 12 es un diagrama de flujo que ilustra un ejemplo de selección de una PLMN de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Como se ilustra en la Figura 12, un UE 1210 puede realizar un registro en una primera PLMN (CN 1) 1213 a través de una primera estación base (RAN 1) 1211, en S1201.
Por ejemplo, el UE puede encontrar una HPLMN a la que está suscrito el UE y seleccionar su PLMN para realizar un proceso de registro. Posteriormente, el UE puede colocarse en un modo inactivo y colocarse en un modo conectado basándose en un estado de activación de un tráfico.
Posteriormente, la primera estación base puede transmitir un protocolo de indicación de actividad a la primera PLMN, en S1203.
A continuación, la primera estación base puede detectar un fallo de la primera PLMN, en S1205.
Por ejemplo, la primera estación base puede encontrar un problema en un primer sistema que incluye la primera estación base y la primera PLMN. La primera estación base puede reconocer que el primer sistema no puede proporcionar servicios de comunicación al UE (usuario).
Específicamente, la primera estación base puede informar al UE si hay un fallo de la primera PLMN, S1207.
Por ejemplo, la primera estación base puede enviar un mensaje, que informa que el primer sistema normalmente no puede proporcionar servicios a los UE (usuarios), a los UE que reciben servicios del primer sistema. En este punto, el UE puede reconocer, basándose en el mensaje recibido desde la primera estación base, que el UE no puede recibir normalmente los servicios de comunicación de la primera PLMN en la que está registrado el UE, y puede realizar el procedimiento de selección de PLMN.
Posteriormente, el UE puede seleccionar una nueva PLMN y realizar el proceso de acampada y/o registro en la segunda PLMN seleccionada, en S1209.
Método 1
En el proceso ilustrado en la Figura 12, un método para que la primera estación base (primera red inalámbrica) reconozca un problema de fallo de la primera PLMN (primera red central) puede usar el protocolo de indicación de actividad de PFCP, etc. especificado en el documento de la norma TS 23.527. Es decir, la primera estación base (por ejemplo, el gNB o eNB) intercambia periódicamente un paquete con UPF/AMF/MME/S-GW, etc. que se han conectado a la primera estación base, y decide que ha ocurrido un problema en la primera PLMN (primera red central) cuando no hay ningún paquete que se haya intercambiado durante un tiempo predeterminado.
Método 2
Una pluralidad de los UE pueden estar presentes/conectados en una célula en la que se incluye una estación base, y los respectivos UE se colocan en diversos estados, que incluyen RRC conectado, RRC conectado inactivo, RRC inactivo, etc., dependiendo de cada estado de generación de datos o estado de progreso de llamada de voz, etc.
Basándose en el estado del UE, el UE puede intercambiar información inmediatamente con la estación base e intercambiar información con la estación base en un tiempo específico. Si la estación base, es decir, la red inalámbrica, reconoce un problema que ocurre en la red inalámbrica central (PLMN), es importante que la estación base informe rápidamente al UE del problema, mientras que al mismo tiempo transmite esta información de la manera más eficiente. Método 2-1
Como método para que la primera estación base (red inalámbrica) informe de manera eficaz a cada UE de un problema en una red de comunicación actual y permita que cada UE se mueva a otra red, se puede usar un bloque de información de sistema (SIB).
Si se libera la conexión entre la primera estación base y la primera PLMN, el método de MBMS no se puede usar ya que la primera estación base no puede producir contenidos de MBMS. En este caso, la primera estación base (red inalámbrica) puede realizar una operación tal como radiobúsqueda para informar al UE de una actualización de la información de SIB y, a continuación, puede informar al UE del problema que ocurre en la primera PLMN a través de la información de SIB o indicar al UE el movimiento a otra PLMN.
La Figura 13 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de selección de PLMN de acuerdo con el método 2-1.
Como se ilustra en la Figura 13, una primera estación base puede detectar un fallo de una primera PLMN, en S1301. La primera estación base puede enviar un mensaje de notificación de actualización de SIB a un UE, en S1303. El UE puede comprobar (monitorizar) si hay información (o mensaje) de radiobúsqueda que el UE deberá recibir durante una duración de recepción predeterminada (duración de tiempo configurada para intentar la recepción desde la primera estación base), en S1305. Si no se monitoriza la información de búsqueda que se va a recibir, el UE puede mantener la operación existente.
Posteriormente, si la primera estación base detecta el fallo de la primera PLMN y no puede proporcionar servicios de comunicación al UE, y, por lo tanto, el UE necesita pasar a otro sistema, la primera estación base puede informar al UE de ello a través de un mensaje de SIB actualizado, en S1307.
El UE puede recibir (monitorizar) el SIB de acuerdo con una periodicidad de transmisión de SIB predeterminada, S1309.
El UE puede determinar un cambio a otra PLMN (red) como se indica en el mensaje de SIB, S1311.
Posteriormente, el UE puede seleccionar una nueva PLMN (red) y solicitar acampar y/o registrarse en la nueva PLMN (red central 2) seleccionada, en S1313.
Por ejemplo, el SIB puede contener el siguiente contenido.
SIB1 contiene información relevante cuando se evalúa si a un UE se le permite acceder a una célula y define la planificación de otra información de sistema. También contiene información de configuración de recursos de radio que es común para todos los UE e información de prohibición aplicada al control de acceso unificado.
El contenido de un mensaje de SIB1 es el siguiente.
Portadora de radio de señalización: N/D
RLC-SAP: TM
Canal lógico: BCCH
Dirección: Red a UE
La Tabla 4 es un ejemplo del mensaje de SIB 1.
T l 41
continuación
continuación
La Tabla 5 es un ejemplo de descripciones de campo de SIB1.
T l 1
continuación
La Tabla 6 representa una explicación del campo de SIB 1.
Tabla 6
Es decir, la red inalámbrica puede transmitir al UE información tal como SelectOtherPLMN o información de propósito o nombre similar, y puede permitir a los UE seleccionar otra PLMN que no sea una PLMN actual. Si información tal como SelectOtherPLMN contiene el significado de 'sí' o 'verdadero', el UE puede seleccionar otra PLMN excepto la PLMN actualmente seleccionada e intentar el registro.
La información SelectOtherPLMN puede incluir selectivamente una ID de PLMN objetivo. Es decir, si existe información previamente designada en la red inalámbrica, la red inalámbrica puede enviar al UE un mensaje relacionado con si hay alguna PLMN circundante disponible.
Usando esto, en primer lugar, el UE puede realizar la selección y el registro en la PLMN incluida en el mismo.
Como alternativa, el mensaje puede expresarse de diversas maneras y también puede incluirse en otros mensajes, por ejemplo, MIB u otros elementos de información. Por ejemplo, esto es lo mismo que la siguiente Tabla 5.
- MIB
El MIB incluye la información de sistema transmitida en BCH.
Portadora de radio de señalización: N/D
RLC-SAP: TM
Canal lógico: BCCH
Dirección: Red a UE
La Tabla 7 es un ejemplo de mensaje de MI.
[392][Tabla 7]
continuación
La Tabla 8 es un ejemplo de descripciones de campo de MIB.
______________________________________________[Tabla 81__________
Descripciones de campo de MIB
cellBarred
Prohibido significa que la célula está prohibida, como se define en TS 38.304 [20].
dmrs-TypeA-Position
Posición de la (primera) DM-RS para el enlace descendente (véase 38.211, sección 7.4.1.11) y el enlace ascendente (véase 38.211, sección 6.4.1.1.3).__________________________________________________________ intraFreqReselection
Controla la selección/reselección de células a células de intra-frecuencia cuando la célula de rango más alto está prohibida, o es tratada como prohibida por el UE, como se especifica en TS 38.304 [201.______________________ pdcch-ConfigSIB 1
Véase TS 38.213 [13]. Determina unControIResourceSet(CORESET) común, un espacio de búsqueda común y parámetros de PDCCH necesarios. Si el campossb-SubcarrierOffsetindica queSIB1no está presente, el campopdcch-ConfigSIBIindica las posiciones de frecuencia donde el UE puede encontrar el bloque de SS/PBCH conSIB1o el intervalo de frecuencia donde la red no proporciona el bloque de SS/PBCH conSlB1.________________ ssb-SubcarrierOffset
Corresponde a ksss (véase TS 38.213 [13]), que es el desplazamiento en el dominio de frecuencia entre SSB y la cuadrícula de bloques de recursos general en número de subportadoras. (Véase TS 38.211).
El intervalo de valores de este campo puede ampliarse con un bit más significativo adicional codificado dentro de PBCH como se especifica en TS 38.213 [13].
Este campo puede indicar que este haz no proporcionaSIB1y que, por tanto, no existe un CORESET común. En este caso, el campo pdcch-ConfigSIB 1 puede indicar las posiciones de frecuencia donde el UE puede (no) encontrar un SS/PbCh con un conjunto de recursos de control y un espacio de búsqueda para SIB1 (véase TS 38.213 [13], sección 13).____________________________________________________________________________ subCarrierSpacingCommon
Espaciado de subportadora para SIB1, Msg.2/4 para acceso inicial y mensajes SI de difusión. Si el UE adquiere este MIB en una frecuencia portadora <6GHz, el valorscs15or60corresponde a 15 KHz y el valor scs30o120 corresponde a 30 kHz. Si el UE adquiere este MIB en una frecuencia portadora >6GHz, el valorscs15or60corresponde a 60 KHz y el valorscs30or120corresponde a 120 kHz.______________________________________ systemFrameNumber
Los 6 bits más significativos (MSB) del número de trama del sistema de 10 bits. Los 4 LSB del SFN se transportan en el bloque de transporte de PBCH como parte de la codificación de canal (es decir, fuera de la codificación de MIB).____________________________________________________________________________________________
Método 2-1
Un método para informar un problema de una red actual a través de SIB o MIB, etc. como el anterior, se puede aplicar a un UE que está en modo inactivo o en modo de RRC inactivo. Sin embargo, una estación base también puede indicar a un UE en un modo RRC conectado que se mueva más rápidamente a otra PLMN usando información tal como liberación de RRC.
- RRCRelease
El mensajeRRCRelease seusa para ordenar la liberación de una conexión de RRC o la suspensión de la conexión de RRC.
Portadora de radio de señalización: SRB 1
RLC-SAP: AM
Canal lógico: DCCH
Dirección: Red a UE
El mensaje RRCRelease es el mismo que el de la siguiente Tabla 9.
[Tabla 9]
continuación
continuación
continuación
En este punto, FFS indica si RejectWaitTimer está incluido en el mensaje RRCRelease. La Tabla 10 es un ejemplo de descripciones de campo de RRCRelease.
T l 11
continuación
Es decir, el UE que recibe el mensaje como se ha especificado anteriormente realiza nuevamente un procedimiento de selección de PLMN y selecciona otra PLMN excepto una PLMN actual en este procedimiento para realizar el registro.
Método 3
En el procedimiento anterior, un UE, al que se le indica que seleccione otra red que no sea una red actual (PLMN) desde una célula (estación base) en la que el UE acampa o está conectado actualmente, realiza el procedimiento de selección de PLMN, y se excluye de los candidatos una red (primera PLMN) a la que el UE accede actualmente en este procedimiento. Por ejemplo, el UE incluye una red que transmite información para seleccionar la red a la que accede actualmente el UE u otra red, en una lista PLMN prohibida.
Método 4
En general, en un área donde está ubicado un proveedor de servicios, al cual cualquier UE suscribe servicios, una red del proveedor de servicios compite con una red de otro proveedor de servicios. Es decir, cuando hay MNO A y MNO B en cualquier área, si algún UE se ha suscrito al MNO A, el MNO B no permitirá el acceso del Ue ya que el UE pertenece a una red del MNO A que es un competidor. Esta es una situación diferente a la de la itinerancia internacional. Esto se debe a que el MNO A no posee una red en el exterior y, por lo tanto, el MNO extranjero es un socio cooperativo del MNO A.
En consecuencia, cuando el UE necesita pasar a una red de otros competidores debido a un problema en una red de un proveedor al que el UE está suscrito como se ha indicado anteriormente, la estación base deberá informar al UE para que la red de otros competidores no rechace un registro del UE. Es decir, es necesario un método para rechazar un acceso en una situación general, no en una situación de desastre, y para permitir un registro en el caso de un acceso en una situación de desastre.
En consecuencia, la presente divulgación propone que un UE informe a un registro debido a su situación de desastre cuando el UE accede a una red inalámbrica o una red central, para lograr los objetivos descritos anteriormente.
La Figura 14 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de selección de PLMN de acuerdo con el método 4.
Como se ilustra en la Figura 14, un UE puede seleccionar una red central 2 (segunda PLMN) basándose en una indicación de la primera estación base en las Figuras 12 y 13, en S1401.
A continuación, el UE puede enviar una solicitud de conexión de RRC a la red central seleccionada 2 (segunda PLMN), en S1403. En este proceso, el UE puede informar que intenta acceder a la segunda PLMN basándose en un problema tal como una red doméstica del UE o una indicación en una red anterior. Es decir, el UE puede incluir, en un mensaje de solicitud de acceso, el hecho de que una causa de la solicitud de acceso es la itinerancia por desastre, mientras envía el mensaje de solicitud de acceso a la segunda PLMN.
A continuación, el UE puede realizar un registro en la red central 2 basándose en la conexión de RRC establecida en la etapa S1403, en S1405.
Por ejemplo, el mensaje de RRC y el mensaje de NAS se pueden ejemplificar de la siguiente manera.
RRCSetupRequest
El mensaje de RRCSetupRequest se usa para solicitar el establecimiento de una conexión de RRC.
Portadora de radio de señalización: SRB0
RLC-SAP: TM
Canal lógico: CCCH
Dirección: UE a red
La Tabla 11 es un ejemplo del mensaje RRCSetupRequest.
[Tabla 11]
La Tabla 12 es una descripción del campo de RRCSetupRequest-IE.
Tabla 12
La Tabla 13 es una descripción del campo de InitialUE-Identity.
[Tabla 13]
Es decir, si cualquier UE accede a otra red debido a un problema de HPLMN, el UE puede establecer un valor de causa para itinerancia ante desastre e intentar una conexión.
Una causa de itinerancia ante desastre es simplemente un ejemplo y se puede establecer con otro valor de un nombre o propósito similar a esto. Por ejemplo, en el caso de itinerancia internacional, si el UE intenta acceder a la PLMN de MCC tal como MCC de PLMN (red), a la que el UE está suscrito, usando el IMSI del UE, se puede usar el siguiente campo de causa.
Procedimiento de solicitud de registro
Definición del mensaje
El UE envía el mensaje de SOLICITUD DE REGISTRO a la AMF. Véase Tabla 8.2.6.1.1 del documento de la norma. Tipo de mensaje:: SOLICITUD DE REGISTRO Significado: dual
Dirección: UE a red
La Tabla 14 es la Tabla 8.2.6.1.1 del documento de la norma e ilustra los componentes del mensaje de SOLICITUD DE REGISTRO.
T l 141
continuación
El contenido del mensaje de SOLICITUD DE REGISTRO cuando un conjunto limitado de IE, incluyendo los necesarios para establecer la seguridad en el mensaje inicial cuando no tiene contexto de seguridad de NAS, es FFS.
Tipo de registro de 5GS
El propósito del elemento de información tipo de registro de 5GS es indicar el tipo de registro solicitado. El elemento de información de tipo de registro de 5GS está codificado como se muestra en las tablas 15 y 16. El tipo de registro de 5GS es un elemento de información de tipo 4 con una longitud de 3 octetos.
T l 11
T l 11
continuación
De manera similar, incluso cuando la LTE realiza el registro en la red usando un mensaje de NAS, el UE informa, de acuerdo con la realización cubierta por las reivindicaciones, la itinerancia de emergencia a través de información de tipo de registro del UE.
Preferentemente, en el procedimiento anterior, puede basarse en códigos de PLMN que el UE incluya información como anteriormente. Es decir, cuando el UE accede a una PLMN con el mismo MCC entre los códigos de PLMN del UE, el UE notifica la realización de un registro por una razón de emergencia como se indicó anteriormente, y no notifica lo contrario.
La presente divulgación se ha descrito basándose en HPLMN, pero se puede aplicar a casos distintos de HPLMN. Método 3
Cuando ocurre un problema en cualquier red de comunicación en cualquier país en el procedimiento anterior, las agencias pertinentes en cada país definen un caso donde los servicios de comunicación no se pueden proporcionar a los UE debido al problema de la red de comunicación como un desastre, e intentarán informarlo oportunamente al público general de ello. Por lo tanto, un servidor que gestiona el contenido de un sistema de alerta pública (PWS) compone un mensaje de texto de desastre y lo transmite a cada red de comunicación, y las redes de comunicación que lo reciben transmitirán el PWS a los UE a través de sus propias redes.
Sin embargo, en la operación anterior, si un UE de la red (red A) en la que ocurre el problema está apagado o si el UE no está en el alcance de cobertura de ninguna red, el UE no puede recibir el mensaje de texto de desastre transmitido por cada red.
En particular, para evitarlo, si cada red repite indefinidamente la transmisión del PWS, esto se vuelve ineficiente y es un factor de desperdicio innecesario de recursos de radio.
Método 3-1
En consecuencia, la presente divulgación pretende proponer un método para recibir de manera eficiente, por todos los UE, un mensaje de texto de desastre.
Para este fin, en la presente divulgación, cuando cualquier UE realiza recientemente un registro en otra red o realiza un registro en una red en otra área de la misma red, cada UE puede transmitir información para el último PWS recibido por el UE o información acerca de si el UE ha recibido el PWS. Basándose en esto, si la red determina que el UE no ha recibido el PWS que el UE deberá recibir, la red puede enviarlo al UE.
Método 3-1-1
Por ejemplo, cuando el UE realiza un proceso de registro en una red a través de una nueva red (red B) o una nueva TA, el UE puede transmitir información para el último PWS o información de identidad recibidos, y esta información puede ser un ID de mensaje. A diferencia de esto, si no hay información correspondiente, el UE puede informar a la red que no hay información correspondiente. Basándose en esto, la red puede compararlo con un ID de mensaje que la red haya transmitido más recientemente y determinar si el UE ha recibido correctamente el último PWS.
Por ejemplo, cuando el UE realiza un proceso de registro en una red a través de una nueva red (red B) o una nueva TA, el UE puede transmitir información relacionada con un momento en el que el UE ha recibido el último PWS, o información de área. Basándose en esto, la red puede comprobar el momento en el que la red ha transmitido el PWS más reciente y determinar si el UE ha recibido correctamente el último PWS.
Método 3-1-2
D acuerdo con la descripción en el método 3-1-1, si la red determina que el UE no ha recibido la información más reciente, la red puede enviar un mensaje de PWS que la red ha almacenado o informar a una agencia de transmisión de PWS que hay un UE que aún no ha recibido el pW s . Por lo tanto, la red puede permitir que la agencia de transmisión de PWS realice la retransmisión.
Método 3-1-2-1
En el método 3-1-2, la red puede almacenar el PWS anterior para transmitir directamente el PWS al UE. Como alternativa, si la agencia de transmisión de PWS lo delega a la red, la agencia de transmisión de PWS informa información, tal como una identidad de un mensaje relacionado, por ejemplo, una ID de mensaje, junto con el mensaje de PWS.
Método 3-1-2-2
En el método 3-1-2, si la red informa a una agencia de transmisión de PWS que hay un UE que aún no ha recibido el PWS, la agencia de transmisión de PWS puede determinar no retransmitir el<p>W<s>a todas las áreas y enviar un mensaje específico únicamente al UE. En este caso, el PWS puede enviar un contenido del mensaje de PWS a la red y puede indicar que la red lo transmite únicamente al UE.
La red que lo recibe envía el mensaje al UE usando un mensaje de texto, o envía el mensaje al UE usando un mensaje de NAS.
Método 3-1-3
Para soportar la descripción del método 3-1, si cada UE recibe un mensaje de PWS, el UE puede almacenar un ID de mensaje de cada mensaje de PWS y un tiempo de recepción del mensaje de PWS en una memoria, o gestionarlos en el mensaje de NAS.
Método 3-1-4
En la operación del método 3-1, únicamente si la red indica, a través de SIB, etc. o a través del mensaje de NAS, que el UE transmite la información anterior, el UE transmite información relacionada con la recepción del PWS.
Método 3-1-5
La operación del método 3-1 también se puede intentar automáticamente cuando una red en la que el UE se ha registrado por última vez es diferente de una red en la que el UE se va a registrar actualmente. Como alternativa, en una situación de itinerancia ante desastre, cuando el UE accede a una nueva red, ésta puede entregarse.
Método 3-1-6
La operación del método 3-1 también se puede realizar cuando el tiempo en el que el UE no puede acceder a ninguna red o el tiempo en el que el UE no puede encontrar ninguna red es igual o mayor que un tiempo predeterminado.
Realizaciones principales de la presente divulgación
La Figura 15 es un diagrama de flujo que ilustra un método para que un UE realice un registro en una red de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Como se ilustra en la Figura 15, en primer lugar, un UE realiza el registro en una primera PLMN a través de una primera estación base, en S1501.
A continuación, cuando el UE ya no puede recibir servicios de la primera PLMN (por ejemplo, generación de desastre), el UE recibe, desde la primera estación base, un mensaje relacionado con desastres aplicado a la primera PLMN o aplicado a un área en la que está ubicado el UE en S1503.
A continuación, el UE realiza el registro en una segunda PLMN que proporciona un servicio de itinerancia ante desastres basado en un mensaje relacionado con desastres, en S1505.
La Figura 16 es un diagrama de flujo que ilustra un método para que una estación base registre un UE en una red de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Como se ilustra en la Figura 16, en primer lugar, una estación base realiza el registro del UE en una primera PLMN, en S 1601.
A continuación, cuando el UE ya no puede recibir más servicios de la primera PLMN, la estación base envía al UE un mensaje relacionado con desastres aplicado a la primera PLMN o aplicado a un área en la que está ubicado el UE, en S1603.
Descripción general del dispositivo al que puede aplicarse la presente divulgación
La Figura 17 ilustra un diagrama de bloques de una configuración de un dispositivo de comunicación de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
Haciendo referencia a la Figura 17, un sistema de comunicación inalámbrica incluye un nodo de red 1710 y una pluralidad de UE 1720.
El nodo de red 1710 incluye un procesador 1711, una memoria 1712 y un módulo de comunicación (o transceptor) 1713. El procesador 1711 puede implementar funciones, procesos y/o métodos descritos anteriormente con referencia a las Figuras 1 a 14. Las capas del protocolo de interfaz alámbrico/inalámbrico pueden implementarse por el procesador 1711.
La memoria 1712 está conectada al procesador 1711 y almacena diversos tipos de información para controlar el procesador 1711. El módulo de comunicación 1713 está conectado al procesador 1711 y transmite y/o recibe una señal alámbrica/inalámbrica. Los ejemplos del nodo de red 1710 pueden incluir una estación base, AMF, SMF, UDF o similares. En particular, si el nodo de red 1710 es la estación base, el módulo de comunicación 1713 puede incluir una unidad de radiofrecuencia (RF) para transmitir/recibir una señal de radio.
El UE 1720 incluye un procesador 1721, una memoria 1722 y un módulo de comunicación (o unidad de RF) (o transceptor) 1723. El procesador 1721 puede implementar funciones, procesos y/o métodos descritos anteriormente con referencia a las Figuras 1 a 14. Las capas del protocolo de interfaz de radio pueden implementarse por el procesador 1721. En particular, el procesador 1721 puede incluir la capa de NAS y la capa de AS. La memoria 1722 está conectada al procesador 1721 y almacena diversos tipos de información para controlar el procesador 1721. El módulo de comunicación 1723 se conecta al procesador 1721 y transmite y/o recibe una señal de radio.
Las memorias 1712 y 1722 pueden estar dentro o fuera de los procesadores 1711 y 1721 y pueden conectarse a los procesadores 1711 y 1721 a través de diversos medios bien conocidos. Además, el nodo de red 1710 (en el caso de la estación base) y/o el UE 1720 pueden tener una sola antena o múltiples antenas.
La Figura 18 ilustra un diagrama de bloques de una configuración de un dispositivo de comunicación de acuerdo con una realización de la presente divulgación.
En particular, la Figura 18 ilustra con más detalle el UE ilustrado en la Figura 17. El módulo de comunicación ilustrado en la Figura 17 incluye un módulo de RF (o unidad de RF) ilustrado en la Figura 18. El procesador ilustrado en la Figura 17 corresponde a un procesador (o un procesador de señales digitales (DSP) 1810) en la Figura 18. La memoria ilustrada en la Figura 17 corresponde a una memoria 1830 ilustrada en la Figura 18.
Haciendo referencia a la Figura 18, el UE puede incluir un procesador (o procesador de señales digitales (DSP)) 1810, un módulo de RF (o unidad de RF) 1835, un módulo de gestión de alimentación 1805, una antena 1840, una batería 1855, una pantalla 1815, un teclado 1820, una memoria 1830, una tarjeta de módulo de identificación de abonado (SIM) 1825 (que es opcional), un altavoz 1845 y un micrófono 1850. El UE también puede incluir una sola antena o múltiples antenas.
El procesador 1810 implementa funciones, procesos y/o métodos descritos anteriormente. Las capas del protocolo de interfaz de radio pueden implementarse por el procesador 1810.
La memoria 1830 se conecta al procesador 1810 y almacena información relacionada con operaciones del procesador 1810. La memoria 1830 puede estar dentro o fuera del procesador 1810 y puede conectarse a los procesadores 1810 a través de diversos medios bien conocidos.
Un usuario introduce información de instrucciones, tal como un número de teléfono, por ejemplo, presionando (o tocando) botones del teclado 1820 o mediante activación por voz usando el micrófono 1850. El procesador 1810 recibe y procesa la información de instrucciones para realizar una función apropiada, tal como marcar el número de teléfono. Los datos operativos pueden extraerse de la tarjeta de SIM 1825 o de la memoria 1830. Además, el procesador 1810 puede mostrar información de instrucciones o información operativa en la pantalla 1815 para referencia y conveniencia del usuario.
El módulo de RF 1835 se conecta al procesador 1810 y transmite y/o recibe una señal de RF. El procesador 1810 envía información de instrucciones al módulo de RF 1835 para iniciar la comunicación, por ejemplo, transmitir una señal de radio que configura datos de comunicación de voz. El módulo de RF 1835 incluye un receptor y un transmisor para recibir y transmitir la señal de radio. La antena 1840 funciona para transmitir y recibir la señal de radio. Tras la recepción de la señal de radio, el módulo de RF 1835 puede enviar una señal que va a procesarse por el procesador 1810 y convertir la señal en una banda base. La señal procesada puede convertirse en información audible o legible emitida a través del altavoz 1845.
La Figura 19 ilustra un ejemplo de una estructura de un protocolo de interfaz de radio en un plano de control entre un UE y un eNodo B.
El protocolo de interfaz de radio se basa en el estándar de red de acceso de radio de 3GPP. El protocolo de interfaz de radio consiste horizontalmente de una capa física, una capa de enlace de datos y una capa de red, y se divide verticalmente en un plano de usuario para la transmisión de información de datos y un plano de control para la entrega de señalización de control.
Las capas de protocolo se pueden dividir en L1 (primera capa), L2 (segunda capa) y L3 (tercera capa) basándose en tres capas inferiores de un modelo de la norma de interconexión de sistemas abiertos (OSI) que es bien conocido en la técnica de los sistemas de comunicación.
Las capas del protocolo de radio en el plano de control ilustrado en la Figura 19 se describen a continuación.
La capa física, la primera capa, proporciona un servicio de transferencia de información mediante un canal físico. La capa física está conectada a una capa de control de acceso al medio (MAC) ubicada en un nivel superior a través de un canal de transporte, y los datos entre la capa de MAC y la capa física se transfieren a través del canal de transporte. Los datos se transfieren entre diferentes capas físicas, es decir, entre capas físicas de un lado de transmisión y un lado de recepción a través del canal físico.
El canal físico consiste en varias subtramas en un eje de tiempo y varias subportadoras en un eje de frecuencia. Una subtrama consiste en una pluralidad de símbolos y una pluralidad de subportadoras en el eje del tiempo. Una subtrama consiste en una pluralidad de bloques de recursos y un bloque de recursos consiste en una pluralidad de símbolos y una pluralidad de subportadoras. Una unidad de tiempo, un intervalo de tiempo de transmisión (TTI), en el que se transmiten datos es 1 ms que corresponde a una subtrama.
Los canales físicos existentes en las capas físicas del lado de transmisión y del lado de recepción pueden dividirse en un canal físico compartido de enlace descendente (PDSCH) y un canal físico compartido de enlace ascendente (PUSCH), que son canales de datos, y un canal físico de control de enlace descendente (PDCCH), un canal físico de indicador de formato de control (PCFICH), un canal físico de indicador híbrido-ARQ (PHICH) y un canal físico de control de enlace ascendente (PUCCH) que son canales de control.
El PCFICH transmitido en un primer símbolo de OFDM de una subtrama lleva un indicador de formato de control (CFI) con respecto al número de símbolos de OFDM usados para la transmisión de canales de control en la subtrama (es decir, el tamaño de una región de control). Un dispositivo inalámbrico recibe en primer lugar el CFI en el PCFICH y, a continuación, monitoriza el PDCCH.
A diferencia del PDCCH, el PCFICH se transmite a través de un recurso de PCFICH fijo de la subtrama sin el uso de decodificación ciega.
El PHICH lleva una señal de reconocimiento positivo (ACK)/reconocimiento negativo (NACK) para la solicitud de repetición automática híbrida (HARQ) de enlace ascendente (UL). La señal de ACK/NACK para datos de UL en PUSCH transmitida por el dispositivo inalámbrico se transmite en el PHICH.
Un canal de difusión física (PBCH) se transmite en los primeros cuatro símbolos de OFDM de una segunda ranura de una primera subtrama de una trama de radio. El PBCH lleva información de sistema esencial para que el dispositivo inalámbrico se comunique con la estación base, y la información del sistema transmitida en el PBC<h>se denomina bloque de información maestro (MIB). En comparación con esto, la información del sistema transmitida en el PDSCH indicada por el PDCCH se denomina bloque de información de sistema (SIB).
El PDCCH puede llevar asignación de recursos y formato de transporte de un canal compartido de enlace descendente (DL-SCH), información de asignación de recursos de un canal compartido de enlace ascendente (UL-SCH), información de radiobúsqueda en un canal de radiobúsqueda (PCH), información de sistema en DL-SCH, asignación de recursos de un mensaje de control de capa superior, tal como una respuesta de acceso aleatorio transmitida en PDSCH, un conjunto de comandos de control de potencia de Tx en UE individuales dentro de un grupo de UE arbitrario, un comando de control de potencia de Tx, activación de un protocolo de voz sobre Internet (VoIP), etc. Una pluralidad de PDCCH puede transmitirse dentro de una región de control, y el UE puede monitorizar la pluralidad de PDCCH. El PDCCH se transmite en una agregación de uno o múltiples elementos de canal de control (CCE) consecutivos. El CCE es una unidad de asignación lógica usada para proporcionar al PDCCH una tasa de codificación basándose en un estado de un canal de radio. El CCE corresponde a una pluralidad de grupos de elementos de recursos. Un formato del PDCCH y el número de bits del PDCCH disponible se determinan dependiendo de una correlación entre el número de CCE y la tasa de codificación proporcionada por los CCE.
La información de control transmitida en el PDCCH se denomina como información de control de enlace descendente (DCI). La DCI puede contener una asignación de recursos de PDSCH (que también se denomina concesión de DL), una asignación de recursos de PUSCH (que también se denomina concesión de UL), un conjunto de comandos de control de potencia de Tx en UE individuales dentro de un grupo de UE arbitrario, y/o activación de un protocolo de voz sobre Internet (VoIP).
Hay varias capas en la segunda capa. En primer lugar, una capa de control de acceso al medio (MAC) funciona para mapear diversos canales lógicos a diversos canales de transferencia, y también realiza una función de multiplexación de canales lógicos para mapear varios canales lógicos a un canal de transferencia. La capa MAC está conectada a una capa de control de enlace de radio (RLC), es decir, una capa superior, a través del canal lógico. El canal lógico se divide aproximadamente en un canal de control usado para transmitir información del plano de control y un canal de tráfico usado para transmitir información del plano de usuario de acuerdo con un tipo de información transmitida.
La capa de control de enlace de radio (RLC) de la segunda capa segmenta y concatena datos recibidos desde la capa superior y ajusta el tamaño de los datos de modo que una capa inferior esté adaptada para transmitir datos a una sección de radio. Para garantizar diversas QoS requeridas por cada portadora de radio (RB), la capa de RLC proporciona tres modos de operación: un modo transparente (TM), un modo no confirmado (UM) (modo sin respuesta) y un modo confirmado (AM) (o modo de respuesta). En particular, el AM de RLC realiza una función de retransmisión a través de una función de solicitud y repetición automática (ARQ) para una transmisión de datos confiable.
Una capa de protocolo de convergencia de datos de paquetes (PDCP) de la segunda capa realiza una función de compresión de encabezados para reducir el tamaño de un encabezado de paquete IP que tiene un tamaño relativamente grande y contiene información de control innecesaria, para transmitir datos de manera eficiente en una sección de radio que tiene un ancho de banda pequeño tras la transmisión de paquetes de IP tales como IPv4 o IPv6. Esto permite que únicamente se transmita la información que necesariamente se requiere en una parte de encabezado de datos, aumentando de esta manera la eficiencia de transmisión de la sección de radio. En el sistema LTE, la capa de PDCP también realiza una función de seguridad, que consiste en cifrado para evitar la interceptación de datos por un tercero y protección de la integridad para evitar la manipulación de datos por un tercero.
Una capa de control de recursos de radio (RRC) ubicada en la parte más superior de la tercera capa se define únicamente en el plano de control y es responsable de controlar los canales lógicos, los canales de transporte y los canales físicos en relación con la configuración, reconfiguración y liberación de portadoras de radio (RB). RB significa servicios proporcionados por la segunda capa para garantizar la transferencia de datos entre el UE y la E-UTRAN.
Si se establece una conexión de RRC entre una capa de RRC del UE y una capa de RRC de una red inalámbrica, el UE está en un modo de RRC conectado. De lo contrario, el UE está en modo de RRC inactivo.
A continuación, se describen un estado de RRC del UE y un método de conexión de RRC. El estado de RRC se refiere a un estado en el que el RRC del UE está o no conectado lógicamente con el RRC de la E-UTRAN. El estado de RRC del UE que tiene conexión lógica con el RRC de la E-UTRAN se denomina estado de RRC_CONECTADO, y el estado DE RRC del UE que no tiene conexión lógica con el RRC de la E-UTRAN se denomina estado de RRC_INACTIVO. Dado que el UE en el estado RRC_CONECTADO tiene la conexión de RRC, la E-UTRAN puede identificar la presencia del UE correspondiente por célula y así controlar eficientemente el UE. Por otra parte, la E-UTRAN no puede identificar la presencia del UE del estado RRC_INACTIVO, y el UE en el estado RRC_INACTIVO se gestiona por una red central basada en un área de rastreo (TA) que es una unidad de área mayor que la célula. Es decir, para el UE en el estado RRC_INACTIVO, únicamente se identifica la presencia o ausencia del UE correspondiente en una unidad de área mayor que la célula. Para que el UE del estado RRC_INACTIVO reciba servicios de comunicación móviles típicos, tales como voz y datos, el UE debe pasar al estado RRC_CONECTADO. Cada TA se distingue de otra TA por su identidad de área de seguimiento (TAI). El UE puede configurar la TAI a través de un código de área de rastreo (TAC), que es información difundida desde una célula.
Cuando el usuario enciende inicialmente el UE, en primer lugar, el UE busca una célula apropiada y, a continuación, establece una conexión de RRC en la célula correspondiente y registra información del UE en la red central. Posteriormente, el UE permanece en el estado RRC_INACTIVO. El UE que permanece en el estado RRC_INACTIVO (re)selecciona una célula y comprueba la información de sistema o la información de radiobúsqueda, si es necesario. Esta operación se denomina acampar en una célula. Únicamente cuando el UE que permanece en el estado RRC_INACTIVO necesita establecer la conexión de RRC, el UE establece la conexión de RRC con la capa de RRC de la E-UTRAN a través de un procedimiento de conexión de RRC y pasa al estado RRC_CONECTADO. Hay varios casos donde el UE que permanece en el estado RRC_INACTIVO necesita establecer la conexión de<r>R<c>. Los ejemplos de los casos pueden incluir un caso donde la transmisión de datos de enlace ascendente es necesaria debido a un intento de un usuario de realizar una llamada telefónica, etc., o la transmisión de un mensaje de respuesta cuando se recibe una señal de radiobúsqueda desde la E-UTRAN.
Una capa de estrato sin acceso (NAS) realiza funciones tales como gestión de sesión y gestión de movilidad.
La capa de NAS ilustrada en la Figura 19 se describe en detalle a continuación.
La capa de NAS se divide en una entidad de NAS para gestión de movilidad (MM) y una entidad de NAS para gestión de sesión (SM).
1) La entidad de NAS para MM generalmente proporciona las siguientes funciones.
Un procedimiento de NAS relacionado con la AMF incluye lo siguiente.
- Procedimiento de gestión de registro y gestión de conexión. La AMF soporta las funciones.
- Conexión de señal de NAS segura entre el UE y la AMF (protección de integridad, cifrado)
2) La entidad de NAS para SM realiza la gestión de sesión entre el UE y la SMF.
Se genera y procesa un mensaje de señalización de SM en el UE y la capa de NAS-SM de la SMF. La AMF no interpreta el contenido del mensaje de señalización de SM.
- En caso de transmisión de señalización de SM,
- La entidad de NAS para MM genera un encabezado de seguridad que indica la transmisión de NAS de señalización de SM y un mensaje de NAS-MM que deriva un método y ubicación para enviar el mensaje de señalización de SM a través de información adicional para el NAS-MM recibido.
- Tras la recepción de la señalización de SM, la entidad de NAS para SM realiza una comprobación de integridad del mensaje de NAS-MM y deriva un método y lugar para derivar el mensaje de señalización de SM interpretando información adicional.
En la Figura 19, la capa de RRC, la capa de RLC, la capa de MAC y la capa PHY ubicadas debajo de la capa de NAS se denominan colectivamente capa de estrato de acceso (AS).
Alcance de aplicación de la presente divulgación
Un dispositivo inalámbrico en la presente divulgación puede ser una estación base, un nodo de red, un transmisor de UE, un receptor de UE, un dispositivo de radio, un dispositivo de comunicación inalámbrica, un vehículo, un vehículo con función de conducción autónoma, un dron (vehículo aéreo no tripulado (UAV)), un módulo de inteligencia artificial (IA), un robot, un dispositivo de realidad aumentada (AR), un dispositivo de realidad virtual (VR), un dispositivo de MTC, un dispositivo de IoT, un dispositivo médico, un dispositivo FinTech (o dispositivo financiero), un dispositivo de seguridad, un dispositivo climático/ambiental, o un dispositivo relacionado con el campo de la cuarta revolución industrial o servicio 5G, o similares. Por ejemplo, el dron puede ser un vehículo aéreo que vuela mediante una señal de radiocontrol sin que haya una persona en el vehículo de vuelo. Por ejemplo, el dispositivo de MTC y el dispositivo de IoT pueden ser un dispositivo que no requiere la intervención o manipulación directa de una persona, y pueden incluir un contador inteligente, una máquina expendedora, un termómetro, una bombilla inteligente, una cerradura de puerta, una diversidad de sensores, o similares. Por ejemplo, el dispositivo médico puede ser un dispositivo usado para diagnosticar, tratar, reducir, manejar o prevenir una enfermedad y un dispositivo usado para probar, sustituir o modificar una estructura o función, y puede incluir un dispositivo para tratamiento médico, un dispositivo para operación, un dispositivo para diagnóstico (externo), un audífono o un dispositivo para un procedimiento quirúrgico, o similares. Por ejemplo, el dispositivo de seguridad puede ser un dispositivo instalado para prevenir un posible peligro y mantener la seguridad, y puede incluir una cámara, CCTV, una caja negra o similar. Por ejemplo, el dispositivo FinTech puede ser un dispositivo que puede proporcionar servicios financieros, tales como pagos móviles, y puede incluir un dispositivo de pago, un punto de venta (POS) o similar. Por ejemplo, el dispositivo climático/ambiental puede hacer referencia a un dispositivo para monitorizar y predecir el clima/ambiente.
Los terminales móviles divulgados en la presente divulgación pueden incluir teléfonos celulares, teléfonos inteligentes, ordenadores portátiles, terminales de difusión digital, asistentes digitales personales (PDA), reproductores multimedia portátiles (PMP), navegadores, PC de pizarra, PC de tableta, ultra portátiles, dispositivos llevables (por ejemplo, relojes inteligentes, gafas inteligentes, pantallas montadas en la cabeza (HMD)) y similares. Además, los terminales móviles se pueden utilizar para controlar al menos un dispositivo en un entorno del Internet de las cosas (IoT) o en un invernadero inteligente.
Únicamente a modo de ejemplo no limitativo, se hará una descripción adicional con referencia a tipos particulares de terminales móviles. Sin embargo, tales enseñanzas pueden aplicarse igualmente a otros tipos de terminales móviles, tales como los tipos mencionados anteriormente. Además, puede resultar fácilmente evidente para los expertos en la materia que estas enseñanzas también se pueden aplicar a terminales estacionarios tales como TV digitales, ordenadores de sobremesa, señalización digital y similares.
Las realizaciones de la presente divulgación descritas anteriormente se pueden implementar mediante diversos medios. Por ejemplo, las realizaciones de la presente divulgación se pueden implementar mediante hardware, firmware, software o combinaciones de los mismos.
Cuando las realizaciones se implementan por hardware, un método de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación puede implementarse por uno o más circuitos integrados específicos de la aplicación (ASIC), procesadores de señales digitales (DSP), dispositivos de procesamiento de señales digitales (DSPD), dispositivos lógicos programables (PLD), campos de matrices de puertas programables (FPGA), procesadores, controladores microcontroladores, microprocesadores, y similares.
Cuando las realizaciones se implementan por firmware o software, un método de acuerdo con las realizaciones de la presente divulgación puede implementarse por dispositivos, procedimientos, funciones, etc., que realizan funciones u operaciones descritas anteriormente. El código de software puede almacenarse en una memoria y puede ejecutarse por un procesador. La unidad de memoria se proporciona dentro o fuera del procesador y puede intercambiar datos con el procesador por diversos medios bien conocidos.
La presente divulgación descrita anteriormente se puede implementar usando un medio legible por ordenador con programas grabados en el mismo para su ejecución por un procesador para realizar diversos métodos presentados en el presente documento. El medio legible por ordenador incluye todo tipo de dispositivos de grabación que pueden almacenar datos que sean legibles por un sistema informático. Ejemplos de medios legibles por computadora incluyen unidad de disco duro (HDD), disco de estado sólido (SSD), unidad de disco de silicio (S<d>D), ROM, RAM, CD-<r>O<m>, una cinta magnética, un disquete y un disco de almacenamiento óptico de datos, otros tipos de medios de almacenamiento presentados en el presente documento, etc. Si se desea, el medio legible por ordenador puede implementarse en forma de onda portadora (por ejemplo, transmisión a través de Internet). El ordenador puede incluir el procesador del terminal. En consecuencia, la descripción detallada no debe interpretarse como limitativa en todos los aspectos y debe considerarse ilustrativa. El alcance de la invención debe determinarse mediante una interpretación racional de las reivindicaciones adjuntas.
[Aplicabilidad industrial]
El método de comunicación descrito anteriormente se puede aplicar a diversos sistemas de comunicación inalámbrica, incluyendo los sistemas IEEE 802.16x y 802.11x, además del sistema de 3GPP. Además, el método propuesto se puede aplicar al sistema de comunicación mmWave usando bandas de frecuencia ultra alta.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un método para realizar, por un equipo de usuario, UE, un registro en una red en un sistema de comunicación inalámbrica, comprendiendo el método:
realizar (S1501) un registro en una primera red móvil pública terrestre, PLMN, a través de una primera estación base;
recibir (S1503) un mensaje relacionado con desastres aplicado a la primera PLMN o aplicado a un área en la que está ubicado el UE, basándose en que el servicio de la primera PLMN no está disponible;
transmitir (S1505), a una segunda PLMN, un mensaje de solicitud de registro; y
recibir (S1505), desde la segunda PLMN, un mensaje de respuesta a la solicitud de registro,
en donde el UE está suscrito a la primera PLMN,
caracterizado por queel mensaje de solicitud de registro incluye información para un tipo de registro, en donde la información para el tipo de registro representa uno entre una pluralidad de valores de 3 bits relacionados con un tipo de un registro solicitado,
en donde la información para el tipo de registro representa un valor de 3 bits que está configurado para una itinerancia ante desastres; proporcionándose al UE el servicio de itinerancia ante desastres desde la segunda PLMN basándose en un desastre aplicado a la primera PLMN o aplicado al área en la que está ubicado el UE.
2. El método de la reivindicación 1, en donde el mensaje relacionado con desastres incluye un indicador que representa que el servicio de itinerancia ante desastres se proporciona a los UE relacionados con la primera PLMN.
3. El método de la reivindicación 2, en donde el mensaje relacionado con desastres incluye información que representa que el servicio de itinerancia ante desastres está configurado para proporcionarse al Ue relacionado con la primera PLMN.
4. El método de la reivindicación 1, en donde el mensaje relacionado con desastres está basado en un mensaje de bloque de información de sistema, SIB, recibido por el UE de acuerdo con una periodicidad preconfigurada.
5. El método de la reivindicación 1, que comprende, además:
transmitir un mensaje de solicitud de conexión de RRC a una segunda estación base conectada a la segunda PLMN; y
recibir un mensaje de respuesta al mensaje de solicitud de conexión de RRC para establecer una conexión de RRC con la segunda PLMN a través de la segunda estación base,
en donde el mensaje de solicitud de conexión de RRC se transmite debido a una itinerancia ante desastres.
6. Un equipo de usuario, UE, (1720) que realiza un registro en un sistema de comunicación inalámbrica, comprendiendo el UE:
un módulo de RF (1723) configurado para transmitir y recibir una señal de radio;
al menos una funcionalidad de procesador (1721) conectada al módulo de RF; y
al menos una memoria informática (1722) conectada operativamente al menos a un procesador (1721), en donde la al menos una memoria informática (1722) almacena instrucciones, cuando se ejecutan por el al menos un procesador (1721), que configuran al menos un procesador para:
realizar un registro en una primera red móvil pública terrestre, PLMN, a través de una primera estación base; recibir un mensaje relacionado con desastres aplicado a la primera PLMN o aplicado a un área en la que está ubicado el UE,
basándose en que el servicio de la primera PLMN no está disponible;
transmitir, a una segunda PLMN, un mensaje de solicitud de registro; y
recibir, desde la segunda PLMN, un mensaje de respuesta a la solicitud de registro,
en donde el UE está suscrito a la primera PLMN,
caracterizado por queel mensaje de solicitud de registro incluye información para un tipo de registro, en donde la información para el tipo de registro representa uno entre una pluralidad de valores de 3 bits relacionados con un tipo de un registro solicitado,
en donde la información para el tipo de registro representa un valor de 3 bits que está configurado para una itinerancia ante desastres; proporcionándose al UE el servicio de itinerancia ante desastres desde la segunda PLMN basándose en un desastre aplicado a la primera PLMN o aplicado al área en la que está ubicado el UE.
7. El UE (1720) de la reivindicación 6, en donde el mensaje relacionado con desastres incluye un indicador que representa que el servicio de itinerancia ante desastres se proporciona a los UE relacionados con la primera PLMN.
8. El UE (1720) de la reivindicación 7, en donde el mensaje relacionado con desastres incluye información que representa que el servicio de itinerancia ante desastres está configurado para proporcionarse al UE relacionado con la primera PLMN.
9. El UE (1720) de la reivindicación 6, en donde el mensaje relacionado con desastres está basado en un mensaje de bloque de información de sistema, SIB, recibido por el UE de acuerdo con una periodicidad preconfigurada.
10. El UE (1720) de la reivindicación 6, en donde el al menos un procesador está configurado para:
transmitir un mensaje de solicitud de conexión de RRC a una segunda estación base conectada a la segunda PLMN; y recibir un mensaje de respuesta al mensaje de solicitud de conexión de RRC para establecer una conexión de RRC con la segunda PLMN a través de la segunda estación base,
en donde el mensaje de solicitud de conexión de RRC se transmite debido a una itinerancia ante desastres.
11. Al menos un medio legible por ordenador no transitorio que almacena instrucciones que, cuando se ejecutan por al menos un procesador de un UE, hacen que el UE realice todas las etapas de un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
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