ACCESO A RED, PASARELA Y SERVIDOR DE GESTIÓN PARA UN SISTEMA CELULAR DE COMUNICACIÓN INALAMBRICA.

Una red de acceso para un sistema celular de comunicaciones inalámbricas,

que comprende pasarelas domésticas (5), ubicadas en las instalaciones del cliente, y una red de operador privado (20), donde cada pasarela doméstica tiene una interfaz (8) para la comunicación sobre una red pública de banda ancha (6) y una estación transceptora de base (9) para proporcionar enlaces inalámbricos, por lo menos, a una estación móvil y realizar funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de base, donde dicha red de operador privado comprende unidades de control de la estación de base (22), por lo menos una pasarela de seguridad (21) y por lo menos un servidor de gestión de pasarelas domésticas (26), la pasarela de seguridad teniendo una interfaz de seguridad para establecer túneles de seguridad (17) para la comunicación con pasarelas domésticas a través de la red pública de banda ancha, donde cada pasarela doméstica está dispuesta para comunicar, vía la pasarela de seguridad, con un servidor de gestión de pasarelas domésticas de la red de operador privado para obtener una dirección de una de las unidades de control de la estación de base asignadas a dicha pasarela doméstica, Y donde la estación transceptora de base de una pasarela doméstica realiza funciones de interfaz con la unidad de control de estaciones de base asignada a dicha pasarela doméstica vía la red de operador privado y un túnel de seguridad con la pasarela de seguridad

Acceso a red, pasarela y servidor de gestión para un sistema celular de comunicación inalámbrica.

La presente invención se refiere al despliegue de pasarelas domésticas para redes celulares de radio.

Se describirá más abajo en su aplicación particular a redes celulares de tercera generación (3G) del tipo de UMTS ("Servicio Universal de Telecomunicaciones entre Móviles", en sus siglas en inglés). Sin embargo, se apreciará que es aplicable a tipos muy diversos de sistemas celulares digitales.

Se ha propuesto (véase, por ejemplo, la patente estadounidense 6.615.035) proporcionar a los clientes de los operadores celulares las denominadas estaciones de base domésticas (HBS, en sus siglas en inglés). Tal unidad va a ser conectada a la línea telefónica terrestre del cliente y presenta una interfaz de radio similar a la de la infraestructura celular. Cuando el cliente usa su teléfono portátil en casa, concretamente dentro del rango de la HBS, la llamada se establece vía la línea terrestre y de la red telefónica pública conmutada (PSTN, en sus siglas en inglés) en vez de vía la red celular. No se ofrecen funciones de movilidad entre la cobertura de la HBS y las células de la infraestructura celular.

El despliegue de las estaciones de base domésticas plantea diversos problemas, particularmente para la ingeniería de radio y el control del acceso. Las HBS no han sido diseñadas para extender la cobertura de la infraestructura celular, sino más bien para conveniencia del cliente para usar su terminal portátil en la casa mientras se pagan las comunicaciones con la tarifa de la PSTN.

Aunque el concepto de HBS no ha tenido mucho éxito hasta ahora, tiene el potencial de proporcionar cobertura interior, que siempre es un desafío para el operador celular. Esta ventaja también existe con el concepto de "pasarela doméstica". Una pasarela doméstica (HGW, en sus siglas en inglés) también proporciona una interfaz de radio similar a la de la infraestructura celular, pero realiza funciones de interfaz con la red de datos de banda ancha más que con la PSTN. La cobertura de la HGW puede ser considerada como una célula de la red, a la cual se integra completamente.

En redes celulares más modernas, los emplazamientos de las células están controlados por un equipo denominado controlador de estaciones de base o controlador de la red de radio (RNC, en sus siglas en inglés). El RNC proporciona muchas funciones de control de recursos de la radio (RRC, en sus siglas en inglés) para las células y las estaciones móviles bajo su supervisión. Por esta razón, las HGW propuestas hasta ahora incluyen, generalmente, funcionalidad de RNC además de funcionalidad de la estación de base. Esta arquitectura tiene diversos defectos. Hay muchos problemas asociados con las funciones de interfaz del equipo de las instalaciones del cliente con la red del núcleo del operador celular, particularmente porque los nodos de conmutación de la red de núcleo no están bien ajustados para realizar las funciones de interfaz con un gran número de RNC. Además, para que la idea de HGW sea prometedora, el coste de la pasarela se debe mantener tan bajo como sea posible, y la presencia de la funcionalidad del RNC no es favorable para ese objetivo.

Otro ejemplo se puede encontrar en el documento EP 1207708 (Ericsson), 22 de mayo de 2002 (2002-05-22).

Un objeto de la presente invención es proponer otra arquitectura que haga posible minimizar la complejidad de la HGW y que permita su asociación con un RNC de la red de acceso.

La invención propone, por tanto, una red de acceso para un sistema celular de comunicaciones inalámbricas, que comprende pasarelas domésticas situadas en las instalaciones del cliente y una red de operador privado. Cada pasarela doméstica tiene una interfaz para la comunicación sobre una red pública de banda ancha y una estación de base transceptora para proporcionar enlaces inalámbricos por lo menos a una estación móvil y para realizar funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de base. La red de operador privado comprende unidades de control de la estación de base, por lo menos una pasarela de seguridad y por lo menos un servidor de gestión de pasarelas domésticas. La pasarela de seguridad tiene una interfaz segura para establecer túneles de seguridad para la comunicación con pasarelas domésticas a través de la red pública de banda ancha. Cada pasarela doméstica está dispuesta para comunicar, vía la pasarela de seguridad, con un servidor de gestión de pasarelas domésticas de la red de operador privado para obtener una dirección de una de las unidades de control de la estación de base asignadas a esta pasarela doméstica. La estación transceptora de base de una pasarela doméstica realiza las funciones de interfaz con la unidad de control de estaciones de base asignada a esta pasarela doméstica vía la red de operador privado y un túnel de seguridad con la pasarela de seguridad.

La HGW forma un punto de acceso celular que se instalará en el hogar del cliente, ofreciendo, de esta manera, una solución a la cobertura interior. Cualquier terminal compatible con el sistema celular de comunicaciones inalámbricas puede ser utilizado para comunicar a través de la HGW. Las funciones del RNC son ejecutadas en la práctica en una unidad de control de estaciones de base remota, de manera que la complejidad y el coste de la HGW pueden ser mantenidos tan bajos como sea posible para ser compatibles con el mercado del consumidor.

La arquitectura de la red de acceso hace posible llevar con seguridad la interfaz del BTS (HGW)/RNC sobre una red pública de banda ancha, tal como Internet. Otra de sus ventajas es que no hay ningún impacto en la red celular del núcleo del operador.

Las operaciones de aprovisionamiento necesarias en el nivel de la HGW también se llevan al mínimo. La HGW, según es suministrada a un cliente, debe llamar, simplemente, a una pasarela de seguridad y luego a un servidor de gestión de pasarelas domésticas para recuperar sus parámetros de configuración, así como la identificación de su unidad de control de estaciones de base (RNC) asignada. En una realización ventajosa, se proporciona un módulo de memoria en la pasarela doméstica que contiene una dirección de un servidor de gestión de pasarelas domésticas para recuperar los parámetros de configuración y la dirección de la unidad de control de estaciones de base asignada.

El servidor de gestión de pasarelas domésticas tiene, preferiblemente, un módulo de asignación para asignar dinámicamente respectivas unidades de control de estación de base, por lo menos para algunas de las pasarelas domésticas. La unidad de control de estaciones de base asignada por lo menos a una pasarela doméstica, puede ser seleccionada basándose en un criterio de equilibrio de la carga entre las unidades de control de la estación de base de la red de operador privado, para llevar al mínimo el riesgo de congestión.

Alternativamente, el módulo de asignación puede seleccionar, para una pasarela doméstica que tiene una ubicación definida, una unidad de control de estaciones de base que tiene conectividad con otra unidad de control de estaciones de base de la red celular, supervisando dicha otra unidad de control de estaciones de base por lo menos una célula que cubre dicha ubicación. A condición de que se conozca la ubicación de la HGW en funcionamiento, esto posibilita la movilidad del terminal del cliente durante una comunicación desde la cobertura de la HGW a la de una BTS regular de la red celular.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a una pasarela doméstica para una red de acceso de un sistema celular de comunicaciones inalámbricas, donde la red de acceso comprende una red de operador privado que tiene unidades de control de la estación de base, por lo menos una pasarela de seguridad y por lo menos un servidor de gestión de pasarelas domésticas. La pasarela doméstica tiene una interfaz para la comunicación sobre una red pública de banda ancha, una estación de base transceptora para proporcionar enlaces inalámbricos por lo menos a una estación móvil y funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de base de la red de operador privado, y medios para comunicar vía la pasarela de seguridad con un servidor de gestión de pasarelas domésticas de la red de operador privado para obtener una dirección de una de las unidades de control de estaciones de base asignadas a dicha pasarela doméstica de modo que la estación de base transceptora realiza funciones de...

1. Una red de acceso para un sistema celular de comunicaciones inalámbricas, que comprende pasarelas domésticas (5), ubicadas en las instalaciones del cliente, y una red de operador privado (20),

donde cada pasarela doméstica tiene una interfaz (8) para la comunicación sobre una red pública de banda ancha (6) y una estación transceptora de base (9) para proporcionar enlaces inalámbricos, por lo menos, a una estación móvil y realizar funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de base,

donde dicha red de operador privado comprende unidades de control de la estación de base (22), por lo menos una pasarela de seguridad (21) y por lo menos un servidor de gestión de pasarelas domésticas (26), la pasarela de seguridad teniendo una interfaz de seguridad para establecer túneles de seguridad (17) para la comunicación con pasarelas domésticas a través de la red pública de banda ancha,

donde cada pasarela doméstica está dispuesta para comunicar, vía la pasarela de seguridad, con un servidor de gestión de pasarelas domésticas de la red de operador privado para obtener una dirección de una de las unidades de control de la estación de base asignadas a dicha pasarela doméstica,

Y donde la estación transceptora de base de una pasarela doméstica realiza funciones de interfaz con la unidad de control de estaciones de base asignada a dicha pasarela doméstica vía la red de operador privado y un túnel de seguridad con la pasarela de seguridad.

2. La red de acceso, según se reivindica en la reivindicación 1, donde el servidor de gestión de pasarelas domésticas (26) tiene un módulo de asignación (45) para asignar dinámicamente las unidades de control de las estaciones de base (22) respectivas por lo menos a algunas de las pasarelas domésticas (5).

3. La red de acceso, según se reivindica en la reivindicación 2, donde el módulo de asignación (45) está dispuesto para asignar, por lo menos, a una pasarela doméstica (5), una unidad de control (22) de la estación de base seleccionada basándose en un criterio de equilibrado de la carga entre las unidades de control de la estación de base de la red de operador privado (20).

4. La red de acceso, según se reivindica en la reivindicación 2, donde el módulo de asignación (45) está dispuesto para asignar, a una pasarela doméstica (5a) que tiene una ubicación definida, una unidad de control (22) de la estación de base que tiene conectividad con otra unidad de control de estaciones de base (2a) de la red celular, supervisando dicha otra unidad de control de estaciones de base por lo menos dicha ubicación de cobertura de la célula.

5. La red de acceso, según se reivindica en la reivindicación 4, donde la unidad de control (22) de la estación de base asignada a dicha pasarela doméstica (5a) que tiene una ubicación definida está dispuesta para hacer que una comunicación establecida a través de la estación transceptora de base (9) de la pasarela doméstica sea traspasada a una célula supervisada por dicha otra unidad de control (2a) de la estación de base que depende de las condiciones de radio de dicha comunicación.

6. La red de acceso, según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde la pasarela doméstica (5) tiene un módulo de memoria (15) que contiene una dirección de un servidor de gestión de pasarelas domésticas (26) para recuperar parámetros de configuración y la dirección de la unidad de control (22) de la estación de base asignada.

7. La red de acceso, según se reivindica en la reivindicación 6, donde el módulo de memoria (15) contiene, además, una dirección de una pasarela de seguridad (21) de la red de operador privado (20).

8. La red de acceso, según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, donde por lo menos una de las pasarelas domésticas (5) está asociada con una lista de concesiones de acceso, almacenada en el servidor de gestión de pasarelas domésticas (26), designando, la lista de concesiones de acceso, estaciones móviles autorizadas para comunicar a través de dicha una de las pasarelas domésticas.

9. La red de acceso, según se reivindica en la reivindicación 8, donde la lista de concesiones de acceso se descarga desde el servidor de gestión de pasarelas domésticas (26) a la unidad de control (22) de estaciones de base asignada a dicha una de las pasarelas domésticas (5) en una fase (34) de anexión de dicha una de las pasarelas domésticas a dicha unidad de control de estaciones de base.

10. Una pasarela doméstica para una red de acceso de un sistema celular de comunicaciones inalámbricas, donde la red de acceso comprende una red de operador privado (20) que tiene unidades de control de estaciones de base (22), por lo menos una pasarela de seguridad (21) y por lo menos un servidor de gestión de pasarelas domésticas (26), donde la pasarela doméstica (5) comprende una interfaz (8) para comunicación sobre una red pública de banda ancha (6), una estación transceptora de base (9) para proporcionar enlaces inalámbricos por lo menos a una estación móvil y realizar funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de base de la red de operador privado, y medios (18) para comunicar vía la pasarela de seguridad con un servidor de gestión de pasarelas domésticas de la red de operador privado para obtener una dirección de una de las unidades de control de estaciones de base asignadas a dicha pasarela doméstica, de modo que la estación transceptora de base realiza funciones de interfaz con la unidad de control de estaciones de base asignada a dicha pasarela doméstica vía la red de operador privado y un túnel de seguridad establecido sobre la red pública de banda ancha entre la pasarela de seguridad y dicha pasarela doméstica.

11. La pasarela doméstica, según se reivindica en la reivindicación 10, comprendiendo, además, un módulo de memoria (15) que contiene una dirección de un servidor de gestión de pasarelas domésticas (26) para recuperar parámetros de configuración y la dirección de la unidad de control de estaciones de base (22) asignada.

12. La pasarela doméstica, según se reivindica en la reivindicación 11, donde el módulo de memoria (15) contiene, además, una dirección de una pasarela de seguridad (21) de la red de operador privado (20).

13. Un servidor de gestión de pasarelas domésticas para una red de acceso de un sistema celular de comunicaciones inalámbricas, donde la red de acceso comprende pasarelas domésticas (5) situadas en las instalaciones del cliente y una red de operador privado (20) que incluye dicho servidor de gestión de pasarelas domésticas (26), unidades de control de estaciones de base (22) y por lo menos una pasarela de seguridad (21), donde cada pasarela doméstica tiene una interfaz (8) para la comunicación con una pasarela de seguridad (21) sobre una red pública de banda ancha (6) y una estación transceptora de base (9) para proporcionar enlaces inalámbricos por lo menos a una estación móvil y que realiza funciones de interfaz con una unidad de control de estaciones de base, donde el servidor de gestión de pasarelas domésticas (26) tiene medios (41) para enviar por lo menos a una de las pasarelas domésticas, vía la pasarela de seguridad, una dirección respectiva de una de las unidades de control de estaciones de base asignadas a dicha pasarela doméstica.

14. El servidor de gestión de pasarelas domésticas, como se reivindica en la reivindicación 13, que comprende, además, un módulo de asignación (45) para asignar dinámicamente unidades de control de estaciones de base (22) respectivas por lo menos a algunas de las pasarelas domésticas (5).

15. El servidor de gestión de pasarelas domésticas, según se reivindica en la reivindicación 14, donde el módulo de asignación (45) está dispuesto para asignar, por lo menos a una pasarela doméstica (5), una unidad de control de estaciones de base (22) seleccionada basándose en un criterio de equilibrado de la carga entre las unidades de control de estaciones de base de la red de operador privado (20).

16. El servidor de gestión de pasarelas domésticas, según se reivindica en la reivindicación 14, donde el módulo de asignación (45) está dispuesto para asignar a una pasarela doméstica (5a) que tiene una ubicación definida, una unidad de control de estaciones de base (22) que tiene conectividad con otra unidad de control de estaciones de base (2a) de la red celular, supervisando dicha otra unidad de control de estaciones de base por lo menos una célula que cubre dicha ubicación.

17. El servidor de gestión de pasarelas domésticas, según se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, que comprende, además, medios (43) para almacenar por lo menos una lista de concesiones de acceso asociada con una respectiva de las pasarelas domésticas (5), designando, la lista de concesiones de acceso, estaciones móviles autorizadas para comunicarse a través de dicha una de las pasarelas domésticas.

18. El servidor de gestión de pasarelas domésticas, según se reivindica en la reivindicación 17, que comprende, además, medios (42) para descargar dicha lista de concesiones de acceso a la unidad de control de estaciones de base (22) asignada a dicha una de las pasarelas domésticas (5) en una fase (34) de anexión de dicha una de las pasarelas domésticas a dicha unidad de control de estaciones de base.