PROCEDIMIENTO Y ARQUITECTURA DE RED PARA CONFIGURAR UN TERMINAL DE RADIO, UN TERMINAL DE RADIO, UN NODO DE RED Y UN PRODUCTO DE PROGRAMA DE ORDENADOR PARA EL MISMO.

Arquitectura de red que comprende una red de comunicación que es operativa según un sistema de comunicación predeterminado y que comprende al menos un terminal de radio (UE/MS) que pertenece a dicha red de comunicación y que comprende módulos para gestionar un intercambio de información en el interior de dicha red de comunicación utilizando dicho sistema de comunicación predeterminado,

- estando dicha arquitectura caracterizada por - al menos un nodo (Servidor OTA), conectado a dicha red de comunicación y que comprende - un conjunto de módulos de programa operativo configurados para implementar al menos un conjunto de elementos de una pila de protocolos para configurar dicho terminal de radio (UE/MS), y por el hecho de que - dicho terminal de radio y dicho nodo están provistos de módulos de programa hertzianos respectivo configurados para gestionar una conexión hertziana entre dicho terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA) a través de dicha red de comunicación y para descargar de manera transparente en dicha red de comunicación al menos un módulo de dicho conjunto de módulos de programa operativo para configurar al menos en parte a dicho terminal de radio (UE/MS)

Procedimiento y arquitectura de red para configurar un terminal de radio, un terminal de radio, un nodo de red y un producto de programa de ordenador para el mismo.

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a las redes de comunicación por radio y a los terminales de radio reconfigurables que emplean una red de comunicación radio.

Más específicamente, la presente invención se refiere a la configuración de un terminal de radio reconfigurable, siendo dicha configuración llevada a cabo instalando en dicho terminal de radio un programa operativo descargado por ondas de radio (OTA) desde la red de comunicación radio.

Antecedentes de la invención

Ya es conocido de la literatura (J. Mitola, "The Software Radio Architecture", IEEE Communications Magazine, Mayo de 1995 y E. Buracchini, "The Software Radio Concept", IEEE Communications Magazine, Septiembre de 2000) que los sistemas reconfigurables como los terminales, estaciones base y nodos de la red, son equipos cuyo funcionamiento operativo se puede configurar a voluntad. Por ejemplo, un terminal de radio reconfigurable capaz de funcionar con un sistema de segunda generación (2G), como el GSM/GPRS (Global System for Mobile communication/General Packet Radio Service), puede ser reconfigurado para volverse capaz de funcionar con sistemas de tercera generación (3G), como el sistema UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) o el sistema CDMA 2000 (Code Division Multiple Access 2000), o el sistema WI-FI (WIrless FIdelity) o el sistema DVB-T (Digital Video Broadcasting Terrestrial) y así sucesivamente.

Debe entenderse por "sistema" una pluralidad de elementos coordinados entre sí según criterios predeterminados, es decir coordinados según un "Estándar", para realizar una función específica que es, por ejemplo, la de operar como una red de comunicación.

En el presente documento ejemplos de sistemas son el sistema GSM, el sistema GPRS, el sistema UMTS, el sistema WLAN (Wireless Local Area Network) y así sucesivamente, cada uno de los cuales satisface el Estándar correspondiente.

Para llevar a cabo la reconfiguración de un terminal, es necesario que las funciones operativas del terminal se realicen con una tecnología también reconfigurable. Referente a esto, los terminales o dispositivos reconfigurables están provistos de hardware reprogramable constituido, por ejemplo, por una pluralidad de FPGAs (Field Programmable Gate Array), DSPs (Digital Signal Processor) y microprocesadores: las funcionalidades individuales del dispositivo, incluso en el nivel más bajo, son realizadas por un código de programa. Como consecuencia, para reconfigurar un dispositivo reprogramable, basta con sustituir el programa operativo que gestiona el hardware del propio dispositivo.

Por el término "programa operativo" debe entenderse en la presente descripción el programa, organizado en librerías, que define tanto a la interfaz de radio o las capas inferiores (por ejemplo L1, L2, L3) como a las capas superiores (por ejemplo de L4 a L7) de la pila de protocolos de un sistema considerado, como por ejemplo GSM/GPRS, UMTS y así sucesivamente.

Como es sabido, en el sector de las telecomunicaciones, el procedimiento más empleado para obtener un agrupamiento funcional es el modelo OSI (Open System Interconnection). Las funcionalidades están agrupadas en planos o capas funcionales representados en forma de pila de capas.

Cada capa suministra servicios a la capa inmediatamente superior, siendo dichos servicios a su vez mejoras de los servicios suministrados por la capa inmediatamente inferior.

La capa más baja (capa 1) está en general destinada a transmitir la información físicamente.

Según la especificación OSI, el número de capas de estándares es 7: respectivamente capas física, de conexión, de red, de transporte, de sesión, de presentación y de aplicación. Cada sistema, por ejemplo GSM/GPRS, UMTS y así sucesivamente, implementa la parte necesaria de dicha pila de estándares.

Al considerar un terminal de radio, los beneficios proporcionados al emplear hardware reconfigurable hardware son varios, pero uno de ellos es inmediatamente evidente: el terminal de radio puede ser reconfigurado según el sistema que cubre el área donde está localizado el terminal (área funcional). Por lo tanto, sí el terminal se emplea en un área cubierta por un sistema de segunda generación, como el GSM/GPRS, el terminal puede ser reconfigurado para ser capaz de recibir a dicho sistema; igualmente, en un área cubierta por un sistema de tercera generación, como el UMTS, el terminal puede ser configurado en conformidad.

Es conocido que un código de programa puede ser transferido o descargado a un terminal al menos de tres formas diferentes:

- a través de una tarjeta inteligente utilizando un SIM (Subscriber Identity Module) que debe ser insertado en el interior del terminal de radio móvil;

- a través de una conexión externa utilizando por ejemplo un enlace con un ordenador personal a través de un puerto infrarrojo/ serie/USB;

- por vía radio o hertziana (OTA) utilizando un canal de radio específico. Referente a la descarga de programas, las etapas fundamentales de un protocolo genérico que permite gestionar la descarga de programas a un terminal se han definido en el marco del programa Defined Radio Forum (Foro SDR) que puede consultarse en la URL siguiente: www.sdrforum.org.

El protocolo, tal como se ha definido en el foro SDR, es de tipo servidor tipo cliente.

Las etapas del protocolo de descarga son las siguientes:

- inicio de descarga: etapa durante la cual el terminal comunica al servidor, en el cual reside el programa a descargar, la intención de empezar una descarga de programa;

- autenticación mutual: el terminal y el Servidor se autentican entre sí;

- intercambio de capacidad: el Servidor comunica la información de capacidad relativa al programa a descargar y el terminal verifica si el programa puede ser cargado en la memoria del terminal, instalado y ejecutado;

- aceptación de descarga: el Servidor comunica al terminal la descarga, instalación y opciones de facturación; el terminal decide si las indicaciones suministradas por el Servidor son o no aceptables;

- comprobación de descarga e integridad: durante la descarga de programas, el código recibido es comprobado; el terminal solicita la retransmisión de los bloques radio recibidos incorrectamente;

- instalación: durante la etapa de instalación, las condiciones de licencia y de facturación del programa son proporcionados por el Servidor;

- comprobación in-situ: antes de empezar el programa, el terminal lleva a cabo algunas comprobaciones con ayuda de vectores de comprobación descargados junto con el código de programa;

- intercambio de no rechazo: una vez instalado y comprobado el código de programa, el terminal confirma al Servidor que la instalación ha sido exitosa para iniciar, por ejemplo, el proceso de facturación.

Es conocido del estado de la técnica, por ejemplo de E. Buracchini, "The Software Radio Concept", IEEE Communications Magazine, Septiembre de 2000, que la descarga de programas vía radio o hertziana prevé el empleo por parte del terminal de un canal de radio. Asimismo es conocido que la descarga de código de programa puede realizarse de dos maneras, dependiendo de la tipología del canal de radio:

- de manera "fuera de banda": mediante un canal "universal" independiente del sistema actual, por ejemplo cuando se enciende el terminal, que se ajusta automáticamente a dicho canal y realiza la descarga del programa operativo relativo al sistema que opera en el área funcional;

- de manera "en band": utilizando los canales radio de los sistemas de telefonía móvil estándar de segunda y tercera generación, como los sistemas GSM/GPRS y UMTS respectivamente, lo cual perite que el terminal, que ya opera en uno de esos canales, reciba el programa operativo relativo al sistema diferente del que se está utilizando actualmente; por ejemplo, un terminal reconfigurable que opera con un sistema de segunda generación, como el GSM/GPRS, puede realizar la descarga de un sistema de tercera generación, como el UMTS, utilizando el canal de radio de segunda generación con el cual opera.

Un ejemplo de programa de descarga "fuera de banda" se describe por ejemplo en la solicitud de patente japonesa Nº. 2001061186....

1. Arquitectura de red que comprende una red de comunicación que es operativa según un sistema de comunicación predeterminado y que comprende al menos un terminal de radio (UE/MS) que pertenece a dicha red de comunicación y que comprende módulos para gestionar un intercambio de información en el interior de dicha red de comunicación utilizando dicho sistema de comunicación predeterminado, - estando dicha arquitectura caracterizada por - al menos un nodo (Servidor OTA), conectado a dicha red de comunicación y que comprende - un conjunto de módulos de programa operativo configurados para implementar al menos un conjunto de elementos de una pila de protocolos para configurar dicho terminal de radio (UE/MS), y por el hecho de que - dicho terminal de radio y dicho nodo están provistos de módulos de programa hertzianos respectivo configurados para gestionar una conexión hertziana entre dicho terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA) a través de dicha red de comunicación y para descargar de manera transparente en dicha red de comunicación al menos un módulo de dicho conjunto de módulos de programa operativo para configurar al menos en parte a dicho terminal de radio (UE/MS).

2. Arquitectura según la reivindicación 1, en la que dicha red de comunicación comprende una red de acceso de radio y una red central y en la que dicho nodo está conectado a dicha red central.

3. Arquitectura según la reivindicación 2 en la que dicha red de acceso de radio opera según un sistema de comunicación de red de segunda generación (GERAN).

4. Arquitectura según la reivindicación 2, en la que dicha red de acceso de radio opera según un sistema de comunicación de red de tercera generación (UTRAN).

5. Arquitectura según la reivindicación 2, en la que dicha red central comprende un dominio paquetes.

6. Arquitectura según la reivindicación 5, en la que dicho dominio paquetes comprende al menos un nodo de tipo de soporte de servicio GPRS (SGSN) y al menos un nodo de soporte de tipo pasarela GPRS (GGSN) y en la que dicho no- do (Servidor OTA) está directamente conectado a dicho al menos un nodo de soporte de tipo pasarela GPRS (GGSN).

7. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicha conexión hertziana se establece a través de un canal universal de dicha red de comunicación.

8. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicha conexión hertziana se establece a través de un canal de radio de dicha red de comunicación.

9. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicho terminal de radio está provisto de una memoria capaz de almacenar al menos dos programas de explotación y por el hecho de que dicho terminal de radio comprende módulos de funcionamiento multimodo para conmutar entre dichos al menos dos programas de explotación.

10. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicho terminal de radio está configurado como un cliente (Cliente OTA) y dicho nodo (Servidor OTA) está configurado como un servidor.

11. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicha información comprende al menos dichos módulos de programa operativo.

12. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que - dicha red de comunicación está provista de Capacidades de difusión/ multidifusión, - dicho al menos un terminal de radio está provisto de una aplicación capaz de gestionar dichas Capacidades de difusión/ multidifusión, mediante las cuales dicha red de comunicación está configurada para permitir una descarga en multidifusión de dicho al menos un módulo de dicho conjunto a dicho al menos un terminal de radio.

13. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que para establecer dicha conexión hertziana entre dicho al menos un terminal de radio y dicho nodo, se emplea el protocolo TCP/IP.

14. Arquitectura según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicho conjunto de módulos de programa operativo es apto para reconfigurar al menos en parte dicho terminal de radio (MS) con otro sistema de comunicación.

15. Procedimiento para configurar al menos un terminal de radio reconfigurable (UE/MS) que pertenece a una red de comunicación que es operativa según un sistema de comunicación predeterminado y capaz de intercambiar información en el interior de dicha red de comunicación utilizando dicho sistema de comunicación predeterminado, caracterizado por las etapas consistentes en:

- conectar a dicha red de comunicación al menos un nodo (Servidor OTA) que comprende un conjunto de módulos de programa operativo para configurar dicho terminal de radio (UE/MS) con al menos un conjunto de elementos de una pila de protocolos;

- establecer una conexión hertziana (OTA) entre dicho terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA) a través de dicha red de comunicación;

- descargar de manera transparente a dicha red de comunicación al menos un módulo de dicho conjunto de módulos de programa operativo desde dicho nodo (Servidor OTA) a dicho terminal de radio reconfigurable (UE/MS) para configurar al menos en parte dicho terminal de radio (UE/MS).

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicho establecimiento de una conexión hertziana (OTA) comprende intercambiar mensajes de protocolo llevando a cabo al menos un conjunto de las etapas siguientes:

- realizar una solicitud para descargar dicho al menos un módulo;

- autentificar mutuamente dicho al menos un terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA);

- verificar la capacidad de dicho terminal de radio para aceptar dicho al menos un módulo descargable desde dicho nodo;

- suministrar una información referente a las opciones de descarga;

- segmentar dicho al menos un módulo en bloques;

- transmitir dichos bloques desde dicho nodo (Servidor OTA) a dicho al menos un terminal de radio (UE/MS);

- reensamblar dichos bloques para reconstituir dicho al menos un módulo para configurar dicho terminal de radio (UE/MS) con un conjunto de elementos de una pila de protocolos y verificar dicho conjunto de elementos;

- instalar dicho conjunto de elementos en dicho terminal de radio.

17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho intercambio de mensajes de protocolo también comprende la etapa consistente en:

- monitorizar la estructura de dichos bloques descargados a dicho terminal de radio (UE/MS).

18. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho intercambio de mensajes de protocolo también comprende la etapa consistente en - gestionar un conjunto de temporizadores (T100, T200, T300, T400, T500, T101, T201, T301, T302, T401, T501) que limitan el tiempo permitido para llevar a cabo una conexión hertziana (OTA).

19. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicho intercambio de mensajes de protocolo también comprende la etapa consistente en - asignar para cada etapa de protocolo al menos un par de temporizadores, un primer temporizador para monitorizar las etapas de protocolo realizadas por dicho terminal de radio (UE/MS) y un segundo temporizador para monitorizar las etapas de protocolo realizadas por dicho nodo (Servidor OTA), iniciándose cada uno de dichos temporizadores cuando se inicia una etapa de protocolo y finalizando cuando se ha realizado se ha realizado dicha etapa de protocolo.

20. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de autenticación mutua se basa en un procedimiento de "desafío-respuesta".

21. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de segmentación de dicho al menos un módulo de programa operativo en bloques comprende la etapa de segmentación en bloques que tienen un tamaño de 1 a 2 kBytes y por el hecho de que la etapa de transmitir dichos bloques comprende gestionar un protocolo de ventana en el que un tamaño de ventana corresponde al tamaño de los bloques en los cuales se ha segmentado el al menos un módulo de programa operativo.

22. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado por el hecho de que antes de instalar dicho conjunto de elementos en dicho terminal de radio, se requiere una licencia.

23. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicho al menos un módulo de programa operativo, antes de ser descargado en dicho terminal de radio, se encripta con una clave.

24. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que para establecer dicha conexión hertziana entre dicho al menos un terminal de radio (UE/MS) y dicho nodo (Servidor OTA), se emplea el protocolo TCP/IP.

25. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por comprender la etapa adicional de almacenar al menos dos programas de explotación en dicho terminal de radio reconfigurable (UE/MS).

26. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de descargar dicho al menos un módulo de dicho conjunto comprende la etapa de - descargar un conjunto de módulos de programa operativo apto para reconfigurar al menos en parte dicho terminal de radio (MS) con otro sistema de comunicación.

27. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que dicha etapa de descargar dicho al menos un módulo de dicho conjunto comprende la etapa de - instalar y ejecutar dicho al menos un módulo de dicho conjunto según una solicitud proveniente desde dicho terminal de radio (UE/MS) o de dicha red de comunicación.

28. Terminal de radio (UE/MS) que comprende medios para llevar a cabo el procedimiento reivindicado en las reivindicaciones 15 a 27.

29. Nodo de red (Servidor OTA) para configurar una terminal de radio configurable (UE/MS) llevando a cabo el procedimiento reivindicado en las reivindicaciones 15 a 27.

30. Producto de programa de ordenador o conjunto de programas de ordenador que pueden ser descargados en la memoria de la menos un ordenador y que comprende partes de código de programa para llevar a cabo las etapas según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 27.