Una red de datos de radio en paquetes, que comprende al menos un nodo de pasarela (GGSN),

al menos un nodo en servicio (SGSN), conectado al nodo de pasarela, una pluralidad de nodos de acceso por radio (RAN), conectados al nodo en servicio (SGSN), de tal manera que la red de radio en paquetes transporta datos en paquetes desde una red externa de datos en paquetes, que comprende un Proveedor de Servicios de Internet (ISP), hasta estaciones móviles (MS) enganchadas de forma inalámbrica a los nodos de acceso por radio (RAN),

de tal manera que el nodo de pasarela comprende una capacidad funcional de encaminamiento para la transmisión por túnel de corrientes de datos de IP a una estación móvil, a través del punto de enganche dado de la estación móvil a un nodo de acceso por radio (RAN),

de forma que el nodo en servicio se involucra en procedimientos de activación de contexto de PDP que permiten a una estación móvil dada llevar a cabo una comunicación conmutada en paquetes con la red externa de datos en paquetes, y que permiten la carga de tal comunicación, caracterizada por que

al menos el nodo de pasarela, subsiguientemente a la activación del contexto de múltiples puntos o multi-punto de PDP, establece al menos un primer túnel de difusión múltiple (GTPT1 - GTPT4, GTPT10 - GTPT35) entre el nodo de pasarela y al menos un nodo en servicio, de forma que el túnel de difusión múltiple que transporta las corrientes de datos de IP pertenece a al menos dos estaciones móviles pertenecientes a un grupo de difusión múltiple común,

el nodo en servicio comprende funciones de gestión de movilidad y de seguridad para las estaciones móviles, y por que

el primer túnel de difusión múltiple comprende corrientes de datos de IP combinadas que pertenecen a una pluralidad de grupos de difusión múltiple

Servicio móvil multi-punto.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a servicios de difusión múltiple para redes móviles. La presente invención se refiere también a componentes de sistema en redes móviles que hacen posibles tales servicios de difusión múltiple. Más específicamente, la invención se refiere a la difusión múltiple en una red de GPRS.

Antecedentes de la invención

La difusión múltiple es un servicio que permite a una fuente enviar un mensaje a una pluralidad de destinatarios específicos. La noción de la difusión múltiple implica, típicamente, que pase una única copia del mensaje a través de cualquier enlace de una red, y que se harán copias del mensaje tan sólo en el caso de que los recorridos o caminos diverjan. Desde el punto de vista de una red, la difusión múltiple reduce drásticamente el consumo global de anchura de banda, ya que los datos son reproducidos dentro de la red, en los puntos apropiados.

Con la difusión múltiple de Protocolo de Internet IP ("Internet Protocol"), los receptores no tienen por qué saber quiénes son y dónde están los emisores, y los emisores no necesitan saber quiénes son los receptores. Ni los emisores ni los receptores necesitan preocuparse de la topología de la red, ya que la red optimiza la entrega. La distribución de la información a través de la difusión múltiple de IP se lleva a cabo basándose en una conexión jerárquica de los anfitriones, como, por ejemplo, un árbol. Se han propuesto diversos algoritmos para construir árboles de distribución de difusión múltiple, como, por ejemplo, árboles de abarcamiento, árboles compartidos, árboles basados en fuente y árboles basados en núcleo. Las descripciones de los algoritmos correspondientes pueden encontrarse en la divulgación "IP telephony: Packet-based multimedia communications systems" ("Telefonía de IP: sistemas de comunicaciones multimedia basados en paquetes"), O. Hersent, D. Gurle, D. Petit, Addison-Wesley, Harlow, 2000. Después del establecimiento del árbol de distribución, la distribución de la información es realizada por los protocolos de encaminamiento de difusión múltiple de IP. Puede encontrarse también en el documento anteriormente mencionado la descripción detallada de los protocolos de encaminamiento de difusión múltiple de IP.

Una ventaja de la difusión múltiple de IP es el soporte de los receptores heterogéneos. El envío de los diferentes medios a los distintos grupos de difusión múltiple permite a los receptores decidir qué medios recibir. De forma similar, si un emisor dispone en capas su corriente de datos de vídeo o de audio, los distintos receptores pueden escoger recibir diferentes cantidades de tráfico y, por tanto, diferentes calidades. Para hacer esto, el emisor debe codificar el vídeo como una capa de base, lo que significa con la calidad más baja que pueda ser aceptable y con un cierto número de capas de mejora. Cada capa de mejora añade más calidad a costa de una mayor anchura de banda. Para la transmisión de vídeo, estas capas adicionales podrían aumentar la velocidad de transmisión de tramas o aumentar la resolución espacial de las imágenes, o ambas posibilidades. Cada capa es enviada a un grupo de difusión múltiple diferente y los receptores pueden decidir individualmente a cuántas capas desean suscribirse.

Las redes de área local han venido proporcionando soporte a la difusión múltiple durante muchos años. Para redes de CSMA (Acceso Multiplex por Detección de Portadora -"Carrier Sense Multiplex Access") en las que los nodos comparten un medio de comunicación común, resulta fácil proporcionar soporte a la difusión múltiple. Ethernet, por ejemplo, da soporte a direcciones de difusión única, a direcciones de difusión múltiple y a la dirección de radiodifusión de red. Puede obtenerse por lectura del medio de comunicación, por parte de múltiples anfitriones, un paquete especialmente encaminado o dirigido.

La extensión de capacidades de difusión múltiple a redes interconectadas condujo, sin embargo, a la introducción de un dispositivo de encaminamiento en el borde de una red con el fin de resolver dinámicamente el modo como remitir el diagrama de datos o datagrama, por lo que un datagrama denota un paquete de datos que se establece en la capa de IP. La forma de remitir es aportada desde la dirección incluida en el encabezamiento del datagrama y desde la tabla de encaminamiento, la cual es administrada dentro del dispositivo de encaminamiento. Existe un cierto número de posibilidades para realizar el direccionamiento de difusión múltiple. El modo normal de realizar el direccionamiento de difusión múltiple es utilizando direcciones de difusión múltiple de uso exclusivo o dedicadas. Estas direcciones denotan grupos en vez de destinatarios individuales (como en el caso de direcciones de IP normales). El cometido del dispositivo de encaminamiento es, en este caso, codificar las direcciones de destino y encaminarlas de acuerdo con la información obtenida de la tabla de encaminamiento.

La difusión múltiple es un concepto basado en el receptor, lo que significa que los receptores reúnen un grupo de sesión de difusión múltiple particular al informar a un dispositivo de encaminamiento de difusión múltiple correspondiente, y se suministra tráfico a todos los miembros de ese grupo por parte de la infraestructura de red. La transmisión puede ser llevada a cabo, ya sea desde uno de los usuarios a muchos usuarios, la denominada difusión múltiple de uno a muchos, ya sea de modo que muchos usuarios envían información a muchos receptores, la denominada transmisión de muchos a muchos. Dentro de la difusión múltiple de IP, la inscripción o alta en un grupo de sesión de difusión múltiple es dinámica, lo que significa que los anfitriones pueden unirse a los grupos y abandonarlos en cualquier momento.

Los antecedentes técnicos de la difusión múltiple están cubiertos por la divulgación siguiente:

IP Telephony: Packet-based multimedia communications systems (Telefonía de IP: sistemas de comunicaciones multimedia basados en paquetes). Hersent, O., Gurle, D., Petit, D., Addison-Wesley, Harlow, 2000.

De acuerdo con las redes de GPRS [Servicio General de Radio en Paquetes -"General Packet Radio Service"] y UMTS [Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles -"Universal Mobile Telecommunications System"] conocidas, el tráfico de enlace descendente con dispositivo terminal móvil es encaminado utilizando identidades que son designadas para encargarse únicamente del tráfico de punto a punto. A fin de llegar hasta múltiples usuarios finales, se han de enviar múltiples mensajes de difusión única.

Los antecedentes técnicos acerca de GPRS en GSM [Sistema Global para comunicaciones Móviles -"Global System for Mobile communications"] y UMTS están cubiertos en las divulgaciones siguientes:

3GPP TS 03.60 V7.5.0 (2001-01) 3^rd Generation Partnership Project (Proyecto de Sociedad de 3ª Generación 3GPP, TS [Especificación Técnica -"Technical Specification"] 03.60 V7.5.0 (01-2001));

Technical Specification Group Services and System Aspects (Servicios del Grupo de Especificaciones Técnicas y Aspectos del Sistema),

Digital cellular Telecommunications System (Phase 2+) (Sistema de Telecomunicaciones Celulares Digitales (Fase 2+)),

General Packet Radio Service (GPRS) (Servicio General de Radio en Paquetes),

Service Description, Stage 2 (Release 1998) (Descripción del Servicio, Etapa 2 (Divulgada en 1998)).

3GPP TS 23.060 V3.6.0 (2001-01) 3^rd Generation Partnership Project (Proyecto de Sociedad de 3ª Generación 3GPP, TS [Especificación Técnica -"Technical Specification"] 23.060 V3.6.0 (01-2001));

Technical Specification Group Services and System Aspects (Servicios del Grupo de Especificaciones Técnicas y Aspectos del Sistema),

General Packet Radio Service (GPRS) (Servicio General de Radio en Paquetes),

Service Description, Stage 2 (Release 1999) (Descripción del Servicio, Etapa 2 (Divulgada en 1999)).

No se dispone en la actualidad de ningún mecanismo para el tráfico de un punto a múltiples puntos para terminales inalámbricos en el caso de que no se utilice direccionamiento de IP; véase la difusión múltiple de IP.

El documento de la técnica anterior EP 1071296 muestra un sistema de GPRS en el cual el tráfico de difusión múltiple es difundido de forma múltiple desde un proveedor de servicios de difusión múltiple a través de la Internet. Una dirección de difusión múltiple pública corresponde al tráfico de difusión...

1. Una red de datos de radio en paquetes, que comprende al menos un nodo de pasarela (GGSN), al menos un nodo en servicio (SGSN), conectado al nodo de pasarela, una pluralidad de nodos de acceso por radio (RAN), conectados al nodo en servicio (SGSN), de tal manera que la red de radio en paquetes transporta datos en paquetes desde una red externa de datos en paquetes, que comprende un Proveedor de Servicios de Internet (ISP), hasta estaciones móviles (MS) enganchadas de forma inalámbrica a los nodos de acceso por radio (RAN),

de tal manera que el nodo de pasarela comprende una capacidad funcional de encaminamiento para la transmisión por túnel de corrientes de datos de IP a una estación móvil, a través del punto de enganche dado de la estación móvil a un nodo de acceso por radio (RAN),

de forma que el nodo en servicio se involucra en procedimientos de activación de contexto de PDP que permiten a una estación móvil dada llevar a cabo una comunicación conmutada en paquetes con la red externa de datos en paquetes, y que permiten la carga de tal comunicación, caracterizada por que

al menos el nodo de pasarela, subsiguientemente a la activación del contexto de múltiples puntos o multi-punto de PDP, establece al menos un primer túnel de difusión múltiple (GTPT1 - GTPT4, GTPT10 - GTPT35) entre el nodo de pasarela y al menos un nodo en servicio, de forma que el túnel de difusión múltiple que transporta las corrientes de datos de IP pertenece a al menos dos estaciones móviles pertenecientes a un grupo de difusión múltiple común,

el nodo en servicio comprende funciones de gestión de movilidad y de seguridad para las estaciones móviles, y por que

el primer túnel de difusión múltiple comprende corrientes de datos de IP combinadas que pertenecen a una pluralidad de grupos de difusión múltiple.

2. Una red de datos en paquetes de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual se establece, entre un nodo en servicio y un nodo de acceso por radio (RAN), al menos un segundo túnel de difusión múltiple (GTPT-1 - GTPT4, GTPT10 - GTPT35) que comprende datos de difusión múltiple pertenecientes a al menos un grupo de difusión múltiple.

3. Una red de datos en paquetes de acuerdo con la reivindicación 2, en la cual el contenido del primer túnel de difusión múltiple es idéntico al contenido del segundo túnel de difusión múltiple (GTPT-1 - GTPT4, GTPT10 - GTPT35).

4. Una red de datos en paquetes de acuerdo con la reivindicación 3, en la cual los primer y segundo túneles de difusión múltiple comprenden corrientes de datos de IP procedentes de un único grupo de difusión múltiple.

5. Una red de datos en paquetes de acuerdo con la reivindicación 4, en la cual se establece un tercer túnel de difusión múltiple con un contenido de corriente de datos de IP idéntico al del segundo túnel, de tal manera que los segundo y tercer túneles están dirigidos a los diversos nodos de acceso por radio (RAN) que demandan el contenido.

6. Una red de datos en paquetes de acuerdo con las reivindicaciones 2-5, en la cual, bien se transfiere al segundo túnel el contenido de IP del primer túnel, de tal modo que los primer y segundo túneles transportan idéntico contenido de corriente de datos de IP, o bien el contenido de las corrientes de datos de IP individuales no demandadas en un nodo de acceso por radio (RAN) dado son desechadas del contenido de corriente de datos de IP del túnel del primer tipo a la entrada al nodo en servicio, de tal manera que el segundo túnel de difusión múltiple transporta únicamente un subconjunto del contenido de corriente de datos de IP del primer túnel.

7. Una red de datos en paquetes de acuerdo con la reivindicación 6, en la cual los primer y segundo tipos de túneles de difusión múltiple transportan corrientes de datos de IP de la misma clase de calidad de servicio.

8. Un método para establecer un túnel de difusión múltiple en una red de datos de radio en paquetes, la cual comprende al menos un nodo de pasarela (GGSN), al menos un nodo en servicio (SGSN), conectado al nodo de pasarela, una pluralidad de nodos de acceso por radio (RAN), conectados al nodo en servicio (SGSN), de tal manera que la red de radio en paquetes transporta datos en paquetes desde una red externa de datos en paquetes, que comprende un Proveedor de Servicios de Internet (ISP), hasta estaciones móviles (MS) enganchadas de forma inalámbrica a los nodos de acceso por radio (RAN),

de tal modo que el nodo de pasarela comprende una capacidad funcional de encaminamiento para transmitir por túnel corrientes de datos de IP a una estación móvil a través del punto de engancha dado de la estación móvil a un nodo de acceso por radio (RAN),

de tal manera que el nodo en servicio se involucra en procedimientos de activación de contexto de PDP que permiten a una estación móvil dada realizar una comunicación conmutada en paquetes con la red externa de datos en paquetes, y permiten la carga de tal comunicación, caracterizado por que

el nodo en servicio comprende funciones de gestión de movilidad y de seguridad para las estaciones móviles, de manera que el nodo de pasarela está configurado para combinar corrientes de datos de IP pertenecientes a una pluralidad de grupos de difusión múltiple en el mismo túnel, hacia el nodo en servicio,

el nodo en servicio (SGSN), al recibir información de que una estación móvil desea registrarse en un grupo de difusión múltiple, y

si no existe ningún túnel o los túneles existentes están llenos,

crea una petición de contexto de PDP del tipo de múltiples puntos o multi-punto, de manera que el nodo de pasarela responde con una respuesta de contexto de PDP que lleva a cabo el establecimiento de un túnel de difusión múltiple entre el nodo de pasarela y al menos un nodo en servicio, de tal modo que el túnel de difusión múltiple que transporta corrientes de datos de IP pertenece a al menos dos estaciones móviles pertenecientes a un grupo de difusión múltiple común.

9. Un método de acuerdo con la reivindicación 8, en el cual, adicionalmente, si existe un túnel que no está lleno, pero el túnel no comprende contenido de corriente de datos de IP perteneciente al grupo de difusión múltiple solicitado,

- el nodo de pasarela confirma al nodo en servicio la inclusión de contenido de corriente de datos de IP del grupo de difusión múltiple deseado en el túnel existente.

10. Un método de acuerdo con la reivindicación 8 ó la reivindicación 9, en el cual, adicionalmente, si existe un túnel que no está lleno y, además, el contenido de corriente de datos de IP correspondiente al grupo de difusión múltiple deseado ya existe en el túnel,

- el nodo de pasarela confirma al nodo en servicio que el nuevo miembro del grupo de difusión múltiple se encuentra en el túnel.