Sistema para integrar una red celular inalámbrica aérea con redes celulares inalámbricas terrestres y la red telefónica pública conmutada.

Un sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica a una serie de dispositivos (321-323) deabonado inalámbrico que están situados en una aeronave (300),

que comprende:

una red inalámbrica (3) de la aeronave situada en dicha aeronave (300) para generar señales de comunicación deradiofrecuencia con objeto de comunicar con dicha serie de dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico queestán situados en dicha aeronave (300), para intercambiar datos entre dicha serie de dispositivos (321-323) deabonado inalámbrico y dicha red inalámbrica (3) de la aeronave;

CARACTERIZADO PORQUE el sistema comprende:

una red aire-tierra (2) para comunicaciones bidireccionales de radiofrecuencia entre dicha aeronave (300) y una red(1) de comunicaciones con base en tierra que tiene por lo menos un transceptor situado en tierra para lainterconexión con, por lo menos, un sistema (127) de conmutación de datos por paquetes; y

la red inalámbrica de la aeronave comprende:

una interfaz (309) de la aeronave para interconectar dicha red inalámbrica (3) de la aeronave con dicha red airetierra(2) con objeto de establecer sesiones de comunicaciones de datos entre dichos dispositivos (321-323) deabonado inalámbrico y dicha red de comunicaciones con base en tierra (1), para interconectar dichos dispositivos(321-323) de abonado inalámbrico con dicho sistema de conmutación de datos por paquetes (127) con el fin deintercambiar datos bidireccionalmente entre dicha serie de dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico y dichosistema (127) de conmutación de datos por paquetes;

en el que dicha interfaz (309) de la aeronave comprende:

n multiplexor de flujo de datos para transformar los canales de señalización y tráfico de abonado recibidos desdedicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico, en un flujo agregado de datos para su distribución a dicha redde comunicaciones con base en tierra (1).

Sistema para integrar una red celular inalámbrica aérea con redes celulares inalámbricas terrestres y la red telefónica pública conmutada Campo de la Invención Esta invención se refiere a comunicaciones celulares y, en particular, a un sistema que permite a las estaciones de abonado inalámbrico recibir servicios de comunicación inalámbrica coherentes, en zonas terrestres (situadas en tierra) y no terrestres, así como en otras áreas no servidas por las redes de comunicación celular existentes.

Problema En el campo de las comunicaciones inalámbricas, es un problema gestionar el mantenimiento de los servicios proporcionados al abonado inalámbrico cuando éste itinera entre emplazamientos de célula en la red de comunicación celular. La capacidad de proporcionar movilidad inalámbrica requiere que el abonado inalámbrico tenga un acceso continuo a la red telefónica pública conmutada (PSTN, Public Switched Telephone Network) , la red de datos pública conmutada (PSDN, Public Switched Data Network) y la red internet, independientemente de la posición del abonado inalámbrico. Además, el abonado inalámbrico debe tener la capacidad de originar y recibir llamadas y/o mensajes de datos de manera unificada, independientemente de su posición, y estas llamadas así como cualesquiera servicios auxiliares deberán ser gestionados de manera uniforme mediante cualquier sistema inalámbrico que esté actualmente dando servicio al abonado en ese momento. Este problema es especialmente pertinente en casos en que los abonados inalámbricos están situados en un entorno que no está comprendido en el área de servicio prevista de los sistemas inalámbricos terrestres, tal como en una aeronave o en embarcaciones marítimas.

En el campo de las comunicaciones inalámbricas, es común que un abonado inalámbrico se desplace a través de un área servida por la red de su proveedor de servicio inalámbrico local, y mantenga su conjunto de características de abonado deseadas. La disponibilidad del conjunto de características a través de toda la red local es gestionada mediante la base de datos del proveedor local de servicios inalámbricos, a menudo denominada un registro de posición base (HLR, Home Location Register) , con conexiones de datos a uno o varios conmutadores (por paquetes o circuitos) y diverso equipamiento auxiliar, tal como servidores de correo de voz y de mensajes cortos, para permitir esta gestión sin interrupciones del conjunto de características. Por ejemplo, si un abonado dado ha establecido su conjunto de características preferido, que incluye la llamada a 3, entonces esta característica de llamada a 3 estará disponible cuando el abonado transita, mediante transferencias desde de una célula a la siguiente, dentro de la red celular del proveedor local de servicios inalámbricos (transferencia intra-red) .

Si el abonado inalámbrico transitara entre redes, desde el área de cobertura de su red inalámbrica local hasta una red del mismo o de otro proveedor de servicio inalámbrico (denominado, en el presente documento, "proveedor de servicio inalámbrico itinerante") , el abonado inalámbrico debe tener la capacidad de originar y recibir llamadas de manera unificada, independientemente de su posición. Además, deberá ser posible que el conjunto de características de un abonado inalámbrico dado se desplace con éste de manera transparente. Sin embargo, para que se produzca esta transportabilidad del conjunto de características ha de existir compartición de archivos de bases de datos, en la que el HLR del servicio inalámbrico local transfiere el perfil del conjunto de características autorizado del abonado, a la base de datos del proveedor de servicio inalámbrico itinerante, denominada a menudo un registro de posición de visitantes o VLR (Visitor Location Register) . A continuación, el VLR reconoce que un abonado inalámbrico itinerante dado está autorizado para cierto conjunto de características y permite que la red del proveedor de servicio inalámbrico itinerante ofrezca de manera transparente estas características al abonado inalámbrico. De este modo, el abonado inalámbrico itinerante retiene el mismo conjunto de características autorizado, o "clase de abonado", que tenía en su red de proveedor de servicio inalámbrico local. Las comunicaciones entre el HLR y el VLR que transfieren esta información permiten, asimismo, que el HLR "sepa" qué VLR está sirviendo actualmente al abonado, y permiten que el sistema local provoqué que las llamadas y/o los mensajes entrantes para el abonado sean dirigidos al proveedor del servicio inalámbrico itinerante para su distribución al abonado.

A medida que las redes inalámbricas se hacen más ubicuas con capacidades mejoradas, se produce una tendencia imparable hacia una movilidad universal de comunicación. En su visión final, la tendencia de movilidad inalámbrica significa acceso continuo a la información y acceso a otras redes inalámbricas, a la red telefónica pública conmutada (PSTN) , a la red de datos pública conmutada (PSDN) y de la red internet, independientemente de la posición de un abonado inalámbrico. Dada esta tendencia a la movilidad del acceso a capacidades telefónicas o de datos "en cualquier momento, en cualquier lugar", existe un vacío o hueco significativo en la región de cobertura inalámbrica espacial, para permitir realmente esta tendencia visionaria a la movilidad. Lo que se desea es la integración del verdadero acceso de comunicación móvil con dispositivos de abonado inalámbricos independientemente de la posición, en entornos con base en tierra y entornos no terrestres. Es más, es muy deseado el retener las características y los beneficios de una red de comunicación inalámbrica situada en tierra, cuando un abonado entra un espacio no terrestre. Esta capacidad de servicio inalámbrico universal, ubicuo, es denominada "Un Teléfono Va a Cualquier Lugar", u "OPGA" ("One Phone Goes Anywhere") .

Cuando los abonados inalámbricos entran en el espacio no terrestre, es decir vuelan en una aeronave independientemente del tipo, no es viable actualmente que un abonado disfrute una portabilidad del conjunto de características transparente o sin interrupciones. El abonado inalámbrico con base en tierra está en ese momento en un vacío de comunicaciones (es decir, deja de ser posible la conectividad para telefonía y acceso de internet/datos a través de su dispositivo de abonado inalámbrico) . Es más, actualmente no es posible utilizar a bordo de una aeronave un dispositivo de abonado inalámbrico asignado a un proveedor de servicio inalámbrico central con base en tierra, y mucho menos tener acceso transparente al conjunto de características autorizado del abonado o "clase de abonado".

Además, las clases de abonado celular con base en tierra no contemplan el soporte de clases no terrestres de abonados y servicios tales como TSA (Transportation Security Administration, administración de seguridad en los transportes) , agentes federales del orden aéreo, auxiliares de vuelo, tripulación, pasajeros de primera clase, pasajeros de clase turista, servicios médicos de emergencia en vuelo, y servicios de operaciones de vuelo. Y lo que es más importante, las clases de abonado celular con base en tierra no contemplan la funcionalidad de red necesaria para permitir la señalización de emergencia no terrestre dirigida, tal como la capacidad de llamadas de emergencia 911 de trayecto de ida o E911 ó 911 de trayecto de vuelta (el trayecto de ida es de la base al móvil, y el trayecto de vuelta desde el móvil a la base) .

Análogamente, la presente técnica para redes inalámbricas con base en tierra no contempla la creación de una red privada virtual no terrestre (VPNN, Virtual Private Non-terrestrial Network) . Dicha capacidad es un elemento esencial para la transferencia confidencial corporativa de información relativa a la protección y la seguridad (TSA/agentes federales del orden aéreo) o datos/información operativos para una aerolínea.

Por último, las redes inalámbricas existentes no tienen la capacidad de soluciones de facturación transparente cuando un abonado se convierte en "no terrestre". Este característica central del cliente, muy sencilla, es necesaria para asegurar la adopción masiva oportuna del servicio no terrestre.

El documento WO-A 94/28684 describe un sistema rudimentario de llamadas de voz que interconecta teléfonos inalámbricos conectados por cable o por IR con el equipo transceptor de la aeronave, para establecer llamadas telefónicas con el equipo transceptor de un sistema telefónico con base en tierra.

El documento WO-A-01/15466 describe un sistema de llamadas de voz... [Seguir leyendo]

1. Un sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica a una serie de dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico que están situados en una aeronave (300) , que comprende:

una red inalámbrica (3) de la aeronave situada en dicha aeronave (300) para generar señales de comunicación de radiofrecuencia con objeto de comunicar con dicha serie de dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico que están situados en dicha aeronave (300) , para intercambiar datos entre dicha serie de dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico y dicha red inalámbrica (3) de la aeronave;

CARACTERIZADO PORQUE el sistema comprende:

una red aire-tierra (2) para comunicaciones bidireccionales de radiofrecuencia entre dicha aeronave (300) y una red (1) de comunicaciones con base en tierra que tiene por lo menos un transceptor situado en tierra para la interconexión con, por lo menos, un sistema (127) de conmutación de datos por paquetes; y la red inalámbrica de la aeronave comprende:

una interfaz (309) de la aeronave para interconectar dicha red inalámbrica (3) de la aeronave con dicha red airetierra (2) con objeto de establecer sesiones de comunicaciones de datos entre dichos dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico y dicha red de comunicaciones con base en tierra (1) , para interconectar dichos dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico con dicho sistema de conmutación de datos por paquetes (127) con el fin de intercambiar datos bidireccionalmente entre dicha serie de dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico y dicho sistema (127) de conmutación de datos por paquetes;

en el que dicha interfaz (309) de la aeronave comprende:

un multiplexor de flujo de datos para transformar los canales de señalización y tráfico de abonado recibidos desde dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico, en un flujo agregado de datos para su distribución a dicha red de comunicaciones con base en tierra (1) .

2. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 1, en el que dicha red inalámbrica (3) de la aeronave comprende:

una LAN (301) de la aeronave para establecer, por lo menos, una red de área local inalámbrica con objeto de comunicar mediante comunicaciones basadas en datos, con, por lo menos, uno de dicha serie de dispositivos (321323) de abonado inalámbrico.

3. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 1, en el que dicha red inalámbrica (3) de la aeronave comprende:

una célula (811-813) de la aeronave para establecer, por lo menos, un emplazamiento de célula para comunicar a través de comunicaciones con, por lo menos, uno de dicha serie de dispositivos (801-804) de abonado inalámbrico.

4. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 3, en el que dicha célula (811-813) de la aeronave comprende:

por lo menos una estación base (811-813) , cada una de las cuales establece un emplazamiento de célula para comunicar a través de comunicaciones con dicha serie de dispositivos (801-804) de abonado inalámbrico.

5. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 1, en el que dicha red aire-tierra (2) comprende:

un transmisor (822) para generar señales (106) de radiofrecuencia de enlace descendente para su transmisión a dicho, por lo menos, un transceptor (823) situado en tierra a través de, por lo menos, un satélite (105) ;

un receptor (822) para recibir señales de radiofrecuencia de enlace ascendente recibidas desde dicho, por lo menos, un satélite (105) ; y una antena (315) situada en una superficie externa de dicha aeronave (300) para intercambiar dichas señales de radiofrecuencia de enlace descendente y de enlace ascendente, entre dicho transmisor y dicho receptor y dicho, por lo menos, un satélite (107) .

6. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 1, en el que dicha red aire-tierra (2) comprende:

un transmisor (822) para generar señales de radiofrecuencia de enlace descendente para su transmisión a dicho, por lo menos, un transceptor (823) situado en tierra;

un receptor (822) para recibir señales de radiofrecuencia de enlace ascendente recibidas desde dicho, por lo menos, un transceptor (823) situado en tierra; y una antena (315) situada sobre la superficie externa de dicha aeronave (300) para intercambiar dichas señales de radiofrecuencia de enlace descendente y de enlace ascendente entre dicho transmisor y dicho receptor y dicho, por lo menos, un transceptor (823) situado en tierra.

7. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 6, en el que dicha red aire-tierra (2) comprende:

un controlador (825) de estación base para gestión de movilidad y gestión de traspasos para dicho flujo agregado de datos, que comprende tráfico de abonados procedente de dicha serie de dispositivos (801-804) de abonado inalámbrico.

8. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 1, en el que dicha red aire-tierra (2) comprende:

un concentrador (825) de datos para transformar los canales de señalización y tráfico de abonado recibidos desde dicha red de comunicaciones con base en tierra (1) en un flujo agregado de datos.

9. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 8, en el que dicha interfaz (309) de la aeronave comprende:

un desagregador (821) de datos para transformar el flujo agregado de datos recibido desde dicha red aire-tierra (2) en canales de señalización y tráfico de abonado para dicha serie de dispositivos (801-804) de abonado inalámbrico.

10. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 1, que comprende además:

en el que dicha interfaz (309) de la aeronave comprende:

un gestor de llamadas (811-814) para mantener datos de llamadas relativos a dichos dispositivos (801-804) de abonado inalámbrico que están generando dichos canales de señalización y tráfico de abonado;

en el que dicha red aire-tierra (2) comprende además:

una serie de estaciones base (131, 133) con base en tierra, para comunicar con, por lo menos, uno de dicha serie de dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico a través de dicho flujo agregado de datos; y una gestión de transferencias (132, 134) , en respuesta a la iniciación de una transferencia de llamada desde la primera (131) de dichas estaciones base situadas en tierra a una segunda (133) de dichas estaciones base situadas en tierra, para redirigir la transmisión de dicho flujo agregado de datos desde dicha primera estación base (131) con base en tierra a dicha segunda estación base (133) con base en tierra.

11. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 10, en el que dicha interfaz (309) de la aeronave comprende además:

la transferencia (811-814) de datos de gestión de llamadas para enviar dichos datos de llamadas, relativos a dichos dispositivos (321-323) de abonado inalámbrico que están generando dichos canales de señalización y tráfico de abonado, a dicha segunda estación base (133) con base en tierra.

12. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 1, en el que dicha interfaz (309) de la aeronave comprende:

la inhabilitación (814) de llamadas en la cabina para inhabilitar el funcionamiento de algunos seleccionados de entre dichos dispositivos (801-804) de abonado inalámbrico que están situados en la aeronave (300) .

13. El sistema para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 1, en el que dicha red de comunicaciones con base en tierra (1) comprende:

por lo menos un sistema (851-854) de conmutación de voz y datos convencional.

14. Un método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica a una serie de dispositivos de abonado inalámbrico que están situados en una aeronave, que comprende:

generar en una red inalámbrica de la aeronave, situada en dicha aeronave, señales de comunicación de radiofrecuencia para comunicar con dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico que están situados en dicha aeronave, para intercambiar datos entre dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico y dicha red inalámbrica de la aeronave;

CARACTERIZADO POR

generar comunicaciones bidireccionales de radiofrecuencia sobre una red aire-tierra entre dicha aeronave y una red de comunicaciones con base en tierra que tiene, por lo menos, un transceptor situado en tierra para la interconexión con, por lo menos, un sistema de conmutación de datos por paquetes; y por la etapa de generar señales de comunicación de radiofrecuencia, que comprende:

interconectar dicha red inalámbrica de la aeronave con dicha red aire-tierra con objeto de establecer sesiones de comunicaciones de datos entre dichos dispositivos de abonado inalámbrico y dicha red de comunicaciones con base en tierra, para interconectar dichos dispositivos de abonado inalámbrico con dichos sistemas de conmutación de datos por paquetes para intercambiar bidireccionalmente datos entre dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico y dichos sistemas de conmutación de datos por paquetes;

en el que dicha etapa de interconexión comprende:

transformar los canales de señalización y tráfico de abonados, recibidos desde dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico, en un flujo agregado de datos para su distribución a dicha red de comunicaciones con base en tierra.

15. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de generar señales de comunicación de radiofrecuencia comprende:

establecer, por lo menos, un emplazamiento de célula basado en LAN inalámbrica para comunicar a través de comunicaciones basadas en datos con, por lo menos, uno de dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico.

16. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de generar señales de comunicación de radiofrecuencia comprende:

establecer, por lo menos, un emplazamiento de célula para comunicar a través de comunicaciones con, por lo menos, uno de dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico.

17. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 16, en el que dicha etapa de establecimiento comprende:

hace funcionar por lo menos una estación base, cada una de las cuales establece un emplazamiento de célula para comunicar a través de comunicaciones con dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico.

18. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de generar comunicaciones bidireccionales de radiofrecuencia comprende:

generar señales de radiofrecuencia de enlace descendente para su transmisión a dicho, por lo menos, un transceptor situado en tierra a través de, por lo menos, un satélite;

recibir señales de radiofrecuencia de enlace ascendente recibidas desde dicho, por lo menos, un satélite; e intercambiar dichas señales de radiofrecuencia de enlace descendente y de enlace ascendente entre dicho transmisor y dicho receptor y dicho, por lo menos, un satélite, a través de una antena situada sobre una superficie externa.

19. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de generar comunicaciones bidireccionales de radiofrecuencia comprende:

generar señales de radiofrecuencia de enlace descendente para su transmisión a dicho, por lo menos, un transceptor situado en tierra;

recibir señales de radiofrecuencia de enlace ascendente recibidas desde dicho, por lo menos, un transceptor situado en tierra; e intercambiar dichas señales de radiofrecuencia de enlace descendente y de enlace ascendente, entre dicho transmisor y dicho receptor y dicho, por lo menos, un transceptor situado en tierra, a través de una antena situada sobre una superficie externa de dicha aeronave.

20. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 19, en el que dicha etapa de generar comunicaciones bidireccionales de radiofrecuencia comprende:

controlar la gestión de movilidad y la gestión de traspasos para dicho flujo agregado de datos, que comprende tráfico de abonado procedente de dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico.

21. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de generar comunicaciones bidireccionales de radiofrecuencia comprende:

transformar los canales de señalización y tráfico de abonado recibidos desde dicha red de comunicaciones con base en tierra, en un flujo agregado de datos.

22. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 21, en el que dicha etapa de interconexión comprende:

transformar el flujo agregado de datos recibido desde dicha red aire-tierra en canales de señalización y tráfico de abonado para dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico.

23. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 14, que comprende además:

en el que la etapa de interconexión comprende además:

mantener datos de llamadas relativos a dichos dispositivos de abonado inalámbrico que están generando dichos canales de señalización y tráfico de abonado;

en el que dicha etapa de generación de comunicaciones bidireccionales de radiofrecuencia comprende además:

comunicar a través de una serie de estaciones base situadas en tierra, por lo menos, con uno de dicha serie de dispositivos de abonado inalámbrico a través de dicho flujo agregado de datos; y en respuesta a la iniciación de una transferencia de llamada desde una primera de dichas estaciones base situadas en tierra a una segunda dichas estaciones base situadas en tierra, redirigir la transmisión de dicho flujo agregado de datos desde dicha primera estación base situada en tierra a dicha segunda estación base situada en tierra.

24. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 23, en el que dicha etapa de interconexión comprende además:

transferir dichos datos de llamadas, relativos a dichos dispositivos de abonado inalámbrico que están generando dichos canales de señalización y tráfico de abonado, a dicha segunda estación base situada en tierra.

25. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 14, en el que dicha etapa de interconexión comprende:

inhabilitar el funcionamiento de algunos seleccionados de entre dichos dispositivos de abonado inalámbrico que están situados en la aeronave.

26. El método para proporcionar servicios de comunicación inalámbrica, acorde con la reivindicación 14, en el que dicha red de comunicaciones con base en tierra comprende:

por lo menos un sistema de comunicación de voz y datos convencional.