ENRUTAMIENTO DE PAQUETES DE DATOS EN UNA RED DE COMUNICACIÓN CELULAR.

Enrutamiento de paquetes de datos en una red de comunicación celular.

La invención se refiere a una red de comunicación celular que sirve a terminales o dispositivos de telefonía móvil y describe cómo pueden enrutarse paquetes de datos entre equipos de usuario (UE) sin ser transportados necesariamente por la red central de la red de comunicación.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un procedimiento para enrutar paquetes de datos en redes de comunicación celulares. En particular, la invención se refiere a un procedimiento de manejo de una entidad de acceso a la red (tal como un Nodo B / eNodo B / BTS, o el Controlador de la Red de Radio [RNC] / Controlador de la Estación Base [BSC]) para enrutar paquetes de datos eficazmente.

ANTECEDENTES

Los nuevos teléfonos inteligentes (por ejemplo iPhone, Google Nexus One) ponen un gran número de aplicaciones a disposición del usuario final. Entre éstas, hay aplicaciones que permiten: realizar video-llamadas de cliente a cliente; jugar en línea a videojuegos para múltiples jugadores; y compartir archivos entre usuarios en conexiones IP directas, (es decir aplicaciones “Peer-to-Peer” (interpares) [P2P]) . Todas estas aplicaciones comparten una característica ausente en otras aplicaciones de teléfonos inteligentes, concretamente: conexión del usuario final directamente a otro usuario final. En otras palabras, existe una conexión directa entre direcciones IP para los terminales móviles usados por esos diferentes clientes. Sin embargo, estas aplicaciones actualmente todas requieren conexión desde la red de telefonía móvil a Internet. Incluso aunque algunas de las aplicaciones permitan comunicación directa entre dos terminales de telefonía móvil diferentes en principio, siempre existe, de hecho, un servidor intermediario que sirve de puente para la comunicación.

La redes de telecomunicaciones celulares comprenden conceptualmente una red central [CN] y al menos una red de acceso por radio [RAN]. Las RAN, a su vez, implementan tecnologías de acceso por radio [RAT], los ejemplos de RAT incluyen las tecnologías estandarizadas 3GPP: GSM, UMTS, y SAE-LTE. Cada RAN es un subsistema que maneja el transporte de paquetes de datos (incluyendo llamadas de voz, video-llamadas y datos de aplicación) en un enlace de radio. Dependiendo de la RAT implementada, la RAN incluye estaciones base (por ejemplo BTS en GSM; Nodo B en UMTS; eNodo B en LTE) , y controladores (por ejemplo BSC en GSM; RNC en UMTS; eNodos B en LTE) . La red central establece una interfaz con la RAN (es decir mediante Nodo de Soporte GPRS Servidor [SGSN]) y a su vez proporciona una interfaz con Internet (típicamente un Nodo de Soporte GPRS Pasarela [GGSN] o equivalente) .

En aplicaciones de móvil a móvil, hay que transportar paquetes IP de un primer terminal de telefonía móvil al menos tanta distancia como la pasarela entre la red central [CN] e Internet (por ejemplo el Nodo de Soporte GPRS Pasarela [GGSN]) , que es el primer punto de enrutamiento IP y a continuación volver a un segundo terminal de telefonía móvil. En casos en los que ambos terminales de telefonía móvil están bajo el mismo Controlador de la Red de Radio [RNC] o incluso bajo el mismo nodo B, ésta es claramente una solución no optimizada, ya que consume recursos en la RAN y la red central [CN] innecesariamente y añade más retraso a los paquetes, empeorando el rendimiento de la conexión. Existe, por lo tanto, una necesidad de un mecanismo de enrutamiento eficaz que elimine o al menos mitigue la innecesaria latencia y el consumo de recursos de las redes de acceso y central en el transporte de paquetes IP entre terminales de telefonía móvil que ejecutan aplicaciones de móvil a móvil.

El documento US5734979 describe una estación base celular con enrutamiento de llamadas inteligente, aunque este documento describe técnicas de enrutamiento aplicadas solamente a Estaciones Base, mientras que el documento US2009097462 describe un Sistema de Extensión de Comunicación Celular Desplegable con capacidades de enrutamiento para convertir las llamadas de voz normales de la interfaz de radio en diferentes protocolos IP para enviar las llamadas al resto de la red.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la invención proporcionar una solución al problema planteado anteriormente de enrutamiento de forma eficaz de paquetes de datos. Además, es un objeto de la invención proporcionar un procedimiento que permita que una entidad de acceso a la red (tal como un Nodo B / eNodo B / BTS, o el Controlador de la Red de Radio [RNC] / Controlador de la Estación Base [BSC]) actúe como un enrutador, permitiendo de este modo a dichas entidades enrutar paquetes de datos de forma eficaz en redes de comunicación celulares sin que sean transportados necesariamente por la red central (es decir el GGSN u otra entidad de pasarela) de la red de comunicación.

Por lo tanto, según un aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para enrutar paquetes de datos a terminales de telefonía móvil en una red de comunicación celular, incluyendo la red una red central y al menos una entidad de acceso a la red, incluyendo el procedimiento:

-obtener una lista de direcciones IP correspondientes al terminal o terminales de telefonía móvil controlados por la entidad de acceso a la red cuando ésta está asignada en el mensaje ‘Aceptar la Activación del Contexto de PDP’ por la red central

-para cada paquete, obtener un número de tipo de Protocolo de Paquetes de Datos [PDP] y una dirección IP de destino

-determinar un tipo de dirección IP por medio del número de tipo del Protocolo de Paquetes de Datos [PDP], dado que el número de tipo del Protocolo de Paquetes de Datos [PDP] comprende información respecto al tipo de dirección IP, de modo que la determinación puede realizarse simplemente mirando el número de tipo del Protocolo de Paquetes de Datos [PDP].

-almacenar la dirección IP de destino en una base de datos en un elemento de red junto con una identidad de radio asociada que las enlaza a ambas,

-realizar una inspección de paquetes de un encabezamiento IP de cualquier paquete de datos enviado en enlace ascendente,

-determinar un Equipo de Usuario [UE] de destino para el paquete de datos buscando en la base de datos para encontrar la identidad de radio asociada correspondiente a la dirección IP de destino, y

-enviar el paquete de datos al Equipo de Usuario [UE] de destino directamente.

La identidad de radio anterior puede denominarse Identidad Temporal de Red de Radio [RNTI] en el contexto de tecnologías de acceso por radio 3G mientras que en 2G puede denominarse identidad de la estación móvil temporal por paquete [P-TMSI].

En otra realización de la invención se describe un procedimiento para enrutar paquetes de datos a terminales de telefonía móvil en una red de comunicación celular, incluyendo dicha red una red central y al menos una entidad de acceso a la red (RNC, BSC, Nodo B, BTS y eNB) , y teniendo los terminales de telefonía móvil acceso a la red mediante la entidad de acceso a la red. Para enrutar los paquetes para cada terminal de telefonía móvil en relación de comunicación con la entidad, el procedimiento comprende obtener una dirección IP correspondiente (dirección IPv4 y se obtiene comprobando información contenida en los octetos 5º al 8º o dirección IPv6 y se obtiene comprobando información contenido en los octetos 5º al 20º) que se almacena en una base de datos con una identidad de radio asociada para dicho terminal de telefonía móvil. Posteriormente y para cada paquete de datos enviado en enlace ascendente por uno dado cualquiera de los terminales de telefonía móvil, un encabezamiento IP del paquete de datos y la obtención de una dirección IP de destino se determinan usando la entidad de acceso a la red para comparar la dirección IP de destino con las direcciones IP almacenadas. Cuando una dirección IP coincide con una dirección IP almacenada, el terminal de telefonía móvil de destino para el paquete de datos se determina buscando en la base de datos para encontrar la identidad de radio correspondiente a la dirección IP de destino, para enviar finalmente el paquete de datos al terminal de telefonía móvil de destino usando la identidad de radio asociada.

En otra realización más, el procedimiento de la invención puede comprender pasar la dirección IP del terminal de telefonía móvil a un elemento de acceso a la red vecino.

En otra realización más de la invención el procedimiento de la invención puede comprender el RNC vecino redireccionado paquetes detectados con una dirección IP en las lista al RNC objetivo que envió la lista.

En una realización de la invención, una entidad de acceso a la red (una expresión usada en todo este documento para referirse en términos generales a entidades en la red celular que están implicadas en proporcionar acceso a la res tales como un Controlador de la Red de Radio [RNC], Controlador de la Estación Base [BSC] en incluso el Nodo B / eNodo B / BTS) puede convertirse en... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para enrutar paquetes de datos a terminales de telefonía móvil en una red de comunicación celular, incluyendo la red una red central y al menos una entidad de acceso a la red, y teniendo los terminales de telefonía móvil acceso a la red mediante la entidad de acceso a la red, incluyendo el procedimiento:

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la al menos una entidad de acceso a la red se selecciona entre un grupo que incluye: Controlador de la Red de Radio [RNC], Controlador de la Estación

Base [BSC], Nodo B, eNodo B y BTS.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la dirección IP es una dirección IPv4 y se obtiene comprobando información contenida en los octetos 5º al 8º.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la dirección IP es una dirección IPv6 y se obtiene comprobando información contenida en los octetos 5º al 20º.

5. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además pasar la dirección IP del terminal de telefonía móvil a un elemento de acceso a la red vecina.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, que comprende además redirigir paquetes detectados con una dirección IP en la lista a un RNC objetivo que envió la lista haciendo uso de un RNC vecino.

7. Entidad de acceso a la red para enrutar paquetes de datos a terminales de telefonía móvil en una red de comunicación celular, teniendo los terminales de telefonía móvil acceso a la red mediante la entidad de acceso a la red, incluyendo la entidad:

- medios para recibir paquetes enviados por los terminales de telefonía móvil, -medios para obtener una dirección IP y una identidad de radio asociada para cada terminal de telefonía móvil, -medios para obtener una dirección IP de destino para cada paquete enviado por los terminales de telefonía móvil, -medios de almacenamiento para almacenar la dirección IP y la

8. Entidad de acceso a la red para enrutar paquetes de datos a terminales de telefonía móvil en una red de comunicación celular según reivindicación 7, en la que las direcciones IP y las identidades de radio

- para cada terminal de telefonía móvil en relación de comunicación

con la entidad, obtener una dirección IP correspondiente,

almacenándose la dirección IP correspondiente en una base de datos

con una identidad de radio asociada para dicho terminal de telefonía

móvil,

- para cada paquete de datos enviado en subida [UL] mediante uno

cualquiera de los terminales de telefonía móvil, realizar una

inspección de paquetes por medio de la entidad de acceso a la red de

un encabezamiento IP del paquete de datos y obtener una dirección

IP de destino,

- comparar la dirección IP de destino con las direcciones IP

almacenadas y donde esa dirección IP coincida con una dirección IP

almacenada, determinar un terminal de telefonía móvil de destino

para el paquete de datos buscando en la base de datos para

encontrar la identidad de radio correspondiente a la dirección IP de

destino, y

- enviar el paquete de datos al terminal de telefonía móvil de

destino usando la identidad de radio asociada.

identidad de radio asociada de cada terminal de telefonía móvil,

- medios para comparar la dirección IP de cada terminal y la IP de

destino, y

- medios para enrutar el paquete al terminal de telefonía móvil que

5 tiene una dirección IP que coincide con la IP de destino del paquete.

asociadas del terminal de telefonía móvil están almacenadas en una base de datos.