Estación base de móvil autoconfigurante.

Una estación base (110), para uso en una red de comunicación de móviles,

la estación base está adaptada para:recibir desde un sistema de manejo (160) una lista de portadores permitidos,

detectar señales transmitidas por las estaciones base circundantes en los canales de radio difusión en lasportadoras permitidas;

seleccionar una portadora de la lista de portadoras permitidas para uso por la estación base;

extraer información del sistema desde los canales de radio difusión de las estaciones base circundantes;

utilizar dicha información extraída del sistema para crear una lista BA; y

transmitir la lista BA.

Estación base de móvil autoconfigurante La invención se relaciona con una estación base para móvil y en particular para una red de comunicaciones móviles, que se puede utilizar convenientemente para suministrar un servicio a móviles, por ejemplo en un hogar u oficina.

Los servicios de móviles de área amplia para estándares tales como el GSM y el UMTS se suministran desde estaciones base convencionales que son capaces de cubrir una gran área (radio de celda de muchos kilómetros) . Sin embargo, el cubrimiento dentro de los edificios puede ser más problemático en razón de la atenuación de la RF de la estructura del edificio y el efecto de sombreado de radio de los edificios circundantes, Este problema de cubrimiento se vuelve más difícil para los estándar que están destinados a apoyar un medio a datos de alta velocidad tales como el EDGE y el UMTS en razón de las mayores figuras de señal a ruido requeridas para las señales que utilizan constelaciones de orden alto o factores de esparcimiento bajos. Las mayores frecuencias tales como aquellas utilizadas para el UMTS también acentúan el problema porque estas señales sufren de mayor atenuación a través de las estructuras de los edificios.

Las soluciones convencionales a estos problemas serian desplegar muchas más estaciones base y sistemas repetidores de RF para incrementar el cubrimiento dentro de los edificios y las áreas urbanas. Estas soluciones se vuelven prohibitivamente costosas y el impacto estético adicional para los operadores. El uso de interfaces de radio de rango corto tales como WiFi o Bluetooth para manejar el tráfico de los móviles dentro de un hogar u oficina es una aproximación alternativa, pero requiere que el cliente u operador invierta en los nuevos dispositivos que a gran escala se vuelven el gasto principal en si mismo.

Recientes figuras sugieren que más del 70% de las llamadas de móviles son hechas dentro de los edificios de tal manera que este tema presenta obstáculos significativos para el futuro crecimiento de la industria de los móviles.

La US-6, 314, 294 describe un sistema de comunicación inalámbrico que puede efectuar autoconfiguración. Esto es, cada estación base puede obtener mediciones de la fortaleza de la señal entre la estación base y los móviles conectados a esta. Estas mediciones de fortaleza de la señal son reportadas a un nodo de red, que luego puede asignar canales a las estaciones base en el sistema, con el fin de lograr la reutilización de la frecuencia deseada.

La US-2004/166867 describe una LAN inalámbrica, en la cual los puntos de acceso se pueden seleccionar en su propio canal. Cuando se agrega un punto de acceso al LAN este explora los canales soportados por la red, y selecciona un canal para su propio uso, por ejemplo seleccionar el canal en el cual éste es incapaz de detectar transmisiones desde cualquier otro punto de acceso, o el canal que transite la señal más débil.

La US 2004/02247 16 A1 describe como un terminal utiliza la lista de Ubicación BCCH (Lista BA) con el fin de efectuar la selección de la celda.

De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se suministra una estación base, para uso en una red de comunicación de móviles, la estación base se adapta para:

recibir desde un sistema de manejo una lista de portadores permitidos;

detectar señales transmitidas por las estaciones base circundantes sobre los canales de radio transmisión en las portadoras permitidas;

seleccionar una portadora de la lista de portadoras permitidas para uso por la estación base;

extraer información del sistema desde los canales de radio difusión de las estaciones base circundantes;

utilizar dicha información del sistema extraído para crear una lista BA; y

transmitir la lista BA.

Breve Descripción de los Dibujos La Figura 1 es un diagrama de bloque de un sistema de comunicaciones que incluye una estación base de acuerdo con la presente invención:

La Figura 2 es un diagrama de bloque de la arquitectura de hardware de una estación base de acuerdo con la 45 presente invención;

La Figura 3 es un diagrama de bloque de la arquitectura de software de una estación base de acuerdo con la

presente invención;

La Figura 4 ilustra una parte de la arquitectura del protocolo de un sistema de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 5 ilustra una parte de la arquitectura del protocolo de un sistema de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 6 ilustra una parte de la arquitectura del protocolo de un sistema de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 7 ilustra una parte de la arquitectura del protocolo de un sistema de acuerdo con un aspecto de la

presente invención; La Figura 8 ilustra una parte de la arquitectura del protocolo de un sistema de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 9 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 10 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 11 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 12 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 13 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 14 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 15 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 16 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 17 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 18 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 19 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 20 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 21 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 22 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 23 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 24 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 25 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 26 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 27 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; La Figura 28 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención; y La Figura 29 ilustra un proceso de acuerdo con un aspecto de la presente invención;

La Figura 1 ilustra un sistema de comunicación 100, que incorpora una estación base 110 de acuerdo con la presente invención. En esta realización de ejemplo, la estación base 10 pretende suministrar cubrimiento dentro de un edificio, tal como un hogar u oficina 120, para servicios de voz y datos utilizando tanto las interfaces aéreas GSM/GPRS y la UMTS dentro de la red de comunicaciones de móviles existente, permitiendo, el uso de los 5 teléfonos móviles celulares existentes 122, sin la necesidad de modificación significativa. Como se describe con más detalle adelante, la estación base 110 también suministra una interfaz flexible a la red núcleo del operador de la red 130 por vía de los estándares de Acceso a Móvil no Licenciado (UMA) o Protocolo de Iniciación de Sesión (SIP) , opuesto a las usuales interfaces lub (UMTS) o Abis (GSM) utilizada por las estaciones base de móviles convencionales. El enlace terrestre desde las unidades de la estación base denominada como ZoneGates, se logra a través del uso de Conexiones de Línea de Suscriptor Digital (DSL) 140 sobre los teléfonos de línea fija del hogar u oficina; esta aproximación posibilita el transporte de bajo costo de datos y voz utilizando las Técnicas del Protocolo de Voz sobre Internet (VoIP) .

La Figura 2 es un diagrama esquemático de bloque, que ilustra con más detalle aspectos de la arquitectura de hardware de la estación base 110.

La arquitectura consiste de un número de bloques funcionales interconectados mediante un bus procesador 202 tal como el bus ARM AMBA. Los bloques principales se describen adelante.

Primeramente, la estación base 110 soporta varias interfaces alambradas externas, como se describe adelante.

La estación base 110 incluye preferiblemente un modem/enrutador ADSL interno 204. El enrutador incluirá funcionalmente el servidor NAT y DHCP.

La interfaz USB 1.1 206. En ausencia de un modem/enrutador ADSL interno esta interfaz USB 206 soportará la conexión a un modem DSL... [Seguir leyendo]

1. Una estación base (110) , para uso en una red de comunicación de móviles, la estación base está adaptada para: recibir desde un sistema de manejo (160) una lista de portadores permitidos, detectar señales transmitidas por las estaciones base circundantes en los canales de radio difusión en las

portadoras permitidas; seleccionar una portadora de la lista de portadoras permitidas para uso por la estación base; extraer información del sistema desde los canales de radio difusión de las estaciones base circundantes; utilizar dicha información extraída del sistema para crear una lista BA; y transmitir la lista BA.

2. Una estación base tal como se reivindicó en la reivindicación 1, que está además adaptada para reportar la lista BA a dicho sistema de manejo 3. Una estación base como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde la red de comunicaciones de móviles es una red GSM.

4. Una estación base como se reivindicó en la reivindicación 1, en donde la red de comunicaciones de móviles es 15 una red UMTS.

5. Una estación base como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, que está adaptada para autenticar con el sistema de manejo utilizando un Módulo de Identidad de Suscriptor antes de recibir dicha lista de portadoras permitidas.

6. Una estación base como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, que comprende una senda para

recibir radio frecuencia (226, 228) y que está adaptada para recibir señales sobre las frecuencias de enlace descendente del sistema utilizando dicha senda de recepción.

7. Una estación base tal como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, que está adaptada además para monitorearla las fortalezas de señal de las señales detectadas transmitidas por las estaciones base circundantes.

8. Una estación base tal como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, que está además adaptada para

monitorear los índices de portadora a interferencia de las señales detectadas transmitidas por las estaciones base circundantes.

9. Una estación base tal como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, en donde la etapa de seleccionar una portadora de la lista de portadora permitidas para uso por la estación base comprende seleccionar la portadora de dicha lista que tiene la energía mínima recibida cuando se detectan las señales permitidas por las estaciones base circundantes.

10. Una estación base tal como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, en donde la estación base está además adaptada para seleccionar un nivel de energía inicial para las transmisiones desde la estación base.

11. Una estación base tal como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, adaptada para compartir una conexión LAN común con al menos otra estación base. 35 12. Una estación base tal como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, que comprende: una senda de recepción de radio frecuencia; una senda de transmisión de radio frecuencia; y

una conexión para una red; en donde, en la instalación, la estación base se adapta para:

configurar la senda de recepción de radio frecuencia para operar en una red de comunicaciones inalámbrica; monitorear las fortalezas de la señal recibida en cada una de una predeterminada pluralidad de portadoras de red; seleccionar, sobre la base de dichas fortalezas de señal recibidas, una primera de dicha predeterminada pluralidad

de portadoras de red como una portadora de enlace ascendente operativa; 5 seleccionar, sobre la base de la fortaleza de la señal recibida de dicha seleccionada primera de dicha pluralidad

predeterminada de portadoras de red, un nivel de energía inicial para dicha senda de transmisión de radio frecuencia; Y en donde la estación base se adapta además para operar utilizando dicha portadora de enlace descendente operativa y la correspondiente portadora de enlace ascendente operativa, luego de dicha instalación. 10 13. Una estación base tal como se reivindicó en cualquier reivindicación precedente, que comprende:

circuito transceptor de radio, para conexión a los dispositivos de comunicaciones inalámbricos por medio de un protocolo de comunicaciones inalámbricos de móviles; una interface, para la conexión sobre una red IP (170) ; en donde la estación base se adapta para comunicarse utilizando los protocolos estándares UMA sobre dicha red IP

con el controlador de red UMA, con el fin de suministrar comunicaciones con dichos dispositivos de comunicaciones inalámbricos por medio de dicho protocolo de comunicaciones inalámbricos móviles.

Teléfono

Móvil

Red de

Radio IP a Hogar/Oficina

través

de DSL

Red Núcleo UNC RED IP o Cable ESTACIÓN BASE

CONMU-

TADOR ETHERNET

IP Sistema de Gestión de POTS Teléfono (hacia red local)

Estación Base /fax

Figura 1

USB Ethernet

Motor de

FLASH Módem/Protocolo TransceptorEncaminador SDRAM ej.WiFi ADSL ARM9xx 802.11b/g bus CPU

Acelerador Acelerador

Módem de Interfaz RF GSM

de Cifrado de Proce-Base de Módem

samiento

(AES, 3DES)

de Paquete Banda Análogo RF UMTS

GSM/UMTS SLIC

Referencia Energía

Tiempo/Frec.

Figura 2 Figura 3

Control de Sesión ZoneGate control

Ctrl. de Servidor Servidor Servidor tráfico

Sesión Web DHCP OSG

NAS

CC SM SS MMS

USIM SMS

UMA-Cliente SIP-Cliente

Códecs

IP Audio

Remoto

Um

CM

MM Relé

RR

UMA-RR TCP

RR IP Remoto IP SecESP IP Transp.

Capas deRF GSM

RF GSM

Acceso

MS Estación Base

Um

GMM/SM

LLC

RLC Relé

UMA-RR

MAC RLC TCP

MAC IP Remoto

IP SecESP

IP Transp.

RF GSM RF GSM Capas deAcceso

MS Estación Base

Up

IP Transp. Capas de Acceso

Ancho de banda Red IP

Figura 4

Up

IP Transp.

Capas de Acceso

Ancho de banda Red IP

Figura 5

Gb

UMA-RR

TCP IP Remoto IPSecESP IPTransp. Capas de Acceso

UNC MSC

Gb

GMM/SM LLC

UMA-RLC BSSGP BSSGP

TCP

IP Remoto IP SecESP

IP Transp. Capas deFísico Acceso Físico UN.

2. SGSN

Uu

GMM/SM/SM

RRC Relé

MAC LI RLC MAC LI RRC RLC UMA-RRC TCP IP Remoto IP SecESP Capas deAcceso IP Transp.

UE Estación Base

Uu

Códec

AMR

Relé

RLC RLC RTP/UDP

IP Remoto

MAC MAC IP SecESP

IP Transp.

L1 L1 Capas deAcceso

UE Estación Base

Up

IP Transp.

Capas deAcceso Ancho de banda Red IP

Figura 6

Up

IP Transp.

Capas de Acceso

Ancho de banda Red IP

Figura 7

Iu GMM/RRC SM

Relé RANAPRANAP

UMA-RRC SCCP SCCPTCP

IP Remoto

IP SecESP AAL5

AAL5 IP Transp.

Capas deATM ATM

Acceso UNC

SGSN

Iu - CS

UNC Relé IP Remoto IP SecESP IP Transp. Capas deAcceso RTP/UDP Iu UP AAL2 ATM AAL2-SAR SSCS MSC Códec AMR Iu UP AAL2 ATM AAL2-SAR SSCS

MS/UE ZAP UNC

SOLICITUD AUTENTICACIÓN Um/Uu RESPUESTA AUTENTICACIÓN Um/Uu COMANDO MODO CIFRADO Um COMPLETA MODO CIFRADO Um COMANDO MODO SEGURIDAD Uu COMPLETA MODO SEGURIDAD Uu ACEPTA SERVICIO CM Um/Uu CONFIGURACIÓN Um/Uu PROCESA LLAMADA Um/Uu MODIFICA MODO CANAL Um/Uu RECONOCE MODIF.MODO CANAL Um RECONFIG PORTADOR RADIO Uu ALERTA Um/Uu

CONECTA Um/uU RECONOCE CONEXIÓN Uu/Uu COMANDO MODO CIFRADO Up-URR

SOLO

COMPLETA MODO CIFRADO Up-URR

GSM

COMANDO MODO SEGURIDAD Up-RR

Solo

COMPLETA MODO SEGURIDAD Up-RR

UMTS

CANAL ACTIVO Up-URR

SOLO

RECONOCE CANAL ACTIVO Up-URR

GSM

CANAL ACTIVO Up-URR

Solo

RECONOCE CANAL ACTIVO Up-URR

UMTS

COMPLETA CANAL ACTIVO Up-URR

Figura 13

MS/UE ZAP UNC

SOLICITA LLAMADA Um RESPUESTA DE LLAMADA Um TIPO DE LLAMADA 1 Um ACTUALIZA CELDA Uu SOLICITUD AUTENTICACIÓN UM/Uu RESPUESTA AUTENTICACIÓN Um/Uu COMANDO MODO CIFRADO Um COMPLETA MODO CIFRADO Um

COMANDO MODO SEGURIDAD Uu COMPLETA MODO SEGURIDAD Uu CONFIGURA Um/UU CONFIRMA LLAMADA Um/Uu ALERTA UM/Uu CONECTA Um/Uu RECONOCE CONEXIÓN Um/Uu SOLICITA LLAMADA Up-URR

RESPUESTA DE LLAMADA Up-URR SOLO GSM

SOLICITA LLAMADA Up-URR

RESPONDE LLAMADA Up-URR Solo UMTS

COMANDO MODO CIFRADO Up-URR SOLO COMPLETA MODO CIFRADO Up-URR GSM

Solo UMTS

TRANSF. DIR. ENLACE ASCENDENTE

Figura 14

UNC

UE ZAP

CONTEXTO PDP ACTIVO Um/Uu SOLICITA UTC ACTIVO Up-URLC RECONOCE UTC ATIVO Up-URLC

SOLICITA UTC ACTIVO Up-URLC SOLICITA UTC ACTIVO Up-URLC

Figura 15

UE ZAP UNC

SOLICITA UTC DESACTIVA Up-URLC RECONOCE UTC DESACTIVA Up-URLC

SOLICITA UTC DESACTIVA Up-URLC RECONOCE UTC DESACTIVA Up-URLC

Figura 16

UE ZAP UNC Llama Paquete para GPRS

SOLICITA LLAMADA Um LLAMA PS URLS Up Paquete PDU DATOS/UNIDATOS Um-LLC DATOS/UNIDATOS URLC Up

SOLICITUD DE LLAMADA Um SOLICITA LLAMADA Up-URR RESPUESTA DE LLAMADA Um PUESTA DE LLAMADA Up-URR

Llamada para UMTS LLAMADA Uu TIPO 1 SOLICITA LLAMADA Up-URR ACTUALIZA CELDA Uu CONFIRMA ACTUALIZACIÓN CELDA Uu RESPONDE LLAMADA Up-URR

Figura 17