Gestión eficiente de conexiones en una red de comunicaciones móviles.

Un método, en un sistema de comunicaciones de radio que incluye varias estaciones móviles (30) y una red deradio que tiene varias estaciones de base (28),

que comprende:

(a)establecer (102) inicialmente en un primer tipo de canal una conexión con una estación móvil (30) queincluye

establecer un primer enlace de ruta para el primer canal desde la red de radio a una estación de base (28) yun segundo enlace de ruta para el primer canal desde la estación de base a una estación móvil;

(b)cambiar (106) la conexión desde el primer canal al segundo canal,

(c)a continuación, cambiar la conexión para el segundo canal al primer canal, restableciendo (114, 116) laconexión en el primer canal utilizando al menos una porción del primer o segundo enlace de ruta.

Gestión eficiente de conexiones en una red de comunicaciones móviles.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a las comunicaciones móviles, y más particularmente, a la asignación y uso eficientes de recursos en una red de comunicaciones móviles.

ANTECEDENTES Y COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

Las redes de comunicaciones móviles actuales están diseñadas típicamente para conectarse y funcionar con Redes Telefónicas Conmutadas Públicas (PSTNs – Public Switched Telephone Networks, en inglés) y con Redes Digitales de Servicios Integrados (ISDNs – Integrated Services Digital Networks, en inglés) . Estas dos redes son redes de circuitos conmutados y manejan tráfico de ancho de banda relativamente estrecho. No obstante, las redes de paquetes conmutados, tales como la Internet, manejan tráfico de ancho de banda mucho mayor. Aunque los terminales de comunicación por cable, por ejemplo, ordenadores personales, son capaces de utilizar el ancho de banda de la red de paquetes conmutados más ancha, los terminales de radio móviles inalámbricos están en una considerable desventaja debido al relativamente limitado ancho de banda de la interfaz radio/aire que separa los terminales móviles de las redes de paquetes conmutados. En el sistema de comunicaciones móviles Sistema Global para Comunicaciones móviles (GSM – Global System for Mobile Communications, en inglés) de segunda generación, un Servicio de Radio de Paquetes General (GPRS – General Packet Radio Service, en inglés) fue introducido para manejar tráfico “en ráfagas” tal como la infrecuente transmisión de mensajes de correo electrónico, información de Internet y otros datos. Debido a que el GPRS es un servicio de paquetes conmutados, sólo requiere recursos de canal de radio cuando los datos están siendo enviados realmente, en comparación con los típicamente menos eficientes servicios de circuitos conmutados que están reservados para un usuario móvil independientemente de si los datos se están enviando realmente. El servicio de paquetes conmutados de GPRS permite que el espectro de frecuencia de radio sea más eficientemente asignado en llamadas de voz y de datos y permite que se compartan canales entre varios usuarios simultáneamente.

Aunque el GSM proporciona servicios tanto de circuitos conmutados como de paquetes conmutados a los usuarios de telefonía móvil, el GSM y otros sistemas de comunicación móviles de segunda generación sufren todavía de un ancho de banda de radio pequeño. Se necesita un acceso por radio que proporcione muy altas tasas de datos y que soporte servicios de portador mejorados no realísticamente alcanzables con los sistemas de comunicación móviles de la generación existente. Se está introduciendo una tercera generación de sistemas móviles basados en el acceso por radio Acceso Múltiple por División de Código de Banda Ancha (W-CDMA – Wideband Code Division Multiple Access, en inglés) . A diferencia de los métodos de acceso de banda estrecha tales como el Acceso Múltiple por División de Frecuencia (FDMA – Frequency Division Multiple Access, en inglés) y el Acceso Múltiple por División de Tiempo (RDMA – Time Division Multiple Access, en inglés) , y hasta cierto punto el “regular” CDMA, el W-CDMA soporta actualmente 5 MHz a 15 MHz de ancho de banda, y en el futuro, promete un ancho de banda todavía mayor. Además del gran ancho de banda, el W-CDMA también mejora la calidad de servicio proporcionando una operación robusta en entornos de desvanecimiento y transferencias transparentes entre estaciones de base (transferencia blanda) y entre sectores de estación de base (transferencia más blanda) . El desvanecimiento de multi-ruta se utiliza con ventaja para mejorar la calidad de la señal recibida, es decir, utilizando un receptor RAKE y técnicas de procesamiento de señal mejoradas, en contraste con los sistemas de comunicaciones móviles de banda estrecha en los que el desvanecimiento degrada sustancialmente la calidad de la señal.

Otra limitación con el sistema de GSM actual es que ofrece básicamente dos categorías de servicio: servicios de circuitos conmutados a través de un tipo particular de nodo de servicio de red, tal como un nodo de Centro de Conmutación Móvil (MSC – Mobile Switching Center, en inglés) , y servicios de paquetes conmutados ofrecidos a través de otro tipo de nodo de servicio de red, tal como un nodo de GPRS. Hay un conjunto de canales para servicios de circuitos conmutados y otro conjunto diferente de canales para canales de paquetes conmutados. No hay mucha flexibilidad para mezclar y adaptar servicios particulares para que se satisfagan las a menudo cambiantes necesidades de los abonados móviles. En contraste, el sistema de W-CDMA proporciona una amplia variedad de servicios y permite una asignación flexible de recursos y el suministro de servicios solicitados. En realidad, un único conjunto de canales se utiliza para soportar servicios tanto de circuitos conmutados como de paquetes conmutados. Las actuales necesidades de un servicio particular son analizadas, y entonces los recursos de comunicación existentes son flexible y dinámicamente asignados teniendo en cuenta las actuales demandas de recursos de comunicaciones en el sistema.

Un sistema de W-CDMA de tercera generación de ejemplo, denominado a veces Sistema de Telecomunicaciones móviles Universal (UMTS – Universal Mobile Telecommunications System, en inglés) se muestra en la Fig. 1. El UMTS 10 incluye una red de núcleo externa, orientada a la conexión, representativa, mostrada como una nube 12, puede ser, por ejemplo, las redes PSTN o ISDN. Una red de núcleo externa, sin conexión, representativa, mostrada como una nube 14, puede ser, por ejemplo, la Internet. Ambas red de núcleos están acopladas a un nodo de servicio 16 correspondiente. La red de núcleo 12 está conectada a un nodo de servicio orientado a la conexión mostrado como un nodo de centro de conmutación móvil 18 que proporciona servicios de circuitos conmutados. En el modelo de GSM existente, el centro de conmutación móvil 18 está conectado sobre una interfaz A a un Sistema de Estación de Base (BSS – Base Station System, en inglés) 22 que a su vez está conectado a una estación de base de radio 23 sobre una interfaz Abis. La red sin conexión 14 Internet está conectada a un nodo de GPRS 22 diseñado específicamente para proporcionar servicios de paquetes conmutados. Cada uno de los servicios de red de núcleo 18 y 20 se conecta a una Red de Acceso por Radio Terrestre de UMTS (UTRAN – UMTS Terrestrial Radio Access Network, en inglés) 24 sobre una interfaz de Red de Acceso por Radio (RAN – Radio Access Network, en inglés) . La UTRAN 24 incluye varios Controladores de Red de Radio (RNCs – Radio Network Controllers, en inglés) 26. Cada RNC 26 está conectado a una pluralidad de estaciones de base (BS – Base Stations, en inglés) y a cualquier otro RNC en la UTRAN 24. Las comunicaciones por radio entre las estaciones de base 28 y las estaciones móviles (MSs – Mobile Stations, en inglés) 30 son por medio de una interfaz de radio/aérea.

En la realización de ejemplo preferida, el acceso por radio se basa en WCDMA, asignándose canales de radio individuales utilizando códigos de difusión de WCDMA. La UTRAN 24 proporciona servicios a y desde estaciones móviles sobre la interfaz de radio para las redes de núcleo 12 y 14 externas (y en último lugar a usuarios finales de la red de núcleo externa) sin tener entonces que solicitar los recursos de radio específicos necesarios para proporcionar esos servicios. La UTRAN 24 esencialmente oculta esos detalles de los nodos de servicio, las redes externas y los usuarios. En su lugar, simplemente se solicita un “portador” de acceso por radio “lógico” desde la UTRAN 24 por parte de un nodo de servicio 16. Un portador de acceso por radio corresponde al servicio de UTRAN que está realmente transportando los datos de usuario a través de la UTRAN y sobre la interfaz de radio. El término “conexión“ corresponde a la colección de todos los portadores de acceso por radio más la señalización de control asociada con una estación móvil particular.

Es tarea de la UTRAN 24 mapear la conexión móvil sobre los canales de transporte físicos de una manera flexible, eficiente y óptima. Así, cada nodo de servicio simplemente solicita uno o más portadores de acceso por radio con una estación móvil donde cada portador puede tener una calidad de servicio asociada. La calidad de servicio puede incluir por ejemplo una tasa de bits deseada, una cantidad de retardo antes de que la información sea transferida, una tasa de error de bits mínima, etc. La UTRAN... [Seguir leyendo]

1.Un método, en un sistema de comunicaciones de radio que incluye varias estaciones móviles (30) y una red de radio que tiene varias estaciones de base (28) , que comprende:

(a) establecer (102) inicialmente en un primer tipo de canal una conexión con una estación móvil (30) que incluye establecer un primer enlace de ruta para el primer canal desde la red de radio a una estación de base (28) y un segundo enlace de ruta para el primer canal desde la estación de base a una estación móvil; (b) cambiar (106) la conexión desde el primer canal al segundo canal, (c) a continuación, cambiar la conexión para el segundo canal al primer canal, restableciendo (114, 116) la conexión en el primer canal utilizando al menos una porción del primer o segundo enlace de ruta.

2.El método de la reivindicación 1, en el que los canales primero y segundo son diferentes tipos de canales.

3.El método de la reivindicación 1, en el que el primer canal es un canal dedicado y el segundo canal es un canal común.

4.El método de la reivindicación 1, en el que la etapa de restablecimiento (114) (c) incluye también:

asignar (116) un nuevo segundo enlace de ruta para el primer canal a la conexión.

5.El método de la reivindicación 1, en el que el segundo enlace de ruta incluye varios recursos de radio y la etapa de restablecimiento (114, 116) (c) incluye también:

restablecer la conexión en el primer canal utilizando al menos uno de los diferentes recursos de radio guardados desde el inicialmente establecido enlace de ruta y asignar (116) otro recurso de radio nuevo a la conexión.

6.El método de la reivindicación 1, en el que el primer enlace de ruta incluye varias porciones, la etapa de restablecimiento (114, 116) (c) incluyendo utilizar todas las diferentes porciones establecidas inicialmente.

7.El método de la reivindicación 1, en el que para la etapa de restablecimiento (114, 116) (c) , el primer enlace de ruta inicialmente establecido es reactivado.

8.El método de la reivindicación 1, en el que las diferentes estaciones de base (28) están conectadas a un controlador de red de radio (26) , y en el que el primer enlace de ruta incluye una primera porción asociada con un nodo de control de red de radio, una segunda porción entre el nodo de control de radio y la una estación de base, y la tercera porción asociada con la estación de base, y en el que al menos una porción corresponde a cualquiera de las tres porciones.

9.El método de la reivindicación 8, en el que dos o las tres porciones son utilizadas en la etapa de restablecimiento (114, 116) (c) .

10.El método de la reivindicación 1, en el que la etapa de restablecimiento (114, 116) (c) que incluye utilizar sólo una porción de los recursos de radio asignados para el segundo enlace de ruta.

11.El método de la reivindicación 1, que comprende también:

guardar (110) al menos una porción del primer enlace de ruta durante un periodo de tiempo predeterminado tras el cambio de la etapa (b) , y detectar si el periodo de tiempo predeterminado ha expirado; si no, utilizar al menos la porción del inicialmente establecido primer enlace en la etapa de restablecimiento (c) .

12.Un nodo de control de red de radio (26) , en un sistema de comunicaciones de radio que incluye varias estaciones móviles y una red de radio que tiene varias estaciones de base (30) , que comprende:

un conmutador de tipo de canal (52) para seleccionar uno de un primer tipo de canal y un segundo tipo de canal para soportar una conexión con una estación móvil (30) ; un controlador que establece inicialmente en el primer canal la conexión con una estación móvil, donde el primer canal incluye enlaces de ruta primero y segundo, y a continuación, controla el conmutador de tipo de canal (52) para cambiar la conexión del primer canal al segundo tipo de canal, donde el controlador controla el conmutador de tipo de canal (52) para cambiar la conexión del segundo canal al primer canal y restablece la conexión en el primer canal utilizando al menos una porción del inicialmente establecido primer o segundo enlace de ruta.

13.El nodo de control de red de radio (26) de la reivindicación 12, en el que el nodo de control de la red de radio es una estación de base (28) .

14.El nodo de control de red de radio (26) de la reivindicación 12, en el que el nodo de control de la red de radio (26) está acoplado a varias estaciones de base (28) , estableciendo el controlador un primer enlace de ruta para el primer canal desde la red de radio a una estación de base (28) y un segundo enlace de ruta para el primer canal desde la estación de base (28) a la estación móvil (30) .

15.El nodo de control de red de radio (26) de la reivindicación 14, en el que el primer enlace de ruta incluye un primer recurso dentro del RNC entre el conmutador de canal (52) y una interfaz de procesamiento de transporte (58) , un segundo recurso de transmisión entre las interfaces de procesamiento de transporte (58, 62) del RNC (26) y una estación de base (28) , y un tercer recurso dentro de la estación de base (28) entre la interfaz de procesamiento de transporte de la estación de base (62) y un transceptor de radio (68) , y en el que la al menos una porción corresponde a cualquiera de los recursos primero, segundo o tercero.

16.El nodo de control de red de radio (26) de la reivindicación 12, que comprende también:

un primer contador (252) para el primer enlace que detecta si un primer periodo de tiempo predeterminado ha expirado; un segundo contador (254) para el segundo enlace que detecta si un segundo periodo de tiempo predeterminado ha expirado; y un tercer contador (256) para el tercer enlace que detecta si un tercer periodo de tiempo predeterminado ha expirado, en el que cuando el primer (252) , segundo (254) o tercer (256) contador detecta la expiración del periodo de tiempo primero, segundo o tercero, respectivamente, el controlador libera los enlaces primero, segundo o tercero, respectivamente, guardados.

17.El nodo de control de red de radio (26) de la reivindicación 12, en el que el segundo enlace de ruta incluye varios recursos de radio y el controlador asigna uno nuevo de los diferentes recursos de radio y utiliza otro de los diferentes recursos de radio inicialmente establecido para el primer canal cuando el primer canal es restablecido para soportar la conexión.

18.El nodo de control de red de radio (26) de la reivindicación 12, en el que el controlador guarda al menos una porción del primer enlace de ruta durante un periodo de tiempo predeterminado después del cambio de la conexión al segundo canal, comprendiendo también el nodo de control de radio (26) :

un contador (252) correspondiente al primer enlace de ruta que detecta si un periodo de tiempo predeterminado ha expirado, y en el que cuando el contador (252) detecta la expiración del periodo de tiempo, el controlador libera el primer enlace guardado.