Aparato y procedimiento para gestión de movilidad local en una red de femtocélulas agrupadas.

Red de femtocélulas agrupadas que incluye una pluralidad de puntos de acceso de femtocélulas que están conectados a través de una interfaz lógica a una red móvil con el fin de proporcionar a los equipos de usuario acceso radioeléctrico a dicha red móvil,

en la que dichos equipos de usuario pueden realizar traspasos entre dichos puntos de acceso de femtocélulas, y en la que dicha red móvil incluye una Función de Gestión de Movilidad (MMF, Mobility Management Function),

caracterizada porque se proporciona una función lógica (Función de Gestión de Movilidad Intermediaria, P-MMF, Proxy Mobility Management Function) que facilita la gestión de movilidad local de dichos equipos de usuario en dicha red de femtocélulas agrupadas, en la que dicha P-MMF oculta dichos traspasos de dicha MMF interceptando e interpretando la señalización relacionada con la movilidad entre dicha MMF y dichos puntos de acceso de femtocélulas de tal manera que emula hacia dichos puntos de acceso de femtocélulas el comportamiento de dicha MMF de la red móvil en el manejo de dichos traspasos y hacia dicha MMF de la red móvil el comportamiento de dichos puntos de acceso de femtocélulas de tal manera que dicha MMF cree que dichos equipos de usuario permanecen conectados al mismo punto de acceso de femtocélulas.

Aparato y procedimiento para gestión de movilidad local en una red de femtocélulas agrupadas

La presente invención se refiere a una red de femtocélulas agrupadas que incluye una pluralidad de puntos de acceso de femtocélulas que están conectados a través de una interfaz lógica a una red móvil con el fin de proporcionar a los equipos de usuario acceso radioeléctrico a dicha red móvil, en la que dicha red móvil incluye una Función de Gestión de Movilidad (MMF, Mobility Management Function). Además, la presente invención se refiere a un procedimiento para operar dicha red de femtocélulas agrupadas.

En la presente solicitud se hará referencia a varios documentos que contienen especificaciones técnicas. Para favorecer la sencillez, se hace referencia a los documentos del modo siguiente:

[1] 3GPP, "TS 36.3 V8.1.; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E- UTRA) and Evolved Universal 15 Terrestrial Radio Access NetWork (E- UTRAN); Overall description; Stage 2", Sept. 29

[2] 3GPP, 'TS 23.41 V8.8.; Technical Specification Group Services and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS) enhancements for Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN) access", Dic. 29

[3] 3GPP, "TS 36.423 V9..; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); X2 Application Protocol (X2AP)", Sept. 29

[4] 3GPP, "TS 36.413 V9..; Technical Specification Group Radio Access Network; Evolved Universal Terrestrial 25 Radio Access Network (E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP)", Sept. 29

[5] Solimán y col. Hierarchical Mobile IPv6 Mobility Management (HMIPv6). IETF RFC 414.

[6] WiMAX Forum, "WMF-T32-1-R15v1; WiMAX Forum Network Architecture; Architecture Tenets, Reference 3 Model and Reference Points; Base Specifications", Nov. 29

Los Puntos de Acceso de Femtocélulas (FAP, Femtocell Access Points) son esencialmente versiones en pequeña escala de las Estaciones de Base (BS, Base Stations) (de macrocélulas) que proporcionan Equipos de Usuario (UE, User Equipments, por ejemplo, teléfonos móviles y tabletas de Internet) con acceso radioeléctrico a una Red Móvil 35 (MN, Mobile Network). Una característica distintiva de los FAP es que -a diferencia de las BS- son instalados por los clientes de un Operador de Redes Móviles (MNO, Mobile Network Operator) por sí mismos y en sus instalaciones en modo "enchufar y usar". Sin embargo, aunque los FAP son desplegados por los clientes de los MNO forman parte de la Red de Acceso Radioeléctrico (RAN, Radio Access Network) del MNO y así tienen requisitos similares que las BS. Específicamente, todas las funciones relacionadas con la gestión de la movilidad y la gestión radioeléctrica están 4 bajo el control del MNO y se manejan de una forma uniforme para garantizar la coexistencia radioeléctrica entre los FAP y las BS y también para permitir la movilidad de usuarios entre ellos.

Para intercambiar datos de usuario y datos de control (por ejemplo, mensajes de señalización) entre los FAP y la Red Móvil, los FAP se conectan a través de una interfaz lógica a la MN similar a las BS. Físicamente, sin embargo, 45 los datos de un FAP de un cliente del MNO son enviados por la red local del cliente, y a continuación por el enlace de retroceso del cliente a Internet público, y finalmente a través de Internet público a la MN del operador respectivo (y a la inversa). Se incrementa así la carga de tráfico en la red del cliente y en particular en el enlace de retroceso, que a menudo supone un estrangulamiento de los recursos. Además, los mensajes de señalización experimentan una latencia incrementada en comparación con las conexiones rápidas entre las BS y la MN.

En muchos casos, cada uno de los clientes del MNO (por ejemplo, un domicilio privado) desplegará un único FAP. En el caso de Redes de Femtocélulas Agrupadas (CFN, Clustered Femtocell Networks), un gran número de los FAP son desplegados por una organización con la intención de construir una red móvil que se beneficie del concepto de Femtocélula (es decir, mayor caudal, mejor cobertura, etc.), pero al mismo tiempo use tecnologías contrastadas y 55 ampliamente usadas tales como 3GPP LTE o WiMAX móvil. Un ejemplo típico de una Red de Femtocélulas Agrupadas es una Red de Femtocélulas de Empresa. En este caso, la Empresa despliega una Red de Femtocélulas interna que está todavía técnicamente bajo el control de un operador de red móvil.

Una CFN se despliega probablemente para un gran número de usuarios de dispositivos móviles. Esto significa que

la velocidad de traspasos intra-FAP de los UE (es decir, desde un FAP de una CFN a otro FAP de la misma CFN), de entrada (es decir, de la red de macrocélulas a la CFN) y de salida (es decir, de la CFN a la red de macrocélulas) es potencialmente alta. También, es probable que una cantidad importante de tráfico de voz o datos sea local en la CFN, por ejemplo, se Intercambie entre UE conectados a los FAP de la misma CFN.

En las arquitecturas de MN actuales, los datos de usuario entre dos UE locales deberían enviarse a través de la Función de Gestión de Movilidad (MMF) respectiva de estos UE dentro de la MN. Debe entenderse que el término general "Función de Gestión de Movilidad" se refiere a la función correspondiente dentro de cada tecnología específica, por ejemplo, SGSN en 3GPP, MME/S-GW en 3GPP LTE [1,2] y las funciones HO y DP en una 1 arquitectura WiMAX [6], Para que la MMF se vea implicada en toda la gestión de movilidad, los datos deben atravesar el enlace de retroceso de la CFN e Internet público dos veces: una vez cuando se envían desde la CFN a la entidad o entidades de gestión de movilidad en la MN y una vez en el camino de retorno. Análogamente, cuando tiene lugar un traspaso dentro de la CFN, deben intercambiarse mensajes de señalización de gestión de movilidad entre los FAP implicados y la función de gestión de movilidad dentro de la MN.

La gestión de movilidad localizada para las CFN no se contempla actualmente en las normas de la arquitectura MN. Un enfoque sencillo para implementar una gestión de movilidad localizada consistiría en adoptar un enfoque jerárquico (por ejemplo, similar a [5]), en el que el punto de anclaje de la movilidad en la MN es responsable del manejo de la movilidad entre la red de macrocélulas y la o las CFN y en el que cada CFN tendría un punto de 2 anclaje de la movilidad local subordinado para el manejo de la movilidad local. Sin embargo, esto requeriría la introducción de una nueva interfaz entre los puntos de anclaje de movilidad de la MN y los niveles de CFN, así como cambios en la implementación del anclaje de la movilidad de nivel MN, que tendrían que ver al mismo tiempo con las BS, los FAP individuales y los anclajes de la movilidad de la CFN.

Como las arquitecturas de MN actuales apoyan una "reselección" de un punto de anclaje de la movilidad de un UE, otro enfoque consistiría en colocar un punto de anclaje de la movilidad regular en cada CFN. Los traspasos de entrada y de salida se implementarían entonces a través de una reselección entre puntos de anclaje de movilidad homólogos. El inconveniente de este enfoque es que la interfaz entre puntos de anclaje de movilidad no está asegurada, ya que se supone que es una interfaz interna del MNO y sólo está expuesta a los clientes de máxima 3 confianza (si los hubiere).

Además, las soluciones de la técnica anterior proporcionan gestión de movilidad localizada para picocélulas o UMA (Acceso Móvil Sin Licencia, UnHcensed Mobile Access) mediante la implementación local de una Red de Acceso Radioeléctrico completa que está integrada en la red del MNO. Como las picocélulas son propiedad exclusiva y 35 están manejadas completamente por el MNO, esta solución no plantea problemas de seguridad, sino que requiere una integración significativamente profunda con la MN y se acompaña de una carga adicional no desdeñable para el aprovisionamiento por el MNO. En consecuencia, dichas soluciones son ofrecidas por el MNO a sus mayores clientes, en el mejor de los casos.

El documento XP5163296 titulado "EUTRAN Proxy in support of massive deployment of HNBs", de Mitsubishi Electric y publicado el 5-2-28 por 3GPP, desvela una arquitectura intermediaria de HNB de nodos B domésticos en la que se despliega un número enorme de eNodoB domésticos.

El documento XP5163662 titulado "Impact on S1AP from HeNB GW concept" de NSN y publicado el 18-2-28 45 por 3GPP, expone los impactos causados por "HeNBs S1 simplification by means of HeNB GW" y "EUTRAN proxy in support of massive deployment of HNBs" y propone soluciones de traspaso.

El documento W218614, titulado "METHOD AND DEVICE FOR DATA PROCESSING IN AN ACCESS... [Seguir leyendo]

1. Red de femtocélulas agrupadas que incluye una pluralidad de puntos de acceso de femtocélulas que están conectados a través de una interfaz lógica a una red móvil con el fin de proporcionar a los equipos de usuario

acceso radioeléctrico a dicha red móvil, en la que dichos equipos de usuario pueden realizar traspasos entre dichos puntos de acceso de femtocélulas, y en la que dicha red móvil incluye una Función de Gestión de Movilidad (MMF, Mobility Management Function),

caracterizada porque se proporciona una función lógica (Función de Gestión de Movilidad Intermediaria, P-MMF, 1 Proxy Mobility Management Function) que facilita la gestión de movilidad local de dichos equipos de usuario en dicha red de femtocélulas agrupadas, en la que dicha P-MMF oculta dichos traspasos de dicha MMF interceptando e interpretando la señalización relacionada con la movilidad entre dicha MMF y dichos puntos de acceso de femtocélulas de tal manera que emula hacia dichos puntos de acceso de femtocélulas el comportamiento de dicha MMF de la red móvil en el manejo de dichos traspasos y hacia dicha MMF de la red móvil el comportamiento de 15 dichos puntos de acceso de femtocélulas de tal manera que dicha MMF cree que dichos equipos de usuario permanecen conectados al mismo punto de acceso de femtocélulas.

2. Red según la reivindicación 1, en la que dicha P-MMF está configurada para enviar y/o generar selectivamente mensajes de señalización modificados de forma apropiada hacia dicha MMF de la red móvil.

3. Red según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que dicha P-MMF realiza acciones sobre la base de algoritmos propios para optimizar la movilidad dentro de dicha red de femtocélulas agrupadas.

4. Red según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que dicha P-MMF, en el caso en que un 25 equipo de usuario se conecta inicialmente a un punto de acceso de femtocélulas dentro de dicha red de femtocélulas

agrupadas, está configurada para dejar pasar la señalización relacionada con el traspaso entre dicha MMF y el punto inicial de acceso de femtocélulas sin modificaciones.

5. Red según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que dicha P-MMF, en el caso en que un

equipo de usuario no está conectado al punto inicial de acceso de femtocélulas, modifica los mensajes de

señalización de salida a la red móvil sustituyendo dicho punto de acceso de femtocélulas actual del equipo de usuario por dicho punto inicial de acceso de femtocélulas y a la inversa para mensajes de señalización de entrada desde la red móvil.

6. Red según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que dicha P-MMF, en el caso en que un

equipo de usuario no está conectado a su punto inicial de acceso de femtocélulas, realiza una resincronización de

dicha información de estado del equipo de usuario con dicha MMF.

7. Red según la reivindicación 6, en la que dicha P-MMF realiza dicha resincronización emulando hacia 4 dicha MMF un traspaso desde dicho punto de acceso de femtocélulas del equipo de usuario a su punto de acceso

de femtocélulas actual.

8. Red según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que dicha P-MMF incluye una función que redirige el tráfico de datos y/o del plano de usuario desde dicha red móvil al punto de acceso de femtocélulas actual

de un equipo de usuario.

9. Red según la reivindicación 8, en la que dicha P-MM incluye adicionalmente una función que reescribe el tráfico de datos y/o del plano de usuario desde el punto de acceso de femtocélulas actual de dicho equipo de usuario a dicha red móvil de manera que parece provenir desde el punto de acceso de femtocélulas del equipo de

usuario.

1. Red según la reivindicación 8 ó 9, en la que dicha P-MMF, para dicha redirección del tráfico de datos, se implementa con una Entidad de Gestión de Movilidad Intermediaria (Proxy MME) que está soportada por una Pasarela de Servicio Intermediaria (S-GW Intermediaria).

11. Red según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 1, en la que dicha P-MMF intercepta el tráfico enviado desde un punto de acceso de femtocélulas de dicha red de femtocélulas agrupadas a otro punto de acceso de femtocélulas de dicha red de femtocélulas agrupadas y localiza el manejo del tráfico.

12. Red según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que se proporcionan múltiples P-MMF, estando asociada cada P-MMF con una o más MMF dentro de dicha red móvil.

13. Procedimiento para operar una red de femtocélulas agrupadas, en particular una red de femtocélulas 5 agrupadas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que dicha red de femtocélulas agrupadas incluye

una pluralidad de puntos de acceso de femtocélulas que están conectados a través de una interfaz lógica a una red móvil con el fin de proporcionar a los equipos de usuario acceso radioeléctrico a dicha red móvil, en la que dichos equipos de usuario pueden realizar traspasos entre dichos puntos de acceso de femtocélulas, y en la que dicha red móvil incluye una Función de Gestión de Movilidad (MMF),

caracterizado porque se proporciona una función lógica (Función de Gestión de Movilidad Intermediaria P-MMF) que facilita la gestión de movilidad local de dichos equipos de usuario en dicha red de femtocélulas agrupadas, en la que dicha P-MMF oculta dichos traspasos de dicha MMF interceptando e interpretando la señalización relacionada con la movilidad entre dicha MMF y dichos puntos de acceso de femtocélulas de tal manera que emula hacia dichos puntos 15 de acceso de femtocélulas el comportamiento de dicha MMF de la red móvil en el manejo de dichos traspasos y hacia dicha MMF de la red móvil el comportamiento de dichos puntos de acceso de femtocélulas de tal manera que dicha MMF cree que dichos equipos de usuario permanecen conectados al mismo punto de acceso de femtocélulas.