INTERFAZ DE CAPA DE ACCESO Y PROCEDIMIENTO DE GESTIÓN DE DISPOSITIVOS EN UNA RED CELULAR DE TELECOMUNICACIONES MULTIRRADIO.

Interfaz de capa de acceso y método de gestión de dispositivos en una red celular de telecomunicaciones multirradio.

Permite acceder de forma indistinta a diversas entidades de red de cualquier RAT de una red a partir de conexiones (lógicas, físicas o una combinación de ambas) para permitir conexiones MultiRAT con LTE y UMTS agregados simultáneamente con una posibilidad de terminal así como cualquier otra inteligencia de dirección del tráfico capaz de aprovechar la información de carga y cobertura de diferentes sistemas como LTE y UMTS. La interfaz y el procedimiento gestionan el intercambio de información de la carga de las celdas y también al nivel del sistema, incluyendo información de diferentes RATs, del UE con cobertura, y de la carga detallada, ya que la interfaz tiene acceso a al menos una de una primera y una segunda RAT de la red celular de telecomunicaciones.

INTERFAZ DE CAPA DE ACCESO Y PROCEDIMIENTO DE GESTIÓN DE DISPOSITIVOS EN UNA RED CELULAR DE TELECOMUNICACIONES MULTIRRADIO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a interfaces en las capas de acceso de redes de comunicaciones móviles inalámbricas. En particular, la invención se refiere a la gestión eficiente de redes de comunicaciones móviles inalámbricas que ofrecen una pluralidad de tecnologías de acceso radio diferentes. 10

ANTECEDENTES

Con la introducción de los sistemas de cuarta generación LTE (4G) las Redes móviles multi-RAT (Tecnología de Acceso Radio) del futuro cercano estarán caracterizadas por la coexistencia de diferentes 15 tecnologías de acceso radio, como UMTS-UTRAN, y LTE entre otras. Los operadores de redes móviles deberán elegir la mejor tecnología de acceso radio en la que acampar o para llevar un servicio en cualquier momento. Por lo tanto, la gestión eficiente de la red de radio es muy importante; por ello hay una necesidad de intercambio de información entre 3G y LTE (4G) para maximizar la eficiencia espectral del sistema (ambas redes se solapan) . 20

Hoy en día hay soluciones relacionadas con este problema como las disponibles en http://mobilesociety.typepad.com/mobile_life/2009/07/how-the-lte-core-network-talks-to-umts-and-gsm.html, que describen el uso de un APN especial que activa el uso de un GGSN/PDN-GW combinado cuando se establece la conexión o en http://www.althos.com/tutorial/UMTS-LTE-tutorial-network-25 interfaces.html donde una figura muestra elementos de red UMTS LTE clave y cómo se interconectan entre sí. Las interfaces de red UMTS definen las características y procesos que se usan para conectar los elementos de red entre sí o a otros sistemas. Estos dos vínculos de soluciones hacen referencia a la interfaz S3, cuya interfaz conecta la Red Central de LTE (MME) con la Red Central de 2G/3G (SGSN) ; realmente esto puede permitir el intercambio de cierta información de la carga de la red de acceso radio 30 pero muy limitado en volumen y eficiencia.

Las tecnologías de Acceso Radio (RATs) adoptadas en las redes de telecomunicaciones celulares son analizadas de forma conveniente en términos de "generaciones". Las tecnologías de segunda generación (2G) incluyen GSM, GPRS, D-AMPS y CDPD, por ejemplo: mientras que las tecnologías de tercera 35 generación (3G) incluyen UMTS, CDMA2000 y WD-CDMA por ejemplo. En ciertos escenarios "Más allá de 3G" a veces denominados "4G", se introduce la tecnología Long Term Evolution (LTE) . Las generaciones "más antiguas" en general no han caído en desuso y es típico que la tecnología LTE se implemente en arquitecturas de red celulares que ya proporcionan el acceso usando las tecnologías existentes 3G (UMTS) y 2G (GSM-GPRS) (con una cobertura geográfica que se solapa sustancialmente) : 40 el término "multi-RAT" se usa comúnmente para describir tales arquitecturas de red celulares.

Con la introducción de los sistemas de cuarta generación LTE las redes móviles multi-RAT del futuro cercano estarán caracterizadas por la coexistencia de diferentes tecnologías de acceso radio, como UMTS-UTRAN, y LTE. Los operadores de redes móviles deberán elegir la mejor tecnología de acceso 45 radio en la que acampar o para llevar un servicio en cualquier momento. Por lo tanto, la gestión eficiente de la red de radio es muy importante por ello hay una necesidad de intercambio de información entre RATs (en particular entre 3G y LTE) para maximizar la eficiencia espectral del sistema donde las RATs proporcionan una cobertura que se solapa.

Por el momento, cuando cada una de estas tres tecnologías de radio (GPRS, UMTS, LTE) está disponible para los usuarios, cada Equipo de Usuario (UE) acamparía, por defecto, en la tecnología a la que el operador de red móvil asignara el nivel de prioridad más elevado, es decir LTE por encima de UMTS por encima de GPRS. Un UE sólo se redirige habitualmente a otra tecnología donde hay una probabilidad elevada de pérdida y/o cobertura o capacidad. Este criterio para redirigir a un usuario a una tecnología de 55 radio no es óptimo para la mayoría de las aplicaciones, ya que los requisitos (por ejemplo, la sensibilidad a la latencia) para cada aplicación son diferentes.

Los suscriptores que desean acceder a servicios de paquetes móviles desde un dispositivo de computación portátil, como un ordenador portátil o un netbook, tienen una serie de opciones: el dispositivo portátil puede tener un módulo de red de acceso de área extensa inalámbrica (WWAN) o módem de acceso radio celular integrado; puede elegir acoplar su dispositivo físicamente o a través de una tecnología inalámbrica de corto alcance (como Bluetooth [RTM] o Zigbee[RTM]) a un dispositivo de comunicaciones celular; o puede usar un módem celular externo dedicado, que se acople al dispositivo 5 portátil a través de una interfaz existente como PCMCIA o USB. Se conoce que tales dispositivos de acceso pueden estar adaptados para proporcionar acceso a más de una redes de acceso radio diferentes - mientras están activos en sólo una red de acceso en un momento dado: de ese modo un dongle para módem USB habilitado para LTE también puede tener capacidades 2G y/o 3G.

Los suscriptores pueden querer beneficiarse de más de una de estas opciones de acceso a servicios de paquetes simultáneamente. En una disposición típica, el usuario obtiene dos dispositivos de módem celulares dedicados disponibles en el mercado, habitualmente dongles USB, y acopla ambos módems a su dispositivo de computación.

Se conoce la provisión de una interfaz de la red central entre elementos de red UMTS y LTE: la interfaz, S3, conecta la Red Central de LTE (MME) con la Red Central de 2G/3G (SGSN) . Es la interfaz entre SGSN y MME y permite al usuario y al portador el intercambio de información para la movilidad entre redes de acceso 3GPP en estado inactivo y/o activo, se basa en el punto de referencia Gn definido entre SGSNs. Mientras que esta interfaz permite un intercambio de información de la carga de la red de acceso 20 radio, ese intercambio está muy limitado en volumen y eficiencia ya que no hay ningún enrutamiento directo de flujo de datos.

DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con un primer aspecto de la invención se proporciona una interfaz de la capa de acceso entre diferentes tecnologías de acceso radio RATs.

La interfaz de capa de acceso implementada y el procedimiento de la misma permiten no sólo el intercambio de información de la carga de las celdas, sino también el intercambio de información a nivel 30 del sistema, incluyendo información de diferentes RATs, información del UE con cobertura, e información de la carga detallada ya que la interfaz para la gestión del dispositivo en una red de comunicación multirradio descrita por la presente tiene acceso a al menos una de una primera y una segunda RAT [Tecnología de Acceso Radio], comprendiendo dicho acceso una conexión a un puerto del RNC de una primera RAT y una conexión a un puerto de un Nodo B de la segunda RAT. Dicha interfaz puede 35 funcionar con cualquier entidad que pertenezca a cualquier RAT, aunque las opciones preferidas son las que se dirigen a una RAT 3G/UMTS y una RAT LTE, comprendiendo la última eNodeBs en lugar de NodeBs.

Otro aspecto de la invención, relacionado con uno de los posibles escenarios cuando la primera RAT es 40 LTE y la segunda RAT es UMTS, es la posibilidad de que el eNodeB que pertenece a la primera RAT sea un nodo singleRAN entonces la conexión al RNC desde el eNodeB se logra por medio del NodeB de la RAT UMTS que actúa como un puente que establece una conexión directa entre dicho eNodeB y dicho NodeB; dicha conexión se puede establecer entre la banda base IuB del UMTS y la banda base IuB del LTE, de ese modo se establece una conexión desde el NodeB UMTS hasta el eNodeB LTE y desde éste 45 último hasta el RNC. Dicha conexión de puente se podría establecer por medio de la Cabecera de Radio Remota [RRH], el escenario sería similar siendo la primera RAT una RAT LTE y la segunda RAT una RAT UMTS entonces el eNodeB que pertenece a la primera RAT sigue siendo un singleRAN pero la conexión al puerto del RNC y al puerto del NodeB se establece por medio de la RRH [Cabecera de Radio Remota] que tiene conexiones a las RATs tanto primera como segunda, de ese modo dicha RRH actúa como un 50 puente.

Ya que la interfaz descrita por la presente está diseñada para reunir y acceder a diferentes datos de las entidades de red de las diferentes RATs, se necesitan algunos elementos con el fin de gestionar dichos datos; esa es la razón por la que la interfaz está provista de una pila IP, un módulo de recuperación de 55 información conectado a al menos una entidad de red que...

1. Interfaz de capa de acceso para la gestión de dispositivos en una red celular de telecomunicaciones multirradio caracterizada por tener acceso a al menos una de una primera y una segunda RAT [Tecnología de Acceso Radio], en la que la primera RAT es LTE y la segunda RAT es UMTS donde dicho 5 acceso comprende una primera conexión entre un puerto de un eNodeB de LTE y al menos un puerto del RNC de UMTS.

2. Interfaz de acuerdo con la reivindicación 1 donde el eNodeB que pertenece a la primera RAT es singleRAN, interfaz caracterizada porque la primera conexión adicionalmente comprende un enlace entre 10 el RNC de UMTS y un NodeB UMTS, y porque comprende una segunda conexión entre una banda base IuB del UMTS y una banda base IuB del LTE.

3. Interfaz de acuerdo con la reivindicación 1 donde el puerto del RNC de UMTS es un puerto Iur.

4. Interfaz de acuerdo con la reivindicación 1 donde el eNodeB que pertenece a la primera RAT es singleRAN, interfaz caracterizada porque la primera conexión adicionalmente comprende un enlace entre el RNC de UMTS y un puerto de un NodeB UMTS por medio de una RRH [Cabecera de Radio Remota] que tiene conexiones a ambas primera y segunda RATs, actuando dicha RRH como puente.

5. Interfaz de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes caracterizada porque comprende además:

- una pila IP, 25

- un módulo de recuperación de información conectado a al menos una entidad de red que pertenece a una de las RATs adaptado para recuperar información relacionada con una celda donde se asigna un UE [Equipo de Usuario] y para recuperar información de al menos un terminal móvil, y 30

- un módulo de comandos adaptado para enviar comandos a entidades de red de las RATs con el fin de distribuir tráfico e información del plano de control.

6. Procedimiento para la gestión del dispositivo en una red celular de telecomunicaciones multirradio comprendiendo dicha red al menos una primera RAT [Tecnología de Acceso Radio] y una segunda RAT 35 [Tecnología de Acceso Radio] siendo la primera y segunda RATs diferentes entre sí, al menos un UE [Equipo de Usuario] asignado en la primera RAT [Tecnología de Acceso Radio], y una interfaz de la capa de acceso que accede a al menos una entidad de red de una de las RATs [Tecnología de Acceso Radio], el procedimiento caracterizado porque comprende:

- establecer una conexión, usando la interfaz de la capa de acceso, entre una primera RAT que es LTE y una segunda RAT que es UMTS,

- medir, por medio de la interfaz de la capa de acceso, ciertas mediciones en celdas controladas por una segunda entidad de red diferente a una primera entidad de red que 45 controla la celda donde se asigna el Equipo de Usuario,

- recuperar información estática en los Equipos de Usuario controlados por dicha segunda entidad de red, y 50

- permitir que las entidades de red intercambien información y comandos entre las RATs para establecer, modificar y liberar las conexiones del plano de control y del plano de usuario entre ambas RATs..

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizado porque las mediciones se llevan a cabo 55 mediante un módulo de recuperación de información de la interfaz de la capa de acceso.

8. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7 caracterizado porque las entidades de red primera y segunda se seleccionan del grupo que consiste en: eNB, RNC y NodeB.

9. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 caracterizado porque ciertas mediciones en las celdas comprenden la medición de carga en una celda en el que dicha carga se selecciona entre: 5

- la carga para servicios en tiempo real (RT) , y

- la carga para servicios en tiempo no real (NRT) para enlace ascendente (UL) y enlace descendente (DL) . 10

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque el tiempo real (RT) /Tiempo No Real (NRT) se determina de acuerdo con las siguientes clases de tráfico: conversacional, de flujo continuo, interactivo y en segundo plano.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque la carga de celda es una cantidad relativa de recursos usados/libres.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9 caracterizado porque la carga de celda es una cantidad absoluta de capacidad libre (por ejemplo en Kbps) en la celda. 20

13. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12 caracterizado porque comprende además realizar, mediante eNodeB, una conexión de LTE a 3G en el que las ciertas mediciones comprenden una carga de Celdas 3G relacionada con un Porcentaje de la Capacidad de las Celdas 3G en términos de uso de Hardware. 25

14. Procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12 caracterizado porque comprende además realizar, mediante eNodeB, una conexión de 3g a LTE en el que la cierta medición comprende una carga de Celdas LTE expresada como el porcentaje de la Capacidad de las Celdas usada/libre en términos de: potencia TX, capacidad de Enlace ascendente, y recursos de Hardware para 30 el plano de señalización/usuario.