Transiciones eficientes entre estados operativos en una red de comunicación.

Un método para transiciones eficientes entre estados operativos en una red de comunicación,

comprendiendo el método las etapas de:

tener una estación de telefonía móvil en un estado Inactivo;

requerir una transferencia de datos;

pasar la estación de telefonía móvil del estado Inactivo a un estado Activo; y caracterizado por establecer una conexión entre una Función de Encaminamiento de IP (106) y una Función de Portadora de RF (110) de manera que una conexión existente desde la Función de Encaminamiento de IP (106) a una Función de Control de Localización (108) es modificada de manera que la conexión ahora finaliza en la Función de Portadora de RF (110) sin pasar a través de la Función de Control de Localización (10$); donde la Función de Portadora de RF (110) es: i) un equipo de Sitio de Base y un Selector, ii) un Selector y una o más Estaciones de Emisor - Receptor de Base, iii) un Selector y una o más Estaciones de Base, o iv) uno o más Puntos de Acceso; y la Función de Control de Localización (1Q$) es: i) una Función de Control de Paquetes, o ii) un Controlador de Localización de un Controlador de Punto de Acceso Celular (107).

Transiciones eficientes entre estados operativos en una red de comunicaciïn Campo de la invenciïn La presente invenciïn se refiere en general al campo de los sistemas de comunicaciïn, y mïs particularmente, a equipos de comunicaciones de establecimiento de llamada.

Antecedentes de la invenciïn En estïndar de datos en paquetes del 3GPP2 TIA/EIA/IS835 CDMA 2000 Wireless IP Network Standard, (IS-835) y el estïndar de comunicaciïn 802.16-2005 del IEEE denominado en esta memoria WiMAX) , entre otros sistemas de comunicaciïn de datos en paquetes, pueden especificar un estado Activo y un estado Durmiente (En reposo) para un dispositivo de comunicaciïn inalïmbrico, tal como una estaciïn de telefonïa mïvil (MS - Mobile Station, en inglïs) , durante una sesiïn de datos en paquetes. En el estado Activo, la MS estï conectada al equipo de infraestructura a travïs de una conexiïn de RF dedicada. Por ejemplo, en el IS-835 la infraestructura proporciona una conexiïn dedicada entre una Estaciïn de Emisor - Receptor de Base (BTS -Base Transceiver Station, en inglïs) y una Funciïn de Control de Paquetes (PCF - Packet Control Function, en inglïs) . La PCF estï conectada a un Nodo de Servicio de Datos en Paquetes, que estï conectado a una red de paquetes. Una llamada de paquetes entra en el estado Activo cuando hay una rïfaga de datos en paquetes que transmitir. La llamada de paquetes puede cambiar entre el estado Activo y el estado Durmiente (En Reposo) muchas veces, dependiendo de la naturaleza en rïfagas de los datos y de la duraciïn del periodo de tiempo.

En el estado Durmiente, cuando la MS no estï transmitiendo o recibiendo datos, la conexiïn de Radio Frecuencia (RF) dedicada y la conexiïn dedicada entre la BTS y la PCF son liberadas. La llamada de paquetes pasa del estado Activo al estado Durmiente cuando no ha habido ninguna transmisiïn de datos durante un periodo de tiempo predeterminado. Mientras la sesiïn de paquetes estï en el estado Durmiente, los datos de la portadora no pueden ser transmitidos, y deben ser almacenados temporalmente. Un elemento de red es responsable de rastrear la movilidad de la MS, recibiendo datos en paquetes, y almacenïndolos temporalmente hasta que la MS estï de nuevo activa. Por ejemplo, la Funciïn de Control de Paquetes sïlo resulta ïtil cuando el mïvil estï Durmiente. Guarda el contexto para el mïvil Durmiente y mantiene un tïnel con el PDSN. Cuando los datos empiezan a fluir desde el lado de la red, el PDSN envïa el paquete a la PCF, lo que hace que el PDSN transmita una solicitud de Servicio de BS al MSC. El mïvil es a continuaciïn localizado y cuando responde se le asigna al mïvil un canal de trïfico (TCH - Traffic CHannel, en inglïs) y un Selector, que a continuaciïn pasa de estado Durmiente a Activo. En resumen, para transmitir los datos almacenados temporalmente a la MS, a la llamada debe asignïrsele una conexiïn de RF dedicada, y debe restablecerse una conexiïn dedicada entre la BTS y la PCF. El retardo en el que se incurre para restablecer una conexiïn dedicada entre la MS y la PCF (es decir, poner en tïnel y quitar de tïnel a travïs de las interfaces A10 y A8) tiene in impacto negativo en la calidad del servicio de datos. Ademïs, durante el estado Activo la PCF actïa como nada mïs que un conducto para los datos entre la MS y el PDSN. Asï, los recursos de PCF son innecesarios cuando el mïvil estï Activo. Un proceso similar ocurre para las comunicaciones de WiMAX.

Los estïndares actuales imponen un elevado coste de transacciïn en elementos de procesamiento centralizados para el tiempo necesario para transiciones de Durmiente (En reposo) a Activo. El tiempo necesario tiene un impacto potencialmente negativo en la percepciïn del servicio de datos de un abonado. Estos problemas potencian las configuraciones en las que la conexiïn de RF se mantiene durante un largo periodo de tiempo tras la transmisiïn de una rïfaga de datos, de manera que una subsiguiente rïfaga de datos puede ser inmediatamente transmitida. No obstante, mantener una conexiïn durante un periodo de tiempo innecesariamente largo supone un uso ineficiente de los recursos de RF. Por ejemplo, si un canal es mantenido durante sesenta segundos para la transmisiïn de una serie de rïfagas de datos en paquetes, un canal puede ofrecer sesenta Intentos de Llamada en Hora Punta (un canal * 3600/60) . Si, sin embargo, el canal se mantiene sïlo durante cinco segundos para la transmisiïn de una rïfaga, un canal puede ofrecer 720 BHCA (1 canal * 360/5) . En el ïltimo caso, las transiciones de Durmiente a Activo (es decir, intentos de llamada) aumentarïn porque el canal se mantiene durante un periodo de tiempo mïs corto. En el primer caso, el largo periodo de inactividad disminuye la utilizaciïn efectiva del canal dedicado, y aumenta el nïmero de canales dedicados requerido para soportar el servicio de datos en paquetes.

Una soluciïn de la tïcnica anterior, proporcionada en el documento Pat. de US No 6.965.588, introduce un estado Semi-Durmiente para abordar este problema. En esta referencia, para el estado Durmiente, el elemento de red que mantiene la conexiïn al PDSN es la PCF, y en el estado Semi-Durmiente, el elemento de red que mantiene la conexiïn entre para el PDSN es la Unidad de Selecciïn y Distribuciïn (SDU - Selection and Distribution Unit, en inglïs) . En el estado Durmiente, la SDU es liberada, manteniendo la PCF la conexiïn al PDSN. Cuando la MS estï en el estado Semi-Durmiente, el elemento de red que mantiene la conexiïn entre el BS y el PDSN para la llamada es la SDU. Cuando un mïvil se mueve del estado Activo al Semi-Durmiente, el canal de trïfico se libera pero la SDU permanece asignada. Existe una ruta entre la SDU y el PDSN a travïs de la PCF. Cuando el mïvil estï en el estado Semi-Durmiente, existen rutas entre la SDU a la PCF y la PCF al PDSN. No existe ningïn canal de trïfico sobre la conexiïn de RF. Una vez que el mïvil pasa del estado Durmiente al Activo, existirï un canal de trïfico desde la MS a la SDU a travïs de la BTS. No obstante, esto resulta en que la PCF siempre estï presente y es utilizada. Al mïvil

se le envïan direcciones del elemento de servicio, y la direcciïn de IP tanto de la PCF como de la SDU son enviadas al mïvil, de manera que cuando el mïvil pasa a Activo tanto la SDU como los elementos de la PCF que sirven a ese mïvil pueden ser rïpidamente identificados. Esta soluciïn, aunque efectiva requiere la coordinaciïn de un estado tercero, Semi-Durmiente, y requiere ademïs que la PCF estï en la ruta de comunicaciïn mientras que el mïvil estï Activo, lo que desperdicia recursos de RF.

El documento US 2003/099214 A1 describe un aparato y mïtodo para optimizar la transiciïn de una Estaciïn de Telefonïa mïvil (MS - Mobile Station, en inglïs) entre los estados de operaciïn para el servicio de datos en paquetes. Se establece una conexiïn de RF entre la MS y el Equipo de Sitio de Base (BS -Base Site, en inglïs) para la transmisiïn de paquetes de datos. Tras un periodo de inactividad de transmisiïn, la conexiïn de RF es liberada y el BS proporciona a la MS el identificador de equipo del elemento de red que mantendrï la conexiïn con un PDSN. La MS guarda el identificador mientras estï en el estado Durmiente y en un nuevo estado Semi-Durmiente y envïa el identificador al BS cuando solicita la reactivaciïn. En el estado Durmiente, el elemento de red que mantiene la conexiïn al PDSN es la PCF. En el estado Semi-Durmiente, el elemento de red que mantiene la conexiïn entre al PDSN es la SDU. Cuando el BS tiene datos que transmitir a una MS en el estado Semi-Durmiente, su canal asigna la MS en el estado Activo de acuerdo con los controles reportados en los Mensajes de Reporte de Mediciïn de RF recibidos previamente desde la MS.

Por lo tanto, existe una necesidad de un mïtodo y aparato para transiciones eficientes entre estados operativos en una red de comunicaciïn, y en particular para pasar a un dispositivo de comunicaciïn inalïmbrico entre el estado Durmiente y el estado Activo mediante una eficiente conexiïn de recursos de RF dependiendo de si hay datos de portadora que transmitir.

Breve descripciïn de los dibujos La invenciïn estï seïalada con particularidad en las reivindicaciones adjuntas. No obstante, otras caracterïsticas de la invenciïn resultarïn mïs evidentes y la invenciïn se comprenderï mejor por referencia a la descripciïn detallada que sigue junto con los dibujos que se acompaïan, en los cuales:

la FIG. 1 es un diagrama de bloques funcional de un sistema que puede ser utilizado para implementar el aparato y mïtodo de la presente invenciïn;

la FIG. 2 es un diagrama de bloques de los cambios operacionales de una primera realizaciïn introducidos por la presente invenciïn;... [Seguir leyendo]

1. Un mïtodo para transiciones eficientes entre estados operativos en una red de comunicaciïn, comprendiendo el mïtodo las etapas de:

tener una estaciïn de telefonïa mïvil en un estado Inactivo;

requerir una transferencia de datos;

pasar la estaciïn de telefonïa mïvil del estado Inactivo a un estado Activo; y caracterizado por establecer una conexiïn entre una Funciïn de Encaminamiento de IP (106) y una Funciïn de Portadora de RF (110) de manera que una conexiïn existente desde la Funciïn de Encaminamiento de IP (106) a una Funciïn de Control de Localizaciïn (108) es modificada de manera que la conexiïn ahora finaliza en la Funciïn de Portadora de RF (110) sin pasar a travïs de la Funciïn de Control de Localizaciïn (10$) ;

donde la Funciïn de Portadora de RF (110) es: i) un equipo de Sitio de Base y un Selector, ii) un Selector y una o mïs Estaciones de Emisor - Receptor de Base, iii) un Selector y una o mïs Estaciones de Base, o iv) uno o mïs Puntos de Acceso; y la Funciïn de Control de Localizaciïn (1Q$) es: i) una Funciïn de Control de Paquetes, o ii) un Controlador de Localizaciïn de un Controlador de Punto de Acceso Celular (107) .

2. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en el que la etapa de transferencia incluye crear un tïnel utilizando un procedimiento de transferencia de Inter-PCF.

3. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en el que la Funciïn de Encaminamiento de IP (106) es un Nodo de Servicio de Datos en Paquetes, PDSN.

4. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en el que la Funciïn de Portadora de RF (110) es un Selector y al menos una Estaciïn de Base, la PCF (108) es una Funciïn de Control de Paquetes, y la Funciïn de Encaminamiento de IP

(106) es un Nodo de Servicio de Datos en Paquetes (PDSN - Packet Data Service Node, en inglïs) , y donde la etapa de transferencia incluye transferir el tïnel del contexto de la ruta de portadora A10 desde la Funciïn de Control de Paquetes al Selector.

5. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en el que la Funciïn de Portadora de RF (110) es un Selector, la PCF (108) es una Funciïn de Control de Paquetes y la Funciïn de Encaminamiento de IP (106) es un Nodo de Servicio de Datos en Paquetes, PDSN, y donde la etapa de requerir incluye que la PCF (108) recibe datos para su transferencia a la estaciïn de telefonïa mïvil Inactiva, con lo cual comprende ademïs las etapas de:

alertar a una funcionalidad de Control de Llamada, CC en un Controlador de Estaciïn de Base, BSC, que es responsable de una interfaz A1;

enviar una Solicitud de Servicio de BS al CC;

enviar un mensaje de localizaciïn en la interfaz A1 a la estaciïn de telefonïa mïvil;

responder al mensaje de localizaciïn; y

asignar un Selector para la estaciïn de telefonïa mïvil;

donde la etapa de transferencia incluye transferir el contexto de llamada y los datos almacenados temporalmente para la estaciïn de telefonïa mïvil a ese Selector, y establecer un tïnel A10 con el PDSN.

6. El mïtodo de la reivindicaciïn 6, que comprende tambiïn las etapas de:

entrar en el estado Inactivo por parte de la estaciïn de telefonïa mïvil;

notificarlo a la PCF; y

permitir que la PCF mueva el tïnel A10 de nuevo hacia sï misma.

7. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en el que la Funciïn de Portadora de RF (110) es un Selector y al menos uno de Estaciïn de Base, la PCF (108) es una Funciïn de Control de Paquetes, y la Funciïn de Encaminamiento de IP

(106) es un Nodo de Servicio de Datos en Paquetes, PDSN, y donde la etapa de requerir incluye el que la estaciïn de telefonïa mïvil origine datos para su transferencia desde la estaciïn de telefonïa mïvil, donde la etapa de transferencia incluye permitir que el Selector eluda a la PCF (108) y transfiera el tïnel A10 sobre sï mismo.

8. El mïtodo de la reivindicaciïn 1, en el que la Funciïn de Portadora de RF (110) es un Punto de Acceso, AP, la PCF (108) es una Funciïn de Control de Localizaciïn, y la Funciïn de Encaminamiento de IP (106) es una del grupo de un Encaminador de IP estïndar y un Agente Externo, FA, y donde la etapa de requerir incluye que la PCF (108) ponga en cola los datos entrantes para su transferencia a una estaciïn de telefonïa mïvil Inactiva, y donde la etapa

de transferencia incluye permitir que el AP eluda a la PCF (108) y transfiera una conexiïn de transporte directamente al Encaminador de IP.

9. Un sistema para transiciones eficientes entre estados operativos en una red de comunicaciïn, comprendiendo en sistema:

una estaciïn de telefonïa mïvil, MS, en un estado Inactivo, requiriendo la MS una transferencia de datos entre la red y la MS, pasando la MS del estado Inactivo a un Estado Activo;

una Funciïn de Portadora de RF (110) ;

una Funciïn de Encaminamiento de IP (106) ;

una Funciïn de Control de Localizaciïn (108) ; y caracterizado por

un medio para establecer una conexiïn entre la Funciïn de Encaminamiento de IP (106) y la Funciïn de Portadora de RF (110) de manera que una conexiïn existente desde la Funciïn de Encaminamiento de IP

(106) a la Funciïn de Control de Localizaciïn (108) es modificada de manera que la conexiïn ahora finaliza en la Funciïn de Portadora de RF (110) sin pasar a travïs de la Funciïn de Control de Localizaciïn (108) ;

donde la Funciïn de Portadora de RF (110) es: i) un equipo de Sitio de Base y un Selector, ii) un Selector y

una o mïs Estaciones de Emisor - Receptor de Base, iii) un Selector y una o mïs Estaciones de Base, o iv) uno o mïs Puntos de Acceso; y la Funciïn de Control de Localizaciïn (108Q) es: i) una Funciïn de Control de Paquetes, o ii) un Controlador de Localizaciïn de un Controlador de Punto de Acceso Celular (107) .