Asignación óptima de TMSI y P-TMSI en sistemas de comunicación móviles.

Un método de realización de un ajuste especial en un valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal para su uso en respuesta a una operación de reinicio,

comprendiendo el método:

determinar una cantidad entera mínima que sea mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados a un porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles, y

ajustar el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal como una función de la cantidad entera mínima.

Asignación óptima de TMSI y P-TMSI en sistemas de comunicación móviles Antecedentes La presente invención se refiere a sistemas de comunicaciones móviles, y más en particular a técnicas para asignar Identidades de Abonados Temporales Móviles (TMSIs) en sistemas de comunicaciones conmutados por circuito y/o conmutados por paquetes.

Los sistemas de comunicaciones móviles son bien conocidos. En las llamadas redes "celulares o "móviles", un área geográfica extensa se divide en las llamadas células. Cada célula está atendida por una estación de base correspondiente, la cual utiliza técnicas de radiocomunicación para enlazar unidades móviles situadas dentro de la célula con una parte con base en tierra del sistema de comunicación celular. La parte con base en tierra del sistema de comunicación celular (denominada Red Móvil Pública Terrestre - "PLMN") está capacitada no sólo para enlazar comunicaciones entre unidades móviles ubicadas en la misma o en diferentes células, sino también para conectar un usuario móvil con otras redes de comunicaciones, tal como la Red de Telefonía Pública Conmutada (PSTN) y/o una red de datos orientada por ordenador. De este modo, un usuario móvil puede ser capaz de establecer una llamada con (o recibir una llamada desde) un teléfono que no sea móvil (lo que se conoce como "Teléfono Viejo y Simple", o "POT") o para procesar un equipo conectado a una red de ordenador. Cuando un usuario de una unidad móvil se mueve desde una célula a otra, la responsabilidad de mantener cualquier llamada entrante en la que pueda estar participando se transfiere desde la célula original a la nueva célula "objetivo", en una operación conocida como "transferencia" o "traspaso".

La industria de las radiocomunicaciones celulares ha realizado progresos fenomenales en operaciones comerciales en muchos países en todo el mundo. El crecimiento en las áreas metropolitanas principales ha excedido de lejos las expectativas y ha superado rápidamente la capacidad del sistema. Si esta tendencia continúa, los efectos del crecimiento de esta industria alcanzarán pronto incluso a los mercados más pequeños. Se requieren soluciones innovadoras que cumplan con estas necesidades de capacidad creciente así como mantengan el servicio de alta calidad y eviten las subidas de precios.

Mientras que los principios básicos enunciados con anterioridad son en general aplicables a todos los sistemas de comunicaciones móviles de este tipo, cada implementación de sistema se realiza en conformidad con uno seleccionado de un número de posibles estándares. Con el fin de facilitar la comprensión de la invención, los diversos problemas y soluciones inventivas que se describen en la presente memoria se presentan en el contexto del bien conocido Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM) . Los estándares de Servicio General de Radio por Paquetes (GPRS) y Proyecto Partnership de 3ª Generación (3GPP) , son todos ellos bien conocidos y no necesitan ser descritos con detalle en la presente memoria. Sin embargo, se debe entender que los principios que se van a discutir no se limitan solamente a esos sistemas, sino que por el contrario, son transportables fácilmente en realizaciones alternativas a sistemas de comunicaciones móviles implementados conforme a otros estándares que utilicen el equivalente de una TMSI.

En redes móviles, los Registros de Ubicación de Visitantes (VLRs) y los Nodos de Soporte de GPRS de Servicio (SGSNs) soportan confidencialidad de identidad mediante asignación de una TMSI a cada abonado móvil (MS) visitante. La TMSI es un alias de identidad temporal que se utiliza en lugar de la Identidad de Abonado Móvil Internacional (IMSI) asignada de forma permanente. Este alias debe ser acordado de antemano entre la estación móvil y la red durante los procedimientos de señalización protegida. Una estación móvil (MS) puede tener asignadas dos TMSIs: una para servicios proporcionados a través del Centro de Conmutación Móvil (MSC) y otra (denominada P-TMSI) para servicios proporcionados a través del SGSN. Un móvil se considera "visitante" cuando está vinculado a un VLR y/o un SGSN específicos de la PLMN.

Para facilitar la exposición, todas las referencias a "TMSI" (si están abreviadas o enunciadas como "Identidad de Abonado Móvil temporal") deben interpretarse en el sentido de "TMSI y/o P-TMSI" a menos que se especifique otra cosa.

Puesto que la TMSI tiene solamente significación local (es decir, dentro del área de un VLR controlada por un VLR, o dentro de un área de SGSN controlada por un SGSN) , la codificación de la TMSI puede ser elegida por acuerdo entre el operador y el fabricante con el fin de cumplir las necesidades locales.

La TMSI consiste en un número predefinido de bits, tal como cuatro octetos (es decir, treinta y dos bits) . Ésta puede ser codificada usando una representación hexadecimal completa. En áreas en las que se proporcionan servicios basados en MSC y servicios basados en SGSN, se realiza la misma codificación discriminante para distinguir entre la asignación de TMSIs para servicios basados en MSC y la asignación de TMSIs para servicios basados en SGSN.

La Figura 1 es un diagrama de una TMSI 100 convencional que se utiliza en ejemplos de sistemas existentes. En este ejemplo, la codificación discriminante se sitúa en un campo 101 Conmutado por Circuitos (CS) /Conmutado por Paquetes (PS) que ocupa los dos bits más significativos de la TMSI 100. En el campo 101 de CS/PS, los valores 00, 01 y 10 se utilizan para indicar que la TMSI 100 está asociada a servicios basados en VLR (es decir, servicios

basados en CS) ; el valor restante "11" se usa para indicar que la TMSI 100 está asociada a servicios basados en SGSN (es decir, servicios basados en PS) . Por supuesto, en otros sistemas, el campo de CS/PS podría estar codificado de otras formas. Además, el campo de CS/PS no necesita estar localizado en la porción más significativa de la TMSI, ni tiene que tener una anchura de dos bits.

El problema básico de las redes de 2ª Generación (2G) y futuras de 3ª Generación (3G) consiste en el enorme incremento esperado de la cantidad de tráfico que ha de ser manejada y en el número de abonados en ambos mercados de GSM y de Sistema de Telecomunicación Móvil Universal (UMTS) . La solución tradicional al problema de capacidad del MSC ha consistido en desarrollar procesadores más potentes para los MSCs y, cuando esto ya no ha sido posible, en añadir MSCs a la red. La adición de los MSCs a la red, sin embargo, ha conducido a un nuevo problema, en particular a la necesidad de reconfiguraciones continuas de la red y al incremento en las actualizaciones de posición y del tráfico de transferencia inter-MSC. Esto mismo se aplica también a los nodos SGSN, para ambas redes 2G y 3G.

Para abordar ambos problemas (capacidad y configuración de red) , se ha propuesto una alternativa basada en los conceptos de "MSC en grupo" (para redes 2G) y "SGSN en grupo" (para redes 3G) . Para apreciar mejor los diversos aspectos del concepto de grupo (que se va a describir después con referencia a la Figura 2) , resulta de ayuda examinar en primer lugar las arquitecturas de red celular existentes.

En las arquitecturas de red celular actuales, existe una estructura jerárquica entre nodos de red central (MSC/VLR y SGSN) y nodos de red de acceso de radio (Controlador de Estación de Base/Controlador de Red de Radio - "BSC/RNC") . En los sistemas actuales, un número de estaciones de base están agrupadas entre sí y asociadas a un BSC/RNC. Los BSCs/RNCs están, a su vez, agrupados entre sí y asociados a un MSC/VLR y a un SGSN. En otras palabras, desde la perspectiva de la red central (CN) , la filosofía de la red actual consiste en dividir geográficamente la región entre los recursos de la red central disponible, es decir, un MSC/VLR en el dominio de CS y un SGSN en el dominio de PS.

Por el contrario, y con referencia al diagrama de bloques de la Figura 2, las características del concepto de grupo consisten en que la estructura de red jerárquica está dispuesta de tal modo que:

- Cada servidor de MSC y/o de SGSN dentro del grupo 201, atiende la misma área de servicio (es decir, la denominada "área de servicio de grupo") .

- Cada uno de los RNCs 203 dentro del área de servicio de grupo está conectado a cada uno de los servidores dentro del grupo 201, es decir, un RNC/BSC puede estar ahora en contacto con varios MSCs/SGSNs.

- Los RNCs 203 del interior del área de servicio de grupo tienen una funcionalidad de distribución de tráfico, la cual distribuye el tráfico móvil entre los servidores dentro del grupo 201 y consigue de esa forma una distribución de carga entre los servidores.

Una descripción... [Seguir leyendo]

1. Un método de realización de un ajuste especial en un valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal para su uso en respuesta a una operación de reinicio, comprendiendo el método:

determinar una cantidad entera mínima que sea mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados a un porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles, y ajustar el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal como una función de la cantidad entera mínima.

2. El método de la reivindicación 1, en donde la etapa de ajustar el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal como función de una cantidad entera mínima comprende establecer el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal para que sea igual a la cantidad entera mínima.

3. El método de la reivindicación 1, en donde la etapa de determinar la cantidad entera mínima que es mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados al porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles, comprende:

determinar una densidad de probabilidad como una función del valor de generación de identidad de abonado móvil temporal:

integrar la densidad de probabilidad a través de una gama completa de valores de generación de identidad de abonado móvil temporal para determinar una integral total, y determinar la cantidad entera mínima de tal modo que una integral de la densidad de probabilidad desde cero hasta la cantidad entera mínima produce una integral más pequeña de lo que es el porcentaje predeterminado de la integral total.

4. Un método de gestionar una identidad de abonado móvil temporal para su asignación a un abonado móvil, en donde la identidad de abonado móvil temporal comprende un campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal y un campo de generación de identidad de abonado móvil temporal, comprendiendo el método:

seleccionar un valor del campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal libre;

determinar un valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal presente asociado al valor del campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal seleccionado;

si el valor del campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal libre ha sido asignado previamente debido a una operación de reinicio más reciente, realizar entonces un ajuste de asignación normal en el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal presente, produciendo con ello un valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado;

si el valor del campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal libre no ha sido asignado previamente a causa de una operación de reinicio más reciente, realizar entonces un ajuste de asignación especial en el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal presente, produciendo con ello el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado;

generar una identidad de abonado móvil temporal completa a partir del valor de identificación de identidad de abonado móvil temporal seleccionado y del valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado;

asignar la identidad de abonado móvil temporal completa al abonado móvil;

en respuesta a un primer tipo de evento causante de liberación en el que se informa al abonado móvil de que la identidad de abonado móvil temporal está siendo liberada, procesar el valor de identificación de identidad de abonado móvil temporal de modo que se pueda considerar libre, y realizar un ajuste de desasignación normal en el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado, y en respuesta a un segundo tipo de evento causante de liberación en el que no se ha informado al abonado móvil de que la identidad de abonado móvil temporal está siendo liberada, procesar el valor de identificación de identidad de abonado móvil temporal de modo que se pueda considerar libre, y dejar el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado sin cambio, en donde el ajuste de asignación especial comprende cambiar el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal presente como una función de una cantidad entera mínima que es mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados a un porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles.

5. El método de la reivindicación 4, en donde el ajuste de asignación especial comprende establecer el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal presente de modo que sea igual a la cantidad entera mínima que sea mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados al porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles.

6. El método de la reivindicación 4, que comprende además:

en respuesta a la operación de reinicio, procesar todos los valores de identificación de identidad de abonado móvil temporal de modo que ninguno de los valores de identificación de identidad de abonado móvil temporal pueda ser considerado como no usado.

7. El método de la reivindicación 4, en donde el ajuste de asignación normal en el presente valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal comprende cambiar el presente valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal por un valor predeterminado.

8. El método de la reivindicación 4, en donde el ajuste de desasignación normal en el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado comprende realizar una operación que restablezca el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado en el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal presente.

9. El método de la reivindicación 4, en donde el ajuste de asignación normal en el presente valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal comprende incrementar el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal en una cantidad igual a 1.

10. El método de la reivindicación 9, en donde el ajuste de desasignación normal en el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado comprende restar un valor de 1 del valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado.

11. El método de la reivindicación 4, que comprende además determinar la cantidad entera mínima que es mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados al porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles, y en donde la etapa de determinar la cantidad entera mínima que es mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados al porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles, comprende:

determinar una densidad de probabilidad como una función del valor de generación de identidad de abonado móvil temporal;

integrar la densidad de probabilidad a través de una gama completa de valores de generación de identidad de abonado móvil temporal para determinar una integral total, y determinar la cantidad entera mínima de tal modo que una integral de la densidad de probabilidad desde cero hasta la cantidad entera produzca una integral más pequeña de lo que sea el porcentaje predeterminado de la integral total.

12. Un aparato para realizar un ajuste especial en un valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal para su uso en respuesta a una operación de reinicio, comprendiendo el aparato:

una lógica que determina una cantidad entera mínima que es mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados a un porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles, y una lógica que ajusta el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal como una función de la cantidad entera mínima.

13. El aparato de la reivindicación 12, en donde la lógica que ajusta el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal como una función de la cantidad entera mínima comprende una lógica que establece el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal igual a la cantidad entera mínima.

14. El aparato de la reivindicación 12, en donde la lógica que determina la cantidad entera mínima que es más alta que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados con el porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles, comprende:

una lógica que determina una densidad de probabilidad como función del valor de generación de identidad de abonado móvil temporal;

una lógica que integra la densidad de probabilidad a través de una gama completa de valores de generación de identidad de abonado móvil temporal para determinar una integral total, y

una lógica que determina la cantidad entera mínima de tal modo que una integral de la densidad de probabilidad desde cero hasta la cantidad entera mínima produce una integral más pequeña que lo que es el porcentaje predeterminado de la integral total.

15. Un aparato para gestionar una identidad de abonado móvil temporal para su asignación a un abonado móvil, en donde la identidad de abonado móvil temporal comprende un campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal y un campo de generación de identidad de abonado móvil temporal, comprendiendo el aparato:

una lógica que selecciona un valor del campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal libre;

una lógica que determina un valor presente del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociado al valor del campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal seleccionado;

una lógica que, si el valor del campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal libre ha sido asignado previamente debido a una operación de reinicio más reciente, realiza un ajuste de asignación normal en el valor presente del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal, produciendo con ello un valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado;

una lógica que, si el valor del campo de identificación de identidad de abonado móvil temporal libre no ha sido asignado previamente desde una operación de reinicio más reciente, realiza un ajuste de asignación especial en el valor presente del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal, produciendo con ello el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado;

una lógica que genera una identidad de abonado móvil temporal completa a partir del valor de identificación de identidad de abonado móvil temporal seleccionado y del valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado;

una lógica que asigna la identidad de abonado móvil temporal completa al abonado móvil;

una lógica que, en respuesta a un primer tipo de evento causante de liberación en el que se informa al abonado móvil de que la identidad de abonado móvil temporal está siendo liberada, procesa el valor de identificación de identidad de abonado móvil temporal de modo que pueda ser considerado libre, y lleva a cabo un ajuste de desasignación normal en el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado, y una lógica que, en respuesta a un segundo tipo de evento causante de liberación en el que no se ha informado al abonado móvil de que la identidad de abonado móvil temporal está siendo liberada, procesa el valor de identificación de identidad de abonado móvil temporal de modo que pueda ser considerado libre, y deja sin cambio el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado, en donde la lógica que realiza el ajuste de asignación especial comprende una lógica que cambia el valor presente del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal como una función de una cantidad entera mínima que es mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados a un porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles.

16. El aparato de la reivindicación 15, en donde la lógica que realiza el ajuste de asignación especial comprende una lógica que establece el valor presente del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal de modo que es igual a la cantidad entera mínima que sea mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados al porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles.

17. El aparato de la reivindicación 15, que comprende además:

una lógica que, en respuesta a la operación de reinicio, procesa todos los valores de identificación de identidad de abonado móvil temporal de modo que ninguno de los valores de identificación de identidad de abonado móvil temporal pueda ser considerado como no usado.

18. El aparato de la reivindicación 15, en donde la lógica que realiza el ajuste de asignación normal en el valor presente del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal comprende una lógica que cambia el valor presente del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal mediante un valor predeterminado.

19. El aparato de la reivindicación 15, en donde la lógica que realiza el ajuste de desasignación normal en el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado comprende una lógica que realiza una operación que restablece el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado al valor presente del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal.

20. El aparato de la reivindicación 15, en donde la lógica que realiza el ajuste de asignación normal en el presente valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal comprende una lógica que incrementa el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal en una cantidad igual a 1.

21. El aparato de la reivindicación 20, en donde la lógica que realiza el ajuste de desasignación normal en el valor

del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado comprende una lógica que resta un valor de 1 desde el valor del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal ajustado.

22. El aparato de la reivindicación 15, que comprende además una lógica que determina la cantidad entera mínima que sea mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados al 5 porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles, y en donde la lógica que determina la cantidad entera mínima que es mayor que los valores del campo de generación de identidad de abonado móvil temporal asociados al porcentaje predeterminado de todos los abonados móviles, comprende:

una lógica que determina una densidad de probabilidad como una función del valor de generación de identidad de 10 abonado móvil temporal;

una lógica que integra la densidad de probabilidad a través de una gama completa de valores de generación de identidad de abonado móvil temporal para determinar una integral total, y una lógica que determina la cantidad entera mínima de tal modo que una integral de la densidad de probabilidad desde cero hasta la cantidad entera produce una integral más pequeña de lo que es el porcentaje predeterminado 15 de la integral total.