ES2310005T3 - Redes moviles que usan una conmutacion atm. - Google Patents

Abstract

Red de telecomunicaciones que comprende estaciones móviles (MS), estaciones base (BTS), por lo menos un elemento de red de conmutación (BSC, MSC) que comprende una unidad de control de llamadas (31) para implementar la señalización de control de llamadas y de gestión de movilidad de una red de comunicaciones móviles, y una función de conmutación ATM (301) para una conmutación dinámica de conexiones virtuales de transmisión ATM entre las estaciones base y dicho por lo menos un elemento de red de conmutación, caracterizada porque dicha función de conmutación ATM (301) está dispuesta en dicho por lo menos un elemento de red de conmutación (MSC, BSC); dicho elemento de red de conmutación comprende además una unidad de interfaz interna (30) conectada a la unidad de control de llamadas (31) y a la función de conmutación ATM (301) para controlar la función de conmutación ATM (301) a través de la unidad de interfaz (30) mediante funciones de control de llamadas de la unidad de control de llamadas (31).

Description

Redes móviles que usan una conmutación ATM.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a redes de telecomunicaciones y particularmente a redes móviles que usan sistemas de transferencia ATM (Modo de Transferencia Asíncrono). La invención se refiere asimismo al control de la movilidad y a las funciones de control de llamadas en sistemas ATM.

Antecedentes de la invención

Dos de las tendencias actuales de evolución en las telecomunicaciones son la comunicación móvil y las redes de banda ancha. La expresión banda ancha se refiere típicamente a una velocidad binaria superior a 2 Mbit/s. Banda estrecha se refiere habitualmente a una velocidad binaria de 64 kbit/s o menor. A las velocidades binarias entre 64 kbit/s y 2 Mbit/s se les hace referencia en ocasiones como banda amplia. Las redes de banda ancha son atractivas por lo menos por dos razones (compatibles):

1) Un único portador de una red de banda ancha dividido entre una pluralidad de usuarios, de entre los cuales pocos o ninguno necesitan el ancho de banda individual completo, puede ofrecer ventajas en relación con la flexibilidad y la construcción de sistemas de transferencia.

2) La información a transferir sobre canales de transferencia independientes demanda posiblemente canales de banda ancha. Los usuarios necesitan nuevos servicios de alta calidad, que a su vez requieren velocidades binarias altas. Dichos servicios incluyen, por ejemplo, videoconferencias, transmisión de datos de alta velocidad, etcétera. Un denominador común para estos servicios es la multimedia, que combina imagen, voz y datos en un servicio.

Debido a sus numerosos puntos fuertes, el ATM (Modo de Transferencia Asíncrono) se selecciona como la técnica de transmisión en varias estructuras de protocolos B-ISDN (Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha) normalizadas. En relación con esto, el término "transmisión" se refiere al uso de técnicas de conmutación y multiplexado ATM en una capa de enlace de datos (es decir, una Capa 2 OSI, a la que en lo sucesivo en el presente documento se hará referencia como capa ATM) que retransmite tráfico de los usuarios finales desde un origen a un destino dentro de una red. Entre el origen y el destino se establecen conexiones virtuales, lo cual requiere que la red disponga de funciones de conmutación. La señalización y la información de usuario son transportadas normalmente por conexiones virtuales diferentes en una capa ATM. Una conexión virtual se identifica en la capa ATM mediante un Identificador de Trayecto Virtual VPI y un Identificador de Canal Virtual VCI.

En el ATM la información se transporta segmentada en celdas de longitud fija, siendo el número de las celdas en una unidad de tiempo proporcional a los requisitos de ancho de banda del usuario. Cada celda de 53 octetos se divide en un encabezamiento de 5 octetos y un campo de información de 48 octetos, tal como se muestra en la Figura 2.

La finalidad principal del encabezamiento es identificar un número de conexión para una secuencia de celdas que proporciona un canal virtual para una llamada particular. Un número múltiple de trayectos virtuales, que se multiplexan en la capa ATM, se pueden conectar a exactamente la misma capa física (es decir, una Capa 1 OSI), quedando identificado cada trayecto por un VPI de 8 bits en una Interfaz Usuario-a-Red UNI y un VPI de 12 bits en una interfaz red-nodo. Cada trayecto puede comprender un número diverso de canales virtuales, cada uno de los cuales queda identificado por un VCI de 16 bits. El encabezamiento también puede comprender otros campos, tales como un Control de Errores de Encabezamiento HEC, un Control de Flujo Genérico GFC, una Prioridad de Pérdida de la Celda CLP y un Tipo de Carga Útil PT.

La Interfaz Usuario-a-Red UNI entre un terminal de usuario ATM y un conmutador ATM (una UNI privada) y entre redes ATM privadas y públicas (una UNI pública), junto con una señalización UNI (y una celda ATM) relacionada con la misma, se definen por lo menos en las siguientes recomendaciones:

[1] ATM User-to-Network Interface Specification, versión 3.1, Foro ATM, 1994;

[2] ATM User-to-Network Interface (UNI) Signalling Specification, versión 4.0, Foro ATM, junio de 1994;

[3] Recomendación ITU-T Q.2931 (1994) Broadband Integrated Services Digital Network (B-ISDN), Digital Signalling System No. 2 (DSS 2), User-to-Network Interface (UNI) Layer 3 Specification for Basic Call/Connection Control. ITU-T.

En las redes móviles, las interfaces de radiocomunicaciones han sido convencionalmente de banda estrecha. Los sistemas de transmisión de las redes móviles se han implementado convencionalmente con conexiones por conmutación de circuitos usando una configuración de red en estrella o árbol. Para incrementar la capacidad y la flexibilidad de los sistemas de transmisión, se han propuesto también diferentes sistemas de transmisión por conmutación de paquetes de banda ancha para redes móviles, por ejemplo, en los documentos WO 9319559, WO 9400959 y EP 0 366 342. El documento EP 0 426 269 describe un sistema móvil en el que estaciones base están conectadas a través de encaminadores a conmutadores de redes ATM. Entre las estaciones base se establecen, a través de la red ATM, conexiones virtuales controladas por las estaciones base. La gestión de movilidad elemental se basa en tablas de encaminamiento, que se mantienen en estaciones base y en conmutadores ATM, y se actualizan a medida que los abonados se mueven. Los documentos GB 2 268 359 y EP 6 790 42 describen una red de acceso ATM en la que existen conexiones virtuales ATM permanentes (para una conmutación de llamadas más rápida) entre estaciones base y una interfaz de red móvil, asignándose dichas conexiones para cada llamada por separado.

Una de las posibles futuras tendencias de evolución es que los sistemas móviles dispongan de una interfaz de radiocomunicaciones de banda ancha. En este caso, el sistema de transmisión del sistema móvil debería ser también de banda ancha, una alternativa potencial que es proporcionada por la tecnología ATM.

Una tercera tendencia de evolución es la introducción de transmisión inalámbrica de datos (ATM inalámbrico) y de movilidad en redes ATM (ATM inalámbrico). No obstante, uno de los problemas que surge a partir de esto es que las normativas B-ISDN y ATM actuales no soportan de ninguna manera la gestión de movilidad, la autenticación de abonados, el control de llamadas, etcétera, requeridos por las comunicaciones móviles. Por lo tanto, cabe suponer que la introducción, en la red ATM, de dichas características suplementarias requeridas por las comunicaciones móviles requieren un desarrollo y normalización considerables y cambios significativos en los sistemas ATM existentes. De este modo, la implementación del ATM inalámbrico se convertiría en un proceso lento y costoso.

El documento EP 731 620 B1 describe un sistema de telecomunicaciones móviles que comprende por lo menos un terminal móvil dispuesto para comunicarse a través de un medio de radiocomunicaciones con por lo menos una primera y una segunda estaciones base. La primera estación base está conectada a unidades de interfaces móviles, que, a su vez, están conectadas a un nodo de conmutación que incluye medios de conmutación del modo de transferencia asíncrono. Cada MNIU incluye medios de inserción de celdas marcadoras y medios de detección de celdas marcadoras para controlar el funcionamiento de los medios de conmutación del modo de transferencia asíncrono.

Sumario de la invención

Uno de los objetivos de la invención es implementar una transmisión ATM ó una red de acceso ATM de una forma más flexible que anteriormente en arquitecturas de redes móviles que convencionalmente usan sistemas de transmisión por conmutación de circuitos.

Otro de los objetivos de la invención es añadir transmisión inalámbrica y movilidad a la red ATM, sin cambios significativos sobre las redes y normativas ATM existentes.

Una de las formas de realización de la invención se refiere a una red de telecomunicaciones, tal como una red móvil, que comprende estaciones móviles, estaciones base, por lo menos un elemento de red de conmutación que realiza el control y la conmutación de llamadas, y una función de conmutación ATM para una conmutación dinámica de conexiones virtuales de transmisión ATM entre las estaciones base y dicho por lo menos un elemento de red de conmutación. La invención presenta los rasgos caracterizadores de la reivindicación 1.

Otro objeto de la invención es un elemento de red de conmutación de una red móvil según se define en la reivindicación 14.

Todavía otro objeto de la invención es un método según la reivindicación 11.

En la invención, un elemento de red de una red de telecomunicaciones, tal como una red móvil, que en la arquitectura convencional de las redes de telecomunicaciones realiza la conmutación de conexiones por conmutación de circuitos, está provisto de funciones de conmutación ATM. Las funciones de conmutación ATM son controladas por las mismas funciones de control de llamadas y de control de conmutación que se usan convencionalmente, por ejemplo, para controlar un campo de conmutación TDM en un elemento de red PLMN. En una configuración mínima, un campo de conmutación ATM provisto de una interfaz de control adecuada se dispone simplemente en lugar de o en paralelo con el campo de conmutación TDM. Como consecuencia, desde el punto de vista de una capa de conexión física y una lógica, el elemento de red de conmutación es uno de los puntos nodales de la red ATM. En relación, por ejemplo, con el control de llamadas, la gestión de movilidad y la señalización a nivel PLMN, el cambio es transparente, de manera que dichas funciones se pueden llevar a cabo aplicando soluciones que se basan en redes móviles y elementos de red PLMN existentes, simplemente con unas ligeras modificaciones. Esto reduce costes y permite proporcionar un sistema de transmisión ATM incluso a las redes PLMN existentes. La invención también hace posible una evolución continua del sistema de transmisión en redes de telecomunicaciones, ya que el uso de la transmisión ATM se puede ampliar adicionalmente a otros elementos de la red, sin que sean necesarios cambios para soluciones del sistema de nivel superior.

Un elemento de red de telecomunicaciones de la invención puede comprender tanto un campo de conmutación TDM convencional como un campo de conmutación ATM nuevo paralelos entre sí. Esto proporciona una solución ventajosa, por ejemplo, en una fase de evolución de la red en la que la red de telecomunicaciones comprende estaciones base u otros elementos de red que usan tanto la transmisión por conmutación de circuitos como la transmisión ATM. En esta situación, el elemento de red de conmutación puede estar dispuesto para conmutar bien una conexión ATM virtual o bien una conexión por conmutación de circuitos a una estación base u otro elemento de red, dependiendo de si dicha estación base o el otro elemento de red soportan o no la transmisión ATM.

El elemento de red de telecomunicaciones de la invención funciona en capas ATM según las normativas ATM, realizándose la señalización con otros dispositivos ATM (terminales de usuario o conmutadores ATM) en concordancia, por ejemplo, con la señalización UNI. De este modo, la invención no requiere ningún cambio sobre la señalización de la red ATM y su funcionamiento.

Los elementos de la red PLMN de la invención también se pueden usar para introducir gestión de movilidad y control de llamadas en una red ATM inalámbrica. Uno o más elementos de red PLMN están dispuestos como parte de la red ATM, y la señalización de control de llamadas se transmite de forma transparente a través de la red ATM. Como también la conmutación de conexiones virtuales se realiza en el elemento de red PLMN, no es necesario que el resto de la red ATM disponga de ninguna característica relacionada con la gestión de la movilidad.

En una forma de realización preferida de la invención, el elemento PLMN está conectado a la red ATM a través de una interfaz UNI. De forma correspondiente, las estaciones base están conectadas a la red ATM a través de una interfaz UNI. La configuración de la red ATM puede variar considerablemente. Por ejemplo, es posible que cada estación base esté conectada a través de una interfaz UNI directa a un centro de conmutación de servicios móviles mediante una función de conmutación ATM. En este caso, para el centro de conmutación de servicios móviles, las estaciones base son terminales de usuario ATM a los que se pueden conmutar conexiones virtuales. También es posible que las estaciones base y el centro de conmutación de servicios móviles estén conectados a un controlador de estaciones base por medio de una función de conmutación ATM a través de una interfaz UNI. Para el controlador de estaciones base, las estaciones base y el centro de conmutación de servicios móviles son en este caso terminales de usuario ATM entre los cuales se pueden conmutar conexiones virtuales. Tanto un centro de conmutación de servicios móviles como un controlador de estaciones base pueden comprender simultáneamente una función de conmutación
ATM.

La invención permite implementar todos los elementos de red especiales y las funciones especiales relacionadas con la comunicación inalámbrica en redes de radiocomunicaciones celulares usando elementos y soluciones de red diseñados previamente. De este modo se evita el diseño de soluciones especiales para un ATM inalámbrico. Los elementos de la red celular afectados se conectan a la red ATM a través de una interfaz UNI normalizada, aunque la señalización entre los elementos de la red celular tiene lugar bien de forma transparente a través de la red ATM por medio de dichas conexiones virtuales permanentes o bien por conexiones de señalización independientes. De este modo, la señalización relacionada con la comunicación inalámbrica no provoca ningún cambio en un protocolo UNI ATM normalizado.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describirá con mayor detalle la invención haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que

la Figura 1 ilustra una arquitectura básica para un sistema de telecomunicaciones en el que se puede aplicar la presente invención;

la Figura 2 ilustra una estructura de una celda ATM;

la Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un elemento de red de conmutación de la invención;

las Figuras 4 a 6 ilustran diferentes arquitecturas de red GSM en las que se aplica la tecnología ATM;

las Figuras 7, 8 y 9 son diagramas de señalización que ilustran una conmutación de una conexión ATM de la invención.

Descripción de las formas de realización preferidas

La presente invención se puede aplicar a todas las redes que usan la tecnología ATM de banda ancha, para introducir comunicación inalámbrica y gestión de movilidad en las redes. De forma correspondiente, la invención es aplicable a cualquier red de telecomunicaciones para implementar un sistema de transmisión entre elementos de red mediante el uso de tecnología ATM. A continuación, la invención se describe usando, como ejemplos, sistemas móviles.

Un sistema de comunicaciones móviles en su conjunto, o los elementos de la red del mismo que se usan, para implementar un ATM inalámbrico pueden ser cualquier sistema celular de radiocomunicaciones u otro sistema de radiocomunicaciones. Los diferentes sistemas celulares se pueden distinguir entre sí en relación con el número y las funciones de los diferentes tipos de elementos de red. Los sistemas celulares pueden comprender, por ejemplo, solamente centros de conmutación de servicios móviles y estaciones base, o también controladores de estaciones base. La señalización también puede variar significativamente entre sistemas celulares diferentes. No obstante, dichas diferencias no son significativas para la invención, ya que una de las ventajas proporcionadas por la invención es particularmente la posibilidad de mantener la señalización y los elementos de la red sin variaciones, excepto por la adición de la función de conmutación ATM a uno o más elementos de red. El control de la conmutación ATM según la invención se puede realizar a través de una interfaz de control interna en la misma fase de establecimiento de la llamada y por parte del mismo elemento de red según se especifique en el sistema afectado.

Tampoco el tipo de interfaz de radiocomunicaciones entre estaciones base y estaciones móviles es significativo para la invención. La interfaz de radiocomunicaciones puede ser de banda estrecha, de banda ancha, TDMA ó CDMA, por satélite, una interfaz según una normativa actual (por ejemplo, el GSM) o una interfaz según una normativa futura (por ejemplo, el UMTS).

En la siguiente descripción de formas de realización preferidas de la invención, como ejemplo se usa el sistema celular digital europeo de comunicaciones móviles GSM (Sistema Global para Comunicaciones Móviles). Las partes estructurales básicas de un sistema GSM se definen en las recomendaciones GSM. En cuanto a la descripción más significativa del sistema GSM, se hace referencia a las recomendaciones GSM y la publicación The GSM System for Mobile Communications, de M. Mouly y M. Pautet, Palaiseau, Francia, 1992, ISBN:2-9507190-07-7.

La Figura 1 ilustra una red GSM convencional que comprende estaciones móviles MS, estaciones base BTS, controladores de estaciones base BSC y centros de conmutación de servicios móviles MSC. Las funciones especiales de la red móvil, tales como el control de llamadas, la gestión de movilidad y un control de recursos de radiocomunicaciones, se implementan en elementos de red PLMN BTS, BSC y MSC. El MSC realiza el establecimiento de llamadas, la conmutación de llamadas y el control de llamadas. El sistema de estaciones base comprende un controlador de estaciones base BSC y estaciones base BTS. El controlador de estaciones base BSC se usa para controlar un número diverso de estaciones base. El BSC también puede controlar el traspaso entre dos estaciones base conectadas al mismo. Para el BSC se define una interfaz A con el MSC y una interfaz Abis con la estación base BTS. Las interfaces se definen en la recomendación GSM. Las estaciones base BTS ofrecen una interfaz de radiocomunicaciones a través de la cual las estaciones móviles MS se conmutan con el BSC y el MSC.

Hacia la red móvil PLMN se conmutan también otros elementos de red, tales como bases de datos de abonado HLR (Registro de Posiciones Base) y VLR (Registro de Posiciones de Visitantes) y un centro de operaciones y mantenimiento OMC, que se muestran en la Figura 1. En el registro de posiciones base HLR se almacenan permanentemente datos de abonado y datos sobre el registro de posiciones de visitantes VLR en cuya área está ubicada la estación móvil en un instante de tiempo en particular. Los datos de abonado correspondientes a abonados que visitan el área VLR se copian temporalmente en el registro de posiciones de visitantes VLR. Por lo menos un MSC proporciona una pasarela hacia otra red, tal como una PSTN. A este tipo de MSC se le denomina MSC de Pasarela. La Figura 1 muestra también, como elemento independiente, un transcodificador TC, que realiza varias operaciones de transcodificación de voz y ajuste de voz. Operativamente, el TC se encuentra entre el BSC y el MSC, aunque físicamente está dispuesto con frecuencia en conexión con el MSC. El transcodificador TC no es esencial para la invención, aunque se incluye en la presente descripción para ilustrar diferentes configuraciones de red. Opcionalmente, el transcodificador TC puede ser una parte de otro elemento de red, tal como un MSC.

Los elementos de una red GSM se pueden clasificar, según la naturaleza de los elementos de red, en elementos de red de conmutación y elementos de red de transmisión. Un elemento de red de conmutación tiene una capacidad (un campo de conmutación) de conmutar de forma dinámica y selectiva conexiones entre elementos de red de transmisión. Los elementos de red de transmisión funcionan como terminales de transmisión que transmiten y reciben información de usuario. Típicamente, el MSC y el BSC son elementos de red de conmutación por naturaleza, mientras que la MS, la BTS y el TC son típicamente terminales de transmisión por naturaleza.

En la red GSM convencional mostrada en la Figura 1, los enlaces de transmisión 11 entre BTS-BSC, los enlaces de transmisión 12 entre BSC-TC, los enlaces de transmisión 13 entre TC-MSC y los enlaces de transmisión (troncales) 14 (por ejemplo, MSC-GMSC) entre centrales son enlaces PCM por conmutación de circuitos. El BSC, el MSC y el GMSC comprenden un campo de conmutación multiplexado por división de tiempo (TDM) para una conmutación selectiva de los circuitos de los diferentes PCM entre sí. Tal como se ha mencionado anteriormente, para incrementar la capacidad y la flexibilidad en los sistemas de transmisión de redes móviles, se ha propuesto también que en las redes móviles se usase la tecnología ATM. En las soluciones propuestas, los enlaces de transmisión 11 a 14 de la Figura 1 se sustituyen con una red de transmisión ATM provista de su propio conmutador (conmutadores) ATM para conmutar conexiones virtuales entre diferentes elementos de red.

Según un principio básico de la invención, un elemento de red de conmutación de una red PLMN, tal como un MSC ó un BSC, está provisto de un campo de comunicación ATM, que sustituye a un campo de conmutación TDM convencional o que funciona en paralelo con este último. La Figura 3 muestra un MSC ó un BSC según la invención. A partir de un MSC/BSC convencional, la Figura 3 muestra el control de llamadas 31, descrito únicamente como un bloque funcional que representa todos los recursos en general que pueden estar relacionados con la conmutación de llamadas: control de llamadas, gestión de movilidad, gestión de recursos de radiocomunicaciones, etcétera. El control de llamadas 3 tiene conexiones de señalización 33 (por ejemplo, SS7) con otros elementos de red. Las conexiones de señalización se pueden ejecutar en su totalidad fuera de la capa ATM. No obstante, preferentemente las conexiones de señalización 33 son conexiones virtuales permanentes ATM, a través de las cuales se transfiere de forma transparente la señalización PLMN en una carga útil de celdas ATM. Tal como se ilustrará con los ejemplos que se proporcionan posteriormente, toda la señalización PLMN a través de las conexiones de señalización 33, en la forma de realización preferida de la invención, está totalmente en concordancia con las recomendaciones GSM.

El MSC/BTS de la Figura 3 está provisto además de un campo de conmutación ATM (una matriz) 301 que es controlado por el control de llamadas 3 a través de una unidad de interfaz 30. La unidad de interfaz 30 en la forma de realización de la Figura 3 comprende los siguientes elementos funcionales: una Base de Información de Gestión MIB, un control de señalización ATM CTRL.SEÑ y una interfaz operativa y de mantenimiento O&M con la matriz de conmutación 301. El control de señalización ATM CTRL.SEÑ garantiza una señalización UNI según las referencias [1] y [2] y controla operaciones de conmutación de la matriz de conmutación 301 a través de la interfaz O&M. En la Base de Información de Gestión MIB se mantienen el estado e información de configuración (información de gestión) sobre conexiones de trayectos virtuales y canales virtuales que están disponibles para ser usadas en las interfaces UNI del conmutador ATM. Los tipos de información de gestión disponibles en la MIB son, por ejemplo, los siguientes: una capa física; una capa ATM; estadísticas de la capa ATM; Conexiones de Trayectos Virtuales VPC; Conexiones de Canales Virtuales VCC; e información de registros de direcciones.

Todas las interfaces entre la matriz de conmutación ATM 301 y los otros elementos de red (BTS, BSC, MSC, TC y/o el conmutador de red ATM) son interfaces usuario-a-red UNI. La interfaz UNI se define en relación con las referencias [1], [2] y [3]. Para la matriz de conmutación ATM, los elementos de la red PLMN conectados a la misma a través de la interfaz UNI representan por lo tanto dispositivos (usuarios) ATM ó conmutadores ATM convencionales a los cuales puede llegar a través de la interfaz UNI. Los elementos de la red PLMN sin ninguna función de conmutación ATM están provistos de un dispositivo de interfaz ATM, que proporciona una interfaz UNI con la red ATM 3 y una interfaz PLMN con el elemento de red.

El MSC/BSC de la invención puede comprender, además de la matriz de conmutación ATM 301, también una matriz de conmutación TDM convencional 32, tal como se muestra con una línea de trazos en la Figura 3. Esta solución se puede aplicar, por ejemplo, cuando otros elementos de red están conectados al MSC/BSC, tanto con conexiones por conmutación de circuitos como con tecnología ATM, y el MSC/BSC debe poder conmutar llamadas usando ambas técnicas. El MSC/BSC selecciona la técnica de conmutación a usar en un instante de tiempo en particular según si el otro elemento de red soporta o no la tecnología ATM.

Las Figuras 4 a 6 ilustran diferentes fases de evolución de la arquitectura de una red GSM cuando se aplica la tecnología ATM. En la Figura 4, la tecnología ATM se usa en las conexiones de transmisión entre centrales (usando un ATM de enlaces troncales virtuales). En otras palabras, los enlaces de transmisión 14 de la Figura 1 se sustituyen con la tecnología ATM. En la Figura 5, los enlaces de transmisión por conmutación de circuitos 11 y 12 (Figura 1) entre el controlador de estaciones base BSC y las estaciones base BTS y el transcodificador TC se sustituyen con conexiones ATM virtuales. El BSC está provisto de una función de conmutación ATM. En la Figura 6, todos los enlaces de transmisión 11 a 14 (Figura 1) se sustituyen con conexiones ATM virtuales. La Figura 6 describe también de la mejor manera el método de acercamiento aplicado en la presente invención. Los controladores de estaciones base BSC y los centros de conmutación MSC (elementos de red de conmutación por naturaleza) están provistos de una característica de conmutación ATM que les permite conmutar conexiones ATM virtuales entre las estaciones base BTS y los transcodificadores TC y elementos de red de otro tipo de transmisión. La Figura 6 muestra un soporte de datos 61 también como elemento de red, indicando habitualmente dicho soporte algún tipo de encaminador, pasarela o similar hacia una red de datos 62. El funcionamiento en cuestión puede ser, por ejemplo, la conexión de una red del Sistema General de Radiocomunicaciones por Paquetes (GPRS) a una red GSM. Una red de transmisión ATM 40, 50 ó 60 en las Figuras 4 a 6 puede ser una red ATM normal que comprenda también conmutadores ATM reales. La red ATM 60 también puede estar conectada a otras redes ATM 2, tales como la B-ISDN, o a otras redes de datos 4, tales como una N-ISDN, una PSDN (por ejemplo, X.25) o Internet.

Una red ATM 40, 50 y 60 puede ser de forma ventajosa una red ATM normalizada en la que se ha creado un concepto ATM inalámbrico usando una arquitectura de red y elementos de red PLMN provistos de una capacidad de conmutación ATM de la invención. La arquitectura de una red ATM inalámbrica probable es del tipo mostrado en la Figura 6.

Haciendo referencia adicionalmente a la Figura 3, el control de llamadas 31 controla la matriz de conmutación manipulando en la unidad de interfaz 30 la información de gestión relacionada con los parámetros de las capas ATM y la capa física. La unidad de interfaz 30 realiza el establecimiento, el mantenimiento y la liberación de las conexiones virtuales completamente en concordancia con la señalización UNI.

A continuación se describirá un ejemplo de conmutación de llamada haciendo referencia a la Figura 7, realizándose dicha conmutación con el uso de un elemento de red de telecomunicaciones de la invención provisto de una función de conmutación ATM. El ejemplo es aplicable, por ejemplo, a una arquitectura de red según la Figura 5, en la que el BSC es un elemento de red provisto de una función de conmutación ATM. El ejemplo describe un traspaso (de una llamada) entre dos BTS que se conmutan exactamente al mismo BSC que decide cuándo se va a realizar un traspaso (de forma similar al sistema GSM). La señalización descrita de la red móvil se produce en concordancia con la señalización GSM. No obstante, debe entenderse que el ejemplo está destinado únicamente a ilustrar un método de la manera en la que un elemento de red según la invención puede conmutar conexiones ATM virtuales entre dos puntos. La invención no depende del sistema de telecomunicaciones o elemento de red en el que, o del tipo de señalización de red en relación con la cual, se va a aplicar la invención.

Tal como se sabe de forma previa, una MS mide, además de una estación base de servicio, señales de enlace descendentes de un grupo en particular de estaciones base vecinas. La MS informa regularmente de los resultados de las mediciones a un controlador de estaciones base BSC el cual toma una decisión sobre un traspaso basándose en los resultados. La Figura 7 muestra una MS que envía a la estación base actualmente de servicio BTS_o (a la que en lo sucesivo en el presente documento se hará referencia como estación base antigua) el informe de medición en un mensaje de informe de medición. La BTS_o transmite el informe de medición al BSC en celdas ATM a través de una conexión virtual permanente PVC2.

Supóngase a continuación que, basándose en los resultados de mediciones enviados por la MS (y según el algoritmo de traspaso usado), el BSC toma una decisión de que se debería realizar un traspaso de una llamada desde la estación base antigua BTS_o a una estación base nueva BTS_n.

El BSC asigna los recursos de radiocomunicaciones necesarios a la conexión y ordena a la estación base nueva BTS_n que active un canal de tráfico/radiocomunicaciones con un mensaje CHANNEL_ACTIVATION. En la forma de realización preferida de la invención, cada canal de radiocomunicaciones de la estación base BTS tiene una dirección predeterminada y un puerto en el elemento de ajuste ATM de la estación base y en la interfaz UNI. De este modo, la BTS_n puede conmutar el canal de tráfico/radiocomunicaciones asignado, a la conexión ATM correcta. Supóngase que la dirección del canal de tráfico/radiocomunicaciones asignado de este modo es addr_1, cuyos valores VPI/VCI predeterminados relacionados son confirmados por la BTS_n enviando un mensaje CHANNEL_ACTIVATION_ACK.

El BSC envía a la estación base antigua BTS_o un mensaje HANDOVER_COMMAND, que comprende la información sobre la estación base nueva BTS_n. A continuación, se realiza un traspaso según las recomendaciones GSM desde la estación base antigua a la estación base nueva. Como consecuencia del traspaso, el canal de tráfico de la interfaz de radiocomunicaciones asignado para la llamada en la estación base nueva BTS_n se conmuta a la conexión lógica establecida entre el BSC y la estación base nueva BTS_n. La señalización GSM relacionada con el traspaso no es esencial para la invención y por lo tanto no se describirá en el presente documento con mayor detalle. Para obtener una descripción más detallada de los mensajes presentados en la Figura 7, se hace referencia al libro antes mencionado y a las recomendaciones GSM.

Después de que el BSC haya recibido desde la estación base nueva BTS_n la información (HANDOVER_
COMPLETE) de que el traspaso se ha completado en el trayecto de radiocomunicaciones, el BSC conmuta la llamada desde la conexión virtual de la estación base antigua BTS_o a la conexión virtual de la estación base nueva BTS_n y libera la conexión virtual de la estación base antigua BTS_o. En la Figura 7 se ilustra la señalización ATM relacionada, con bloques 70 y 80, mostrados con una línea de trazos. La señalización de los bloques 70 y 80 se ilustra también en las Figuras 8 y, de forma correspondiente, en la Figura 9, que proporciona además un ejemplo de los mensajes intercambiados entre los elementos en el interior del BSC de la Figura 3. No obstante, debe indicarse que la función y estructura internas del BSC se pueden implementar libremente, y no se limitan en modo alguno a los ejemplos mostrados en las Figuras 3, 8 y 9.

En referencia a las Figuras 7 y 8, el control de llamadas 31 (Figura 3) del BSC emite a la unidad de interfaz 30 una orden para conmutar el canal de tráfico como un circuito virtual entre la estación base BTS_n y el BSC. De forma más precisa, el control de llamadas 31 envía una orden de conexión a la unidad de control de señalización CTRL-SEÑ. La orden de conexión comprende, como parámetros, las direcciones addr_1 de la estación base nueva BTS_n y addr_2 de la otra parte (por ejemplo, el TC). Las direcciones pueden ser direcciones ATM ó E.164. A continuación, la unidad de control de señalización CTRL-SEÑ consulta a la base de datos MIP, con una orden get_info, los puertos (de la matriz de conmutación ATM 301) a los que están conectadas las direcciones addr_1 y addr_2. La MIP proporciona, en una respuesta info, los números de los puertos y los valores VPI/VCI que se deberían usar para las conexiones. A continuación, el control de señalización CTRL-SEÑ lleva a cabo un procedimiento normal de establecimiento de conexión ATM. En otras palabras, la unidad de señalización CTRL-SEÑ envía a la estación base nueva BTS_n un mensaje ATM_UNI_Setup. La BTS_n acepta la llamada enviando un mensaje ATM_UNI_Connect. Como ya existe una conexión virtual con la otra parte, la misma no debe establecerse nuevamente en este ejemplo. La unidad de señalización CTRL-SEÑ ordena, a través de la interfaz O & M (con una orden de conmutación), a la matriz de conmutación 301 que conmute el VPI/VCI de la estación base nueva BTS_n al VPI/VCI de la otra parte. A continuación, el CTRL-SEÑ emite hacia el control de llamadas 31 un acuse de recibo connect_ok.

En referencia a las Figuras 7 y 9, el control de llamadas 31 del BSC emite hacia la unidad de interfaz 30 una orden de liberar la conexión virtual entre la estación base antigua BTS_o y el BSC. De forma más precisa, el control de llamadas 31 envía una orden de liberación a la unidad de control de señalización CTRL-SEÑ. La orden de conexión comprende, como parámetros, una dirección addr_3 del canal de tráfico/radiocomunicaciones asignado a la estación base antigua BTS_o. A continuación, la unidad de control de señalización CTRL-SEÑ consulta a la base de datos MIP, con una orden get_info, el puerto (de la matriz de conmutación ATM 301) al que está conectada la addr_3. El MIP, en una respuesta info, proporciona el número de puerto y los valores VPI/VCI usados para la conexión. A continuación, el control de señalización CTRL-SEÑ lleva a cabo un procedimiento normal de liberación de conexión ATM. En otras palabras, la unidad de señalización CTRL-SEÑ envía a la estación base antigua BTS_o un mensaje ATM_UNI_Release y la BTS_o acusa su recibo enviando un mensaje ATM_UNI_Release_Completed. El CTRL_SEÑ emite hacia la matriz de conmutación ATM 301 una orden de liberación, que libera la conexión virtual de la estación base antigua BTS_o de la conexión a la otra parte. A continuación, el CTRL-SEÑ emite hacia el control de llamadas 31 un acuse de recibo release_ok.

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El BSC informa al MSC sobre el traspaso que se está realizando y, a continuación, ordena a la BTS_o antigua que libere los recursos del canal de radiocomunicaciones enviando un mensaje GSM RF_CHANNEL_RELEASE. La BTS_o envía un mensaje de acuse de recibo RF_CHANNEL_RELEASE_ACK. En este momento se ha completado el traspaso.

Cuando el MSC/BSC necesita establecer conexiones virtuales con ambas partes antes de la conmutación (por ejemplo, en relación con un establecimiento de llamada), el mismo envía el mensaje antes descrito ATM_UNI_Setup a ambas partes, que responden, las dos, con el mensaje ATM_UNI_Connect. La otra parte puede ser, además de un elemento de red PLMN, un conmutador ATM ó un terminal ATM.

Los dibujos adjuntos y la descripción relacionada están destinados únicamente a ilustrar la presente invención. Los detalles de la invención pueden variar dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (17)

1. Red de telecomunicaciones que comprende estaciones móviles (MS), estaciones base (BTS), por lo menos un elemento de red de conmutación (BSC, MSC) que comprende una unidad de control de llamadas (31) para implementar la señalización de control de llamadas y de gestión de movilidad de una red de comunicaciones móviles, y una función de conmutación ATM (301) para una conmutación dinámica de conexiones virtuales de transmisión ATM entre las estaciones base y dicho por lo menos un elemento de red de conmutación, caracterizada porque

dicha función de conmutación ATM (301) está dispuesta en dicho por lo menos un elemento de red de conmutación (MSC, BSC);

dicho elemento de red de conmutación comprende además una unidad de interfaz interna (30) conectada a la unidad de control de llamadas (31) y a la función de conmutación ATM (301) para controlar la función de conmutación ATM (301) a través de la unidad de interfaz (30) mediante funciones de control de llamadas de la unidad de control de llamadas (31).

2. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha red de telecomunicaciones es una red ATM inalámbrica.

3. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha red de telecomunicaciones es una red de comunicaciones móviles.

4. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada por conexiones de señalización entre el elemento de red de conmutación (BSC, MSC) y cada estación base (BTS) para la señalización de control de llamadas y de gestión de movilidad, siendo dichas conexiones permanentes y transparentes para la función ATM.

5. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 4, caracterizada porque dichas conexiones de señalización son canales virtuales ATM permanentes entre las estaciones base (BTS) y el elemento de red de conmutación (BSC, MSC).

6. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 1, 2, 3, 4 ó 5, caracterizada por una interfaz usuario-a-red (UNI) entre las estaciones base (BTS) y el elemento de red de conmutación (BSC, MSC).

7. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 1, 2, 3, 4, 5 ó 6, caracterizada porque dicha red de telecomunicaciones comprende además estaciones base (BTS) u otros elementos de red conmutados hacia dicho elemento de red de conmutación (BSC, MSC) con enlaces de transmisión por división de tiempo y porque dicho elemento de red de conmutación (BSC, MSC) comprende además un campo de conmutación por división de tiempo (32) para conmutar conexiones por conmutación de circuitos.

8. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 7, caracterizada porque dicho elemento de red de conmutación (BSC, MSC) está dispuesto para conmutar hacia la estación base (BTS) u otro elemento de red bien una conexión ATM virtual o bien una conexión por conmutación de circuitos, dependiendo de si dicha estación base u otro elemento de red soporta o no una transmisión ATM.

9. Red de telecomunicaciones según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizada porque dicho por lo menos un elemento de red de conmutación (BSC, MSC) comprende un centro de conmutación de servicios móviles (MSC) y/o un controlador de estaciones base (BSC).

10. Red de telecomunicaciones según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la función de conmutación ATM (301) comprende unos medios (30) que, en respuesta al control de dicho elemento de red de conmutación (BSC, MSC), realizan la función de conmutación ATM, es decir, un procedimiento de señalización UNI normalizado, entre la estación base (BTS) y dicho otro punto, que se usa para establecer, liberar o volver a conmutar un canal virtual lógico para una llamada.

11. Método para la gestión de movilidad y el control de llamadas en una red de telecomunicaciones que comprende estaciones móviles (MS), estaciones base (BTS), por lo menos un elemento de red de conmutación (BSC, MSC) que comprende una unidad de control de llamadas (31) para implementar la señalización del control de llamadas y de la gestión de movilidad de una red de comunicaciones móviles, y una función de conmutación ATM (301) para una conmutación dinámica de conexiones virtuales de transmisión ATM entre las estaciones base (BTS) y dicho por lo menos un elemento de red de conmutación (BSC, MSC), caracterizado porque

se realizan las funciones relacionadas con el control de llamadas y la gestión de la movilidad de la red de comunicaciones móviles en el elemento de red de conmutación (BSC, MSC);

se transmite de forma transparente, a través de la red ATM, la señalización relacionada con la gestión de la movilidad y el control de llamadas sobre canales virtuales lógicos, permanentes, entre las estaciones base (BTS) y dicho elemento de red de conmutación (BSC, MSC);

se establecen canales virtuales lógicos específicos de cada llamada entre las estaciones base (BTS) y el elemento de red de conmutación (BSC, MSC) y/u otras partes por medio de la función de conmutación ATM, usando una señalización UNI;

se controla la función de conmutación ATM (301), a través de una interfaz interna mediante funciones de control de llamadas de la unidad de control de llamadas (31) del elemento de red de conmutación (BSC, MSC).

12. Método para la gestión de la movilidad y el control de llamadas según la reivindicación 11, caracterizado porque el método se implementa en una red ATM inalámbrica.

13. Método para la gestión de la movilidad y el control de llamadas según la reivindicación 11, caracterizado porque el método se implementa en una red de comunicaciones móviles.

14. Elemento de red de conmutación de una red de comunicaciones móviles, que comprende una unidad de control de llamadas (31) para implementar la señalización de control de llamadas y de gestión de movilidad de una red de comunicaciones móviles, caracterizado porque el elemento de red de conmutación comprende una función de conmutación ATM (301) para una conmutación dinámica de conexiones virtuales de transmisión ATM hacia estaciones base y una unidad de interfaz interna (30) conectada a la unidad de control de llamadas (31) y a la interfaz de función de conmutación ATM (301) para controlar la función de conmutación ATM (301), a través de la unidad de interfaz (30) mediante funciones de control de llamadas de la unidad de control de llamadas (31).

15. Elemento de red de conmutación según la reivindicación 14, caracterizado porque comprende además un campo de conmutación por división de tiempo (32) para conmutar conexiones por conmutación de circuitos.

16. Elemento de red de conmutación según la reivindicación 15, caracterizado porque el elemento está dispuesto para conmutar hacia la estación base (BTS) u otro elemento de red bien una conexión ATM virtual o bien una conexión por conmutación de circuitos, dependiendo de si dicha estación base u otro elemento de red soporta o no una transmisión ATM.

17. Elemento de red de conmutación según la reivindicación 14, caracterizado porque el elemento de red de conmutación comprende un centro de conmutación de servicios móviles (MSC) y/o un controlador de estaciones base (BSC).