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ES2334133T3 - Traspaso entre una red celular y una red de acceso a radio no autorizada que utiliza un identificador unico para todos los puntos de acceso. - Google Patents

Traspaso entre una red celular y una red de acceso a radio no autorizada que utiliza un identificador unico para todos los puntos de acceso. Download PDF

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ES2334133T3
ES2334133T3 ES04708762T ES04708762T ES2334133T3 ES 2334133 T3 ES2334133 T3 ES 2334133T3 ES 04708762 T ES04708762 T ES 04708762T ES 04708762 T ES04708762 T ES 04708762T ES 2334133 T3 ES2334133 T3 ES 2334133T3
Authority
ES
Spain
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network
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mobile
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Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES04708762T
Other languages
English (en)
Inventor
Jari Tapio Vikberg
Tomas Nylander
Magnus Hallenst L
Thomas Christer Bertil Walldeen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Abstract

Una red de acceso a la radio no autorizada destinada a comunicar con una estación móvil y con una porción de red de núcleo (20) de una red pública de móviles autorizada, comprendiendo dicha red de acceso: y una pluralidad de estaciones de base locales (301) que define, cada una, una mini-célula y destinada a comunicar con terminales móviles (1) localizados en una mini-célula respectiva sobre una interfaz de radio no autorizada (11); un controlador de red de acceso (303) destinado a comunicar con dicha porción de red de núcleo sobre una interfaz de red de móviles predeterminada y conectada a dicha pluralidad de estaciones de base locales (301); caracterizada porque todas dichas mini-células están asignadas a un identificador común asociado con dicho controlador de red de acceso porque dicho controlador de red de acceso (303) está destinado a recibir una petición de traspaso que contiene dicho identificador común proveniente de dicha red de núcleo, para responder a dicha petición de traspaso mediante la adjudicación de una referencia de traspaso a dicha petición para transmitir dicha referencia de traspaso en un mensaje de reconocimiento de traspaso a dicha porción de red de núcleo para recibir dicha referencia de traspaso desde dicha estación móvil vía dicha estación de base local, y para establecer un trayecto de comunicación entre dicha estación móvil y dicha red de núcleo cuando un mensaje que contiene dicha referencia de traspaso es recibido procedente de dicha estación móvil.

Description

Traspaso entre una red celular y una red de acceso a radio no autorizada que utiliza un identificador único para todos los puntos de acceso.
Campo de la invención
La invención se refiere a la comunicación entre móviles que combina redes de acceso públicas de móviles y redes de acceso no autorizadas. La invención tiene relevancia específica en la transferencia de conexiones entre redes públicas de móviles y redes de acceso a la radio no autorizadas.
Técnica anterior
En cualquier sistema de comunicaciones entre móviles, tal como una red del GSM, las llamadas activas existentes entre una estación móvil y una estación de base necesitan ser traspasadas a una estación de base diferente a medida que la estación móvil se desplaza entre diferentes áreas de cobertura, o células. Dependiendo de cómo está definida cada célula, el traspaso puede exigir que la llamada activa sea reencaminada, simplemente a través de un transceptor de estación de base BTS (en sus siglas en inglés) diferente, a través de un controlador de estación de base BSC (en sus siglas en inglés) diferente, o a través de un centro de conmutación de servicios móviles MSC (en sus siglas en inglés) diferente. El traspaso puede ser necesario, también, cuando se producen problemas de capacidad en una célula cualquiera.
El traspaso necesita una cierta cantidad de operación y de mantenimiento, tal como definir las células vecinas, así como el controlador de la estación de base BSC y el centro de conmutación de servicios para móviles MSC que controla la célula, que define qué frecuencias de la célula deben ser medidas y qué valor de umbral se debe considerar para iniciar el traspaso. En una red del GSM convencional, el controlador de la estación de base BSC envía a una estación móvil una lista de frecuencias para ser medidas. Pueden enviarse dos listas, una primera lista que es utilizada para el modo inactivo, por ejemplo cuando la estación móvil está vagando (roaming), y una segunda utilizada para el modo activo, cuando hay una llamada en curso. Esta segunda lista define qué frecuencias debería medir la estación móvil, e informar de vuelta. Estas listas contienen un conjunto de valores que se refieren a números absolutos de canales de radiofrecuencia ARFCN (en sus siglas en inglés) de las células vecinas. Además de a estos números de canal de frecuencia, el controlador de la estación de base BSC conoce, también, los códigos de identidad de las estaciones de base BSIC (en sus siglas en inglés) de todas las células vecinas. La estación móvil mide las frecuencias definidas por estos números de canal e informa de estas mediciones al controlador de la estación de base. En la práctica, la estación móvil informará solamente de los seis mejores valores de la medición y solamente de esas frecuencias de célula con las cuales la estación móvil puede sincronizar y, por lo tanto, recibir un código de identidad referente a la estación de base (BSIC). El informe de la medición enviado de vuelta al controlador de la estación de base BSC por la estación móvil MS incluye una referencia a los números absolutos de canales de radiofrecuencia ARFCN, los códigos de identidad de las estaciones de base (BSIC) y una indicación de la intensidad de la señal del enlace ascendente. De hecho, el informe no especifica los números absolutos de canales de la radiofrecuencia ARFCN exactos, sino que se refiere a la posición que este número ocupa en la lista de la medición. Sobre la base de este informe, el controlador de la estación de base BSC decide si es necesario el traspaso, y a qué célula. El inicio del traspaso se realiza según el mecanismo estándar del GSM para cada vendedor. Específicamente, un mensaje es enviado por el controlador de la estación de base al centro de conmutación de servicios móviles MSC conectado al controlador de la estación de base BSC que indica que el traspaso es necesario. Este mensaje contiene un identificador de células, el identificador global de células CGI (en sus siglas en inglés), que define el código móvil del país, el código móvil de la red y el código del área de la ubicación de la célula a la que se ha solicitado el traspaso. El identificador global de células CGI es obtenido por el controlador de la estación de base de una lista que usa el código de identificación de la estación de base BSIC y el número absoluto de canal de radiofrecuencia ARFCN obtenido para la célula. Con esta identificación global de la célula, el centro de conmutación de servicios para móviles MSC es capaz de determinar qué otro MSC maneja la célula definida por el valor del CGI.
Recientemente, se han hecho propuestas para ampliar las redes celulares convencionales mediante la inclusión de redes de acceso que utilizan una interfaz de radio no autorizada de baja potencia para comunicar con estaciones móviles. Las redes de acceso se han diseñado para ser utilizadas junto con los elementos del núcleo de una red pública estándar de móviles. La red de acceso está construida de modo que los elementos del núcleo, tales como los centros de conmutación de móviles MSC, de la red pública de móviles, ven la red de acceso a la radio no autorizada como un controlador de estación de base BSC convencional. Tal red de acceso, y la estación móvil para su uso con esta red de acceso, está descrita en la solicitud de patente europea número EP-A-1 207 708. La baja potencia y el bajo margen resultante de la interfaz de la radio no autorizada indican que varias de tales redes de acceso pueden proporcionarse en una proximidad relativa, por ejemplo, una red de acceso por cada planta de un edificio de oficinas. La red de acceso, preferiblemente, incluye, también, una red fija de banda ancha que está conectada a un centro de conmutación de servicios para móviles (MSC) de una red pública del GSM convencional de móviles. Esto facilita enormemente la instalación de la red de acceso, lo que permite, por ejemplo, que un abonado instale la red de acceso en su propio hogar. Los formatos adecuados de radios no autorizadas incluyen las telecomunicaciones inalámbricas mejoradas digitales (DECT, en sus siglas en inglés), las LAN sin hilos y la tecnología Bluetooth. Un aparato telefónico móvil adaptado, capaz de funcionar sobre ambas interfaces, la interfaz aérea estándar (por ejemplo, la interfaz de Um) y la interfaz de la radio no autorizada, implica que el abonado precisa solamente un teléfono para todos los entornos.
El documento EP-A-1 207 708 describe un terminal móvil que tiene unos medios para conectarse a una red de móviles con licencia y a una red no autorizada, en el que la red no autorizada comprende un controlador de estación de base doméstico (HBSC, en sus siglas en inglés) al que están conectadas una pluralidad de estaciones transceptoras de base domésticas (HBS, en sus siglas en inglés), y que asigna a todas las HBS un "código único" (es decir, son asignadas a la misma área de localización). La identificación del área de localización se utiliza para actualizar la localización de un terminal móvil que se desplaza desde una red con licencia a una red no autorizada. El documento EP-A-1 271 852 describe la asignación de una identidad común a una pluralidad de puntos de acceso controlados por una unidad de control cuando un terminal móvil se está desplazando desde un punto de acceso a otro (traspaso entre puntos de acceso en la misma red), para que el terminal móvil ignore la identidad física del punto de acceso mediante el cual dicho terminal móvil está servido en ese momento, y, al mismo tiempo, mantenga el mismo modelo de salto de frecuencia sin interrupción. El documento WO 03/079706 A1 describe un procedimiento de traspaso entre sistemas, entre una red autorizada y otra no autorizada, en el que la red no autorizada comprende un punto de acceso de pasarela, conectado al resto de puntos de acceso, cuya identidad se utiliza para identificar en qué redes está en ese momento el terminal móvil que se desplaza entre la red autorizada y la no autorizada. El documento WO 99/01002 A2 describe un procedimiento de traspaso, en el que se genera una señal de referencia de traspaso cuando una ráfaga de acceso aleatorio es transmitida durante el traspaso.
El problema cuando se incluyen una o más redes de acceso a la radio no autorizadas en una red de móviles pública autorizada convencional, tal como una red del GSM, UMTS o CDMA2000, es que el traspaso de la red de móviles pública autorizada a la red de acceso a la radio no autorizada aumenta enormemente las mediciones necesarias de funcionamiento y de mantenimiento requeridas en algunos casos hasta niveles inaceptablemente elevados. Dependiendo del número de redes de acceso a la radio no autorizadas presentes, el número de puntos de acceso podría llegar a ser de hasta millares o decenas de millares. Definir estos puntos de acceso en los elementos relevantes de la red de móviles pública autorizada es una tarea que requiere mucho tiempo y que es costosa. Además, deben situarse varios puntos de acceso a la radio no autorizada en la misma célula de la red de móviles pública autorizada. Por tanto, no es posible que el controlador de la estación de base recopile una lista de todas las frecuencias posibles que precise la medición dentro de la célula, además de las de las células adyacentes a la red de móviles pública autorizada. Además, la facilidad de instalación de puntos de acceso individuales de una red de acceso a la radio no autorizada significa que el número y la ubicación de estos puntos de acceso podrían estar cambiando constantemente. Cada cambio exigiría que la red de móviles pública autorizada fuera actualizada con la nueva posición de los puntos de acceso.
Compendio de la invención
Es, por tanto, un objeto de la presente invención proponer un sistema de manejo del traspaso de una red de móviles pública autorizada convencional, tal como el GSM, UTMS o CDMA2000, a una red de acceso a la radio no autorizada conectada a la red convencional.
Este objeto se alcanza con una red de acceso, un controlador de red de acceso y un método de traspaso, de acuerdo con la presente invención, como se refleja en las reivindicaciones adjuntas. Específicamente, la red de acceso está destinada a comunicarse con un terminal móvil y una porción de la red de núcleo de una red pública de móviles, y comprende una pluralidad de estaciones de base locales, que definen, cada una, una mini-célula y que están destinadas a comunicarse con terminales móviles ubicados en una mini-célula respectiva a través de una interfaz de radio no autorizada. Un controlador de red de acceso está destinado a comunicar con la porción de la red de núcleo a través de una interfaz de la red de móviles predeterminada, y está conectada con la pluralidad de estaciones de base locales. El traspaso entre una célula de la red de móviles pública y la red de acceso es facilitado mediante la asignación de un único identificador común asociado con el controlador de la red de acceso a todas las mini-células. De esta manera, toda la red de acceso a la radio no autorizada es identificada mediante el mismo identificador en el resto de la red. El traspaso a cualquier mini-célula de la red de acceso a la radio no autorizada dirige al controlador de la red de acceso. La comunicación de este único identificador al resto de la red es, por tanto, relativamente simple y rápido.
En el traspaso, la red de núcleo está destinada a dirigir una petición de traspaso, que contiene el identificador común, al controlador de la red de acceso. El controlador de la red de acceso está destinado a responder a una petición de traspaso de la red de núcleo, asignando una referencia de traspaso a la petición, y estableciendo un trayecto para la comunicación entre una estación móvil y la red de núcleo sobre la red de acceso a la radio no autorizada cuando se recibe un mensaje que contiene la referencia del traspaso procedente de la estación móvil. Por consiguiente, la asignación de cualquier petición de traspaso a un punto de acceso concreto o a la mini-célula es manejado enteramente por el controlador de acceso, sin que el resto de la red necesite más información que el identificador único. Todo el procedimiento es, efectivamente, transparente a la red de núcleo y al resto de las redes de acceso, que ven la red de acceso no autorizada como una única célula.
Dependiendo del tipo de red de comunicaciones entre móviles a la que esté conectada la red de acceso a la radio no autorizada, el identificador común podría identificar solamente una única dirección de célula. Para algunas tecnologías, tales como el GSM, este identificador, preferiblemente, identifica también una única frecuencia de canal utilizada por dichas estaciones de base locales y, posiblemente, también una única dirección de estación de base.
El método de acuerdo con la presente invención reside, esencialmente, en las siguientes operaciones: adjudicar un identificador común a todas las estaciones de base locales conectadas al controlador de la red de acceso, responder el controlador de la red de acceso a un mensaje de petición de traspaso, recibido desde la porción de la red de núcleo, y que contiene el identificador común, mediante la generación de una referencia de traspaso, y transmitiendo la referencia de traspaso como un mensaje de reconocimiento del traspaso a la porción de la red de núcleo, recibir el controlador de la red de acceso la referencia del traspaso desde la estación móvil a través de la estación de base local y establecer un trayecto de comunicaciones cuando es recibido el mensaje que contiene dicha referencia de traspaso.
Para asegurar que se provoque el inicio del traspaso, aun cuando las señales recibidas vía una red de acceso a la radio no autorizada sean más débiles que las de las células de redes públicas de móviles autorizadas adyacentes, es preferible que la estación móvil, tras la recepción del identificador común, transmita a la estación de base un informe destinado a provocar el inicio del traspaso, con independencia de las otras frecuencias recibidas por la estación móvil.
Breve descripción de los dibujos
Otros objetos y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la siguiente descripción de las formas de realización preferidas, que se dan a modo de ejemplo haciendo referencia a los dibujos adjuntos. En las figuras:
la figura 1 representa, de manera esquemática, partes de una red del GSM con una red de acceso a la radio no autorizada,
la figura 2 representa, de manera esquemática, la red de acceso a la radio no autorizada de la figura 1,
la figura 3 ilustra la secuencia de señalización para el traspaso de una llamada desde una red de móviles pública, tal como el GSM, a una red de acceso a la radio no autorizada.
Descripción detallada de los dibujos
La figura 1 representa, de manera esquemática, partes de una red del GSM convencional. Esta red está dividida, esencialmente, en una porción 20 de red de núcleo y una porción 10 de acceso. Los elementos de la red de núcleo ilustrados en la figura incluyen los centros de conmutación de móviles o MSC 202, el registro de ubicaciones doméstico HLR (en sus siglas en inglés) 201 y el registro de ubicaciones de visitantes VLR (en sus siglas en inglés) 204 asociados. La función y la estructura de estos elementos convencionales de la arquitectura del GSM son conocidas por los expertos en la materia y no van a ser descritos aquí con más detalle. La red de núcleo también soporta el Servicio General de Radio en Paquetes (GPRS, en sus siglas en inglés) y, por este motivo, se ilustran los nodos de soporte del GPRS (SGSN, en sus siglas en inglés) 203 que les sirven. Aunque no está ilustrado en la figura, los expertos en la materia entenderán que la porción de la red de núcleo puede incluir el acceso a otras redes móviles o fijas por cable, tales como a redes de ISDN o de PSTN, redes de datos en paquetes con conmutación de circuitos o de paquetes, tales como redes internas, redes externas o Internet, a través de uno o más nodos de pasarela.
La porción de acceso consiste, esencialmente, en subsistemas de estación de base BSS 10, uno de los cuales está ilustrado en la figura 1, que comunica a través de interfaces estándares fijas definidas A y Gb con los MSC 202 y SGSN 203, respectivamente, en la porción 20 de la red de núcleo. Cada subsistema de estación de base BSS 10 incluye un controlador de estación de base BSC 103 que comunica con una o más estaciones de transceptores de las bases BTS 101 a través de la interfaz aérea definida A_{bis} 102. Las estaciones de transceptores de las bases 101 comunican con terminales móviles MT 1 mediante la interfaz aérea de radio Um de la norma del GSM. Se entenderá que mientras las BTS 101 y los BSC 103 son representados formando una única entidad en el BSS 10, el BSC 103 es, a menudo, independiente de las BTS 101 e incluso puede estar situado en el centro de conmutación de servicios para los móviles MSC 202. La división física representada en la figura 1 sirve para distinguir entre las partes de la red que componen la porción 10 de la red de acceso de las que forman la porción 20 de la red de núcleo.
Además de la porción de la red de acceso convencional proporcionada por los BSS 10, la red representada en la figura 1 incluye, además, una porción modificada 30 de la red de acceso mostrada en la mitad inferior de la figura. De aquí en adelante se va a describir como una parte de la red de acceso a la radio no autorizada.
Los componentes que componen esta porción 30 de la red de acceso a la radio no autorizada posibilitan, también, que el terminal móvil 1 acceda a la porción de la red de núcleo del GSM y, a través de ésta, a otras redes de comunicación vía una interfaz X de radio no autorizada, representada en la figura 1 mediante la flecha bidireccional 31. Mediante radio no autorizada se quiere expresar cualquier protocolo de radio que no exija al operador de la red de móviles obtener una autorización del cuerpo regulador correspondiente. En general, tales tecnologías de radio no autorizadas deben ser de baja potencia y, por tanto, de un margen limitado, en comparación con los servicios de radio móviles con licencia. Esto significa que la vida de la batería de los terminales móviles es mayor. Además, ya que el margen es bajo, la radio no autorizada puede ser una radio de banda ancha, que proporciona, por tanto, una mejor calidad de la voz. La interfaz de radio puede utilizar cualquier protocolo de radio no autorizado adecuado, por ejemplo, un protocolo de LAN inalámbrica o de Telecomunicaciones Inalámbricas Digitales Mejoradas (DECT). Preferiblemente, sin embargo, se utiliza radio de Bluetooth, que tiene una anchura de banda elevada y un consumo de energía menor que la radio de la red de móviles pública convencional.
La norma Bluetooth especifica un enlace de radio digital bidireccional para conexiones de corto alcance entre dispositivos diferentes. Los dispositivos están equipados con un transceptor que transmite y recibe en una banda de frecuencias alrededor de 2,45 GHz. Esta banda está disponible de manera global, con una cierta variación en la anchura de banda, dependiendo del país. Hay disponibles hasta tres canales de voz, además de los datos. Cada dispositivo tiene una única dirección de 48 bits que proviene del estándar de 802 del IEEE. También están disponibles la encriptación y la verificación incorporadas.
El elemento de la porción 30 de la red de acceso fija destinado a comunicar a través de la interfaz de Bluetooth es denominado estación de base local o doméstica (HBS) 301. Este elemento maneja los protocolos del enlace de radio con el terminal móvil MT 1, y contiene transceptores de radio que definen una célula de una manera similar al funcionamiento de un transceptor de estación de base BTS 103 del GSM convencional. La estación de base doméstica HBS 301 está controlada por un controlador de estación de base doméstica HBSC 303, que comunica con un centro de conmutaciones de servicios para móviles MSC 202 sobre la interfaz A del estándar del GSM, y también con un nodo de soporte de GPRS de servicio SGSN 203 sobre una interfaz Gb estándar, si está disponible en la porción de la red de núcleo. La interfaz entre la estación de base doméstica HBS 301 y su controlador de estación de base doméstica HBSC 303 se denomina interfaz Y. El controlador de la estación de base doméstica HBSC 303 proporciona la conexión entre el MSC 202 o el SGSN 203 y el terminal móvil 1. La función de unión de la estación de base doméstica HBS 301 y del controlador de la estación de base doméstica HBSC 303 emula el funcionamiento del BSS 10 hacia el SGSN 203 y el MSC 202. En otras palabras, cuando se ve desde los elementos de la red de núcleo 20, tales como el centro de conmutación de servicios móviles (MSC) 202 y el nodo de soporte del GPRS de servicio (SGSN) 203, la porción de la red de acceso fija 30 constituida por las estaciones de base domésticas HBS 301 y el controlador de la estación de base doméstica HBSC 303 parece una porción de red de acceso convencional 10.
Las aplicaciones que funcionan en el terminal móvil MT 1, encima de las interfaces de radio de las redes de móviles públicas, también funcionan encima de la radio de Bluetooth entre el terminal móvil 1 y la estación de base doméstica HBS 301.
La interfaz entre la estación de base doméstica HBS 301 y el controlador de las estaciones de base domésticas HBSC 303, que se designa con Y en la figura 1, está proporcionado, preferiblemente, por un enlace fijo. La estación de base doméstica 301 está concebida para ser un pequeño dispositivo que el abonado puede adquirir e instalar en una ubicación deseada, tal como un entorno doméstico o de oficina, para obtener un acceso fijo a la red de móviles. Sin embargo, también podrían ser instalados por los operadores en zonas con tráfico elevado. Para reducir los costes de instalación en la parte del operador, la interfaz entre la estación de base doméstica 301 y el controlador 303 de la estación de base doméstica, que se designa como interfaz Y en la figura 1, explota preferiblemente, por lo tanto, una conexión ya existente proporcionada por una red fija 302. Esta red es, preferiblemente, una red de paquetes de banda ancha. Las redes adecuadas podían incluir aquéllas basadas en el ADSL, Ethernet, LMDS, o en tecnologías similares. Las conexiones domésticas a tales redes están cada vez más disponibles a los abonados. Aunque no se muestra en la figura 1, la estación de base doméstica HBS 301 estará conectada a un terminal de red que da acceso a la red fija 302, mientras el controlador HBSC 303 de la estación de base doméstica puede estar conectado a un enrutador de linde ER (en sus siglas en inglés) de la red 302, que también enlaza la red fija 302 con otras redes, tales como redes internas o con Internet. El IP es utilizado para la comunicación entre la estación de base doméstica HBS 301 y el controlador HBSC 303 de la estación de base doméstica sobre la red fija 302 para hacer el transporte de los datos independiente del tipo de red. El enlace entre la estación de base doméstica HBS 301 y el controlador HBSC 303 de la estación de base doméstica está, preferiblemente, siempre abierto, de modo que esta conexión está siempre disponible, sin necesidad de reservar un canal. Aunque la red fija 302 es, preferiblemente, una red basada en IP, también podrían ser utilizadas las redes basadas en ATM. En particular, cuando se utilizan tecnologías de DSL en esta red, podrían utilizarse directamente sobre la capa de ATM, puesto que están basadas en ATM. Naturalmente, una red basada en ATM podría ser utilizada, también, para transportar IP, sirviendo como capa de base.
La estación de base doméstica HBS 301 es instalada enchufándola a un puerto de un módem adecuado, tal como un módem de ADSL o de CATV, para acceder a la red fija 302. El puerto está en contacto con una red interna que está puenteada o enrutada en el nivel del IP. Por tanto, se utilizan protocolos estándares, tales como el IP, DHCP, DNS y otros similares. La estación de base doméstica HBS 301 conectada al módem utiliza estos protocolos y funciones estándares para averiguar a qué controlador de la estación de base doméstica HBSC 303 debe conectarse y, también, para establecer una conexión con este controlador de la estación de base doméstica HBSC 303.
Las estaciones de base 101 y 301, en ambas porciones 10 de la red de acceso convencional y 30 de la red de acceso a la radio no autorizada, definen una área de cobertura representada en la figura 1 mediante células hexagonales 104, 304. Aunque las dimensiones relativas de estas células no son exactas en la figura, sin embargo está claro que la cobertura de una BTS convencional 101 es mucho mayor que la potencia relativamente baja de la HBS 301. Por esta razón, y ya que una HBS 301 puede estar instalada en cualquier lugar en el que haya un puerto a la red fija de banda ancha conectada a un HBSC 303, una o más mini-células 304 generadas por HBS 301 pueden ser ubicadas dentro de la célula 104 de un BTS convencional 101.
En una red GSM convencional, el traspaso de llamadas entre células adyacentes es habilitado informando a la red de acceso 10 conectada en ese momento y a la porción 20 de la red de núcleo de la identificación de células vecinas, por medio de un identificador global de células CGI (en sus siglas en inglés), que contiene el código móvil del país, el código de la red de móviles y un código de la área de ubicación, y también de información sobre qué BSC 103 o MSC 202 (o SGSN 203, si está disponible en la red) controla estas células. El BSC 103 debe poder comunicar los números absolutos de canales de radiofrecuencia (ARFCN) adjudicados a todas las células vecinas a un terminal móvil 1 conectado a él, de modo que el terminal móvil pueda medir las frecuencias asociadas e informar de vuelta las frecuencias más fuertes. Además del número de canal ARFCN, este mensaje también incluye un código de identificación de la estación de base BSIC, que es único en el área, para que la estación de base transmita en la frecuencia de canal identificada. Con la introducción de una gran cantidad de mini-células 304 que resultan de la instalación de una red de acceso a la radio no autorizada 30 este tipo de actividades de operación y mantenimiento llega a ser muy complejo y engorroso, particularmente cuando la ubicación de las mini-células puede cambiar a lo largo del tiempo. La figura 2 ilustra cómo esta actividad durante la instalación se reduce enormemente y se facilita de acuerdo con la presente invención.
La figura 2 ilustra una red de acceso a la radio no autorizada, como se muestra en la figura 1, con la porción 20 de la red de núcleo igualmente ilustrada en la figura 1. Se han utilizado los mismos números de referencia para las mismas partes de ambas figuras, así que no se repetirá una nueva descripción de éstas. En la red de acceso a la radio no autorizada 30, el controlador de la estación de base doméstica HBSC 303 controla varias estaciones de base domésticas HBS 301. Esto está ejemplificado en la figura 2, mediante la representación de tres HBS 301. Las estaciones de base domésticas HBS 301 y, por tanto, la mini-célula 304 generada de ese modo en la misma red de acceso 30, pueden estar situadas una cerca de otra, o a una distancia mayor una de otra, dependiendo del acceso disponible a la red de acceso de banda ancha 203. El controlador de la estación de base doméstica HBSC 303 mantiene una estructura de datos que representa una vista lógica de estas estaciones de base domésticas HBS 301. Esta estructura de datos es actualizada automáticamente o dinámicamente, cuando las estaciones de base domésticas HBS 301 se conectan al controlador de estación de base doméstica HBSC 303. Una estación de base doméstica HBS 301 es adjudicada a una dirección de IP en la red fija 302. El controlador de estación de base doméstica HBSC 303, naturalmente, también tendrá una dirección de IP en la red fija 302. Esta dirección es conocida, también, por las estaciones de base domésticas HBS 301.
Sin embargo, con la finalidad de identificar las mini-células 304 para posibilitar el traspaso, en lugar de adjudicar un único identificador de célula, un identificador de la estación de base y un número de canal de frecuencia a cada mini-célula 304, se identifican a la red del GSM todas las mini-células 304 de la misma red de acceso a la radio no autorizada mediante la misma identificación. En efecto, a toda la red 30 de acceso a la radio no autorizada o, más bien, al controlador de la estación de base doméstica HBSC 203 que controla esta red de acceso se le asigna una única identificación de célula. Esta identificación es distribuida, luego, por la red, mediante procedimientos manuales de operación y mantenimiento en la instalación, de modo que la porción de la red de núcleo y los subsistemas de la estación de base BSS 10 relevantes que controlan las células que son vecinas a una o más mini-células pueden acceder a esta identificación. La identificación de las células es equivalente al identificador global de células CGI utilizado en una red del GSM convencional, e incluye también una única Área de Ubicación singular asignada a la red de acceso 30. Esto está ilustrado, de manera esquemática, en la figura 2, mediante la asignación de un identificador de células CGI-A al controlador 203 de la estación de base doméstica.
Además del identificador de células CGI, la red de acceso a la radio no autorizada tiene un único identificador de estaciones de base BSIC y un número absoluto de canal de radiofrecuencia ARFCN. El identificador de la estación de base BSIC y el número absoluto de canal de radiofrecuencia ARFCN son comunicados por cada estación de base doméstica HBS 301 en respuesta a una petición de informe de mediciones proveniente de la estación móvil MS 1 y, por lo tanto, una indicación de estos identificadores será incluida en cualquier informe de mediciones enviado por una estación móvil 1 a su controlador de estación de base conectado 103 cuando estableció una conexión con una estación de base doméstica HBS 301 de una red del acceso a la radio no autorizada 30. Esto implica, naturalmente, que el número absoluto de canal de radiofrecuencia ARFCN de la red de acceso a la radio no autorizada está incluido en la lista de mediciones enviada por el subsistema de la estación de base BSS 10 conectado a la estación móvil 1. La combinación del identificador de la estación de base BSIC y el número absoluto de canal de radiofrecuencia ARFCN debería servir, de esta manera, para indicar el identificador de la célula específica CGI adjudicado a la red de acceso a la radio no autorizadas 30. Si hay presente más de una red de acceso a la radio no autorizada, cada una tendrá un único identificador de células asociado CGI y, de esta manera, una combinación única de identificador de la estación de base BSIC y de número absoluto de canal de radiofrecuencia ARFCN.
En la instalación de la red de acceso a la radio no autorizada, el identificador individual de la célula CGI es comunicado a todos los subsistemas de las estaciones de base BSS 10. Estos elementos también serán informados del código de identificación de la estación de base BSIC asociado y del número absoluto de canal de radiofrecuencia ARFCN. Esto permite que el subsistema de la estación de base BSS 10 incluya la frecuencia emitida por la estación de base doméstica vecina en la lista de frecuencias comunicadas a una estación móvil dentro de su propia célula 104 que se va a medir e informar para determinar si se precisa el traspaso, y a qué célula. Los centros de conmutación de servicios para móviles MSC 202 y/o los nodos de soporte del GPRS SGSN 203 serán, igualmente, informados del identificador individual de la célula.
La figura 3 ilustra la secuencia de señalización cruzada entre un terminal móvil, un subsistema de la estación de base BSS 10, el centro de conmutación de servicios para móviles MSC 202, el controlador de la estación de base doméstica HBSC 303 y la estación de base doméstica HBS 301, cuando una llamada activa iniciada por la estación móvil 1 vía el subsistema de la estación de base BSS 10 convencional es entregada a una estación de base doméstica HBS 301 de la red de acceso a la radio no autorizada.
En la figura 3, los diferentes elementos involucrados en la señalización se muestran en la parte superior del dibujo. La estación móvil MS es indicada dos veces en cada lado de la figura. El Um de la estación móvil MS, a mano izquierda, representa la interfaz Um de la norma del GSM y la X de la estación móvil MS, a mano derecha, representa la interfaz de la radio no autorizada, o la interfaz X, de la misma estación móvil. Haciendo referencia, ahora, al evento 1 de la figura 3, se supone que una llamada del GSM ha sido establecida entre una estación móvil MS y un subsistema de la estación de base BSS vía la interfaz estándar Um. En el evento 2, el subsistema de la estación de base BSS transmite información del sistema a la estación móvil MS que incluye la lista de frecuencias que la estación móvil MS debe medir con la finalidad del traspaso. Esta lista de mediciones incluye el número absoluto del canal de radiofrecuencia ARFCN asignado a la red de acceso a la radio no autorizada. Un informe de mediciones en las frecuencias enumeradas es enviado desde la estación móvil MS al subsistema de la estación de base BSS en el evento 3. En el evento 4, se asume que la estación móvil ha merodeado por el área de cobertura o mini-célula de una estación de base doméstica HBS de una red de acceso a la radio no autorizada. La estación móvil establece un enlace de radio con la HBS vía la interfaz X de radio no autorizada. La estación móvil MS es capaz, luego, de recibir la información del sistema proveniente de la estación de base doméstica HBS que incluye el código del identificador de la estación de base BSIC y el número absoluto de canal de radiofrecuencia ARFCN en el evento 5. Los valores de BSIC y de ARFCN son incluidos, luego, en el siguiente informe de mediciones enviado al subsistema de la estación de base BSS en el evento 6. En el evento 7, el subsistema de la estación de base determina que el número de canal asociado con la red de acceso a la radio no autorizada es informado para tener la señal más fuerte en el informe de mediciones y, por lo tanto, provoca el inicio del traspaso enviando un mensaje de HANDOVER-REQUIRED (TRASPASO REQUERIDO) (GSM 08.08) al centro de conmutación de servicios para móviles MCS. Incluido en este mensaje está el identificador de células CGI que identifica al controlador de la estación de base doméstica HBSC que controla la red de acceso a la radio no autorizada interesada. En el evento 8, el centro de conmutación de servicios para móviles MSC envía el mensaje de HANDOVER-REQUIRED al controlador de la estación de base doméstica HBSC. Además del identificador de la célula (CGI), este mensaje también incluye, ahora, un código de identificación del circuito (CIC, en sus siglas en inglés) que será utilizado en la interfaz A si el traspaso tiene éxito. Con la recepción de este mensaje, el controlador de la estación de base doméstica HBSC reserva los recursos locales necesarios y asigna un número de referencia del traspaso (referencia de HO) a este traspaso. Debe advertirse que el controlador de la estación de base doméstica HBSC no conoce, en esta etapa, a qué estación de base doméstica HBS, ni a qué mini-célula asociada, concierne esta petición de traspaso. En el evento 9, el controlador de la estación de base doméstica HBSC crea el mensaje necesario de HANDOVER COMMAND (ORDEN DE TRASPASO) que concierne a la capa de recursos de radio (RR, en sus siglas en inglés) que contiene el número de referencia del traspaso (referencia de HO). Este mensaje de HANDOVER COMMAND es incluido, luego, en un mensaje de reconocimiento de traspaso (HANDOVER-REQUEST-ACK: RECONOCIMIENTO DE PETICIÓN DE TRASPASO) enviado al centro de conmutación de servicios para móviles MSC. El mensaje de reconocimiento es enviado, luego, al subsistema de la estación de base BSS en el evento 10, y el mensaje de HANDOVER COMMAND es transmitido a la estación móvil MS en el evento 11.
La estación móvil MS establece, luego, la conexión necesaria hacia el controlador de la estación de base doméstica HBSC vía la estación de base doméstica HBS. Esto se alcanza mediante la transmisión del mensaje adecuado en el evento 12, que se llama "acceso al traspaso no autorizado". Este mensaje incluye el número de referencia del traspaso (referencia de HO). Después de establecer una conexión a través de la red fija de banda ancha en el evento 13, la estación de base doméstica transmite, luego, en el evento 14, el mensaje de acceso de traspaso, que incluye el número de referencia del traspaso (referencia de HO) y, adicionalmente, todos los demás datos necesarios para la conexión, tales como los datos relacionados con el IP para la conexión a través de la red fija de banda ancha 302. Esto puede incluir, por ejemplo, la dirección del IP y el puerto del UDP de la estación de base doméstica HBS a la cual deben enviarse la voz o los datos en paquetes.
Cuando el controlador de la estación de base doméstica HBSC recibe este mensaje, es capaz de asociarlo con la petición de traspaso previa usando el número de referencia del traspaso (referencia de HO). El controlador de la estación de base doméstica HBSC usa, luego, el valor del CIC comunicado previamente para conectar el circuito asignado vía la interfaz A con los recursos del IP. De manera similar, el controlador de la estación de base doméstica HBSC envía la información del IP necesaria, tal como la dirección del IP de la voz y el puerto de UDP, a la estación de base doméstica HBS para establecer un trayecto de voz bidireccional en el evento 15. Después de esto, el controlador de la estación de base doméstica HBSC envía un mensaje de HANDOVER COMPLETE (COMPLETAR EL TRASPASO) al centro de conmutación de servicios para móviles MSC como reconocimiento del éxito del traspaso. El centro de conmutación de servicios para móviles MSC libera, luego, el antiguo trayecto de voz utilizado en el subsistema de la estación de base BSS.
Los expertos en la materia entenderán que durante el traspaso desde una red del GSM a una red de acceso a la radio no autorizada, el canal de comunicación será activado solamente después de que la estación móvil haya transmitido la referencia de traspaso al controlador de la estación de base doméstica. Esto difiere del traspaso entre dos células del GSM o de una red de acceso a la radio no autorizada a una célula del GSM en el que el canal es activado cuando los recursos son reservados tras la recepción de una petición de traspaso y antes del reconocimiento de la petición del traspaso.
La determinación, en el evento 7, por el subsistema de la estación de base BSS, de que la intensidad de la señal de la frecuencia radiodifundida por la estación de base doméstica HBS es mayor que todas las otras frecuencias radiodifundidas por las células vecinas es el resultado de una ponderación controlada en la estación móvil. Las estaciones de base domésticas HBS 301 transmiten, típicamente, con una potencia mucho menor que las estaciones transceptoras de base BTS 101 de una red de acceso del GSM convencional. Por esta razón, es improbable que la intensidad de señal a una frecuencia transmitida por una estación de base doméstica exceda la de una célula del GSM vecina (o que la rodea). Sin embargo, en la red del GSM, el traspaso es provocado, convencionalmente, cuando la intensidad de la señal recibida por una estación móvil procedente de una estación transceptora de base BTS 101, activa o conectada, es superada por la emitida por otra estación transceptora de base BTS. Para permitir el inicio provocado del traspaso de esta manera convencional, y evitar, por tanto, la necesidad de modificar las redes de acceso del GSM 10, la estación móvil MS 1, capaz de soportar comunicación de radio no autorizada, es modificada para falsificar el informe de medición cuando un enlace de radio no autorizada puede establecerse con una estación de base doméstica 301 sobre una interfaz X, y la estación móvil es capaz de recibir el número de canal y el código del identificador de la estación de base (ARFCN, BSIC). Esto puede alcanzarse mediante la ponderación de las mediciones antes de informar de éstas, de manera que el número de canal asociado con la red de acceso a la radio no autorizada venga dado por un valor de medición más alto que otros números de canal, incluyendo el canal activo que se está utilizando en ese momento.
Alternativamente, si el subsistema de la estación de base BSS 10 y, específicamente, el controlador de la estación de base BSC 103 está disponible para alguna modificación, éste podría ser destinado a enviar una orden a la estación móvil 1 sobre cómo informar de las mediciones de frecuencia. De este modo, si la estación móvil soporta la comunicación con una o más redes de acceso a la radio no autorizadas, la orden podría especificar que la estación móvil incluyera solamente esta frecuencia en el informe de mediciones, o que esta frecuencia específica fuera informada con una intensidad predeterminada cuando se ha establecido un enlace de radio.
La red de acceso a la radio no autorizada 30, descrita haciendo referencia a las figuras, se asemeja a una red de acceso convencional en la que hay una pluralidad de elementos de estación de base con su propia funcionalidad y un controlador conectado a estas estaciones de base. Sin embargo, la presente invención no está limitada a esta estructura. En una realización alternativa, la misma operación se alcanza con un punto de acceso esencialmente transparente, que son los puntos de acceso a una red de banda ancha existentes, mediante la transferencia de la funcionalidad de las estaciones de base domésticas al controlador de la estación de base doméstica y/o a la estación móvil. Es decir, la estación móvil comunica directamente con el controlador de la estación de base doméstica HBSC 303 sobre una interfaz de radio no autorizada y la red de banda ancha vía el punto de acceso. En lo que respecta a la señalización, esto significaría que los eventos 5, y 12 a 15, ilustrados en la figura 3, que indican que la comunicación entre la estación móvil MS y la estación de base doméstica HBS, o entre la estación de base doméstica HBS y el controlador de la estación de base doméstica HBSC, son sustituidos por una comunicación directa entre la estación móvil MS y el controlador de la estación de base doméstica HBSC, de manera transparente a través de la estación de base doméstica HBS. La estación de base doméstica HBS sirve, por tanto, simplemente, como un punto de acceso transparente. El enlace de radio establecido en el evento 4, en la figura 3, incluye también, por tanto, el establecimiento de una conexión a través de la red de banda ancha, de modo que el controlador de la estación de base doméstica HBSC tenga constancia de la presencia de la estación móvil y sea capaz de enviar la información del sistema en el evento 5.
La descripción detallada de más arriba, acerca del traspaso, se ha referido solamente a redes del GSM, como red pública de móviles convencional. Los expertos en la materia entenderán, sin embargo, que el traspaso desde otras redes públicas de móviles convencionales, tales como el UMTS o CDMA2000, a una red de acceso a la radio no autorizada puede ser manejado de modo análogo. En todos los casos, la asignación de un único identificador de célula para toda una red de acceso a la radio no autorizada y el manejo subsiguiente dentro de la red de acceso a la radio no autorizada serían aplicables a otras tecnologías.

Claims (14)

1. Una red de acceso a la radio no autorizada destinada a comunicar con una estación móvil y con una porción de red de núcleo (20) de una red pública de móviles autorizada, comprendiendo dicha red de acceso:
una pluralidad de estaciones de base locales (301) que define, cada una, una mini-célula y
destinada a comunicar con terminales móviles (1) localizados en una mini-célula respectiva sobre una interfaz de radio no autorizada (11);
un controlador de red de acceso (303) destinado a comunicar con dicha porción de red de núcleo sobre una interfaz de red de móviles predeterminada y
conectada a dicha pluralidad de estaciones de base locales (301);
caracterizada porque
todas dichas mini-células están asignadas a un identificador común asociado con dicho controlador de red de acceso y
porque
dicho controlador de red de acceso (303) está destinado a recibir una petición de traspaso que contiene dicho identificador común proveniente de dicha red de núcleo,
para responder a dicha petición de traspaso mediante la adjudicación de una referencia de traspaso a dicha petición para transmitir dicha referencia de traspaso en un mensaje de reconocimiento de traspaso a dicha porción de red de núcleo para recibir dicha referencia de traspaso desde dicha estación móvil vía dicha estación de base local, y para establecer un trayecto de comunicación entre dicha estación móvil y dicha red de núcleo cuando un mensaje que contiene dicha referencia de traspaso es recibido procedente de dicha estación móvil.
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2. Una red de acceso según está reivindicado en la reivindicación 1, caracterizada porque dichas estaciones de base locales están destinadas a comunicar dicho identificador común a dicho terminal móvil.
3. Una red de acceso según está reivindicado en cualquier reivindicación previa, caracterizada porque dicho identificador común identifica una única dirección de célula.
4. Una red de acceso según está reivindicado en cualquier reivindicación previa, caracterizada porque dicho identificador común identifica una frecuencia de canal utilizada por dichas estaciones de base locales.
5. Una red de acceso según está reivindicado en cualquier reivindicación previa, caracterizada porque dicho identificador común identifica una dirección de estación de base común a todas las estaciones de base locales.
6. Una red de acceso según está reivindicado en cualquier reivindicación previa, caracterizada porque dicho identificador común es conocido por dicha red de núcleo.
7. Una red de acceso según está reivindicado en la reivindicación 1 y en las reivindicaciones 3, 5 o 6 cuando son dependientes de la reivindicación 1, caracterizada, además, por una red de banda ancha (302) que conecta dicha pluralidad de estaciones de base locales (301) con dicho controlador de la red de acceso (303).
8. Un controlador de una red de acceso de una red de acceso a la radio no autorizada destinada a comunicar con una estación móvil y con una porción de red de núcleo (20) de una red pública de móviles autorizada, dicho controlador de red de acceso (303) estando destinado a comunicar con dicha porción de red de núcleo (20) sobre una interfaz de red de móviles predeterminada y estando conectado a una pluralidad de estaciones de base locales (301), definiendo cada una mini-célula, en el que dicho controlador de red de acceso (303) está destinado a comunicar con una estación móvil (1) ubicada en una mini-célula respectiva sobre una interfaz de radio no autorizada (11) entre dicha estación móvil y un punto de acceso (301);
caracterizado porque
dicho controlador de red de acceso (303) está destinado
a recibir una petición de traspaso que contiene un identificador común de dicha red de núcleo (20), estando dicho identificador común asociado con dicho controlador de red de acceso, y asignado a todas las mini-células conectadas con dicho controlador de red de acceso,
a responder a dicha petición de traspaso mediante la adjudicación de una referencia de traspaso a dicha petición para transmitir dicha referencia de traspaso en un mensaje de reconocimiento de traspaso a dicha porción de red de núcleo, para recibir dicha referencia de traspaso desde dicha estación móvil vía dicha estación de base local, y para establecer un trayecto de comunicación entre dicha estación móvil y dicha red de núcleo cuando un mensaje que contiene dicha referencia de traspaso es recibido desde dicha estación móvil.
9. Un controlador de red de acceso según está reivindicado en la reivindicación 8, caracterizado porque dicho identificador común identifica una única dirección de célula.
10. Un controlador de red de acceso según está reivindicado en la reivindicación 8, caracterizado porque dicho controlador de red de acceso está conectado a dicha pluralidad de puntos de acceso (301) a través de una red de banda ancha (302).
11. Un método para traspasar una comunicación con una estación móvil desde una célula de una red de móviles pública autorizada a una mini-célula de una red de acceso a la radio no autorizada conectada a dicha red de móviles pública, comprendiendo dicha red de móviles pública una porción de acceso (10) que incluye una estación de base (103) que define dicha célula y una porción de red de núcleo (20) que incluye una parte de control de conmutación (202) conectada a dicha porción de acceso, dicha red de acceso a la radio no autorizada (30) comprendiendo una pluralidad de estaciones de base locales (301), que define, cada una, una mini-célula y destinada a comunicar con una estación móvil (1) vía una interfaz de radio no autorizada, y un controlador de la red de acceso (303) conectado a dichas estaciones de base locales y destinado a comunicar con la porción de la red de núcleo de dicha red de móviles pública, dicho método incluyendo:
adjudicar un identificador común a todas las mini-células asociadas con dicho controlador de la red de acceso, dicho controlador de la red de acceso (303) respondiendo a un mensaje de petición de traspaso que contiene dicho identificador común recibido de la porción de la red de núcleo mediante la adjudicación de una referencia del traspaso a dicha petición y transmitiendo dicha referencia del traspaso en un mensaje de reconocimiento del traspaso a dicha porción de la red de núcleo (20),
recibir dicho controlador de la red de acceso (303) dicha referencia del traspaso proveniente de dicha estación móvil vía dicha estación de base local (301) y establecer una trayectoria de la comunicación entre dicha estación móvil y dicha red de núcleo cuando se recibe el mensaje que contiene dicha referencia de traspaso.
12. Un método según está reivindicado en la reivindicación 11, caracterizado, además, por las operaciones de: recibir dicha porción de acceso (10) de dicha red de móviles pública autorizada, dicho identificador común de dicha estación móvil, identificar dicho controlador de la red de acceso (303) que usa dicho identificador común y generar un mensaje de petición del traspaso dirigido a dicho controlador de la red de acceso (303) vía dicha parte de control de conmutación (202).
13. Un método según está reivindicado en la reivindicación 11 o en la 12, caracterizado por las operaciones de: dicha estación móvil (1), tras la recepción de dicho identificador común, transmitir un informe a dicha porción de acceso (10) destinada a provocar el inicio del traspaso, con independencia de otras frecuencias recibidas por dicha estación móvil.
14. Un método para un controlador de red de acceso que forma parte de una red de acceso a la radio no autorizada, estando dicho controlador de red de acceso conectado a una pluralidad de estaciones de base locales que definen, cada una, una mini-célula y estando destinado a comunicar con estaciones móviles ubicadas en dichas mini-células a través de dichos puntos de acceso, y a comunicar con una porción de red de núcleo de una red de móviles pública autorizada, un método de manejar el traspaso de una comunicación con una estación móvil desde una célula de dicha red de móviles pública autorizada a una mini-célula de dicha red de acceso a la radio no autorizada sobre una interfaz de red de móviles predefinida, que incluye:
recibir un mensaje de petición de traspaso desde la porción de red de núcleo, dicho mensaje de petición de traspaso conteniendo un identificador común para identificar todas las mini-células asociadas con dicho controlador de red de acceso y
responder a dicho mensaje de petición de traspaso mediante la adjudicación de una referencia de traspaso a dicha petición y transmitir dicha referencia de traspaso en un mensaje de reconocimiento de traspaso a dicha porción de red de núcleo (10), recibir dicha referencia de traspaso desde dicha estación móvil vía dicha estación de base local (301), y establecer un trayecto de comunicación entre dicha estación móvil y dicha red de núcleo cuando se recibe el mensaje que contiene dicha referencia de traspaso.
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