Brevet FR2896940A1 — publié le 20070803

Dispositif de radiocommunication à movens d'accès conformes aux technologies GAN et 3GPP-WLAN Interworking, et contrôleur de réseau d'accès correspondant, DOMAINE DE L'INVENTION Le domaine de l'invention est celui de rinterfianctionnement (ou lntervvorking en anglais) entre réseaux, et plus précisément de 1'ïnterlonct ornement (2G/3G)AVLANi, c'est-à-dire de l'interfonctionnement entre au moins un réseatt local sans fil (WLAN, pour WirelesS Loctil Area Network etun rés,mu mobile Par réseau mobile 2G/3 3, on entend un réseau inob dL 2e"'e génération et IO génération, te!. que par exemple un réseau GSM/GPRS. ( Global System tbr Mobile Communication General Pack et Radio Service> ), un réseau UN:ILS Mobile TelecommunicatÏon Systern >4, un réseau CDMA2000 4 en anglais) offerts par le réseau coeur CN o via un noeud SGSN (pour Serving GPRS Support Nod ,)) relié au contrôleur de réseau radio .BSCtRNC, appartenant au réseau (t'accès GERAKUTRiAN, Comme illustré par la figure 3, la station mobile (MS) 200 comprend des moyens d'accès 30 aux services paquets via le eseait GERANUTRAN (voir le ptn 62,2 du document de nomlaliswion 3GPP TS 43.31 pour une description détaillée de ces moyens d'accès). En référence à la figure 1, la station mobile (MS) 200 est reliée à la Station de base BTS/Node B. via l'interface Um/Uu. La station ne base BTS,"Node B est reliée au contrôleur de réseau radio BSC/RNC, via l'iriterface Abis/lub. Le contrôleur de réseau radio BSCSRNC est relié au noeud SGSN, via une interface bilui-Ps ; ou via le noeud SGSN relié au contrôleur de réseau (l'accès GA NC, appartenant au réseau d'accès ER Comme illustré par la figure 3, la station mobiic (MS) 200 comprend des moyens d'accès 40 atrK services paqucts via le réseau d'accès .1P (voir le paragraphe 6.2,2 du document de none disation 3GPP TS 43318 pour une description détaillée de ces moyens d'accès). En référence à la figure 1, la station mobile (MS) 200 communique, par iiintermédiaire du relais radio 300, avec le contrôleur de réseau d'accès G ANC, via l'interface Up. Le contrôleur de réseau d'accès GANC est relié au nœud 5GS une interface G. L'avantage de la technologie GAN est qu'elle permet e maintenir une continuité de service à. travers les réseaux d'accès radio \VLAN et 2G/3G, pour les 5 services .12 transport de voix et de données bas débit. C .pcndant> peut les services dei transpon de données haut. débit elle préscut un lis certain nombre d'inconénients! En effet, Fefficacue de cette technologie est uitée par le fait que le nœud SGSN, qui est relié au réseau d'accès GANC via l'interface, (ii?, ne permet pas d ef.1-lectuer le transfert 1 lmdover en anglais) d> une communication temps 10 réel (type voix) en cours depuis un réseau WLAN vers un réseau 2G/3 , sans interrompre cette communication. On décrit désormais en relation avec les figures 4 et 5 les architectures d'un . réseau 400 et d" une station mobile 500 selon la technologie tel-WLAN . Corinne illustré par la figure 4, la technologie 1- 'LAN permet 'à une station 15 mobile (MS) 500 d'accéder à un ou plusieurs services 3GPP à commutation de paquets ( 3GPP VS services en anglais) offerts par un réseau cœur CN (cœur dé réseau 20/30) : via un nœud SGSN (pour Serving T,iPR Support Node ,) relie un contrôleur de réseau radio BSC/RNC appartenant à un réseau d'accès GERAN/UTRANt Comme illustré par la figtuie 5, la station mobile (MS) 500 comprend des moyens d'accès 50 aux services paquets via le réseau GER.N/LiTRAN (voir le document de nonnalisation 3GPP TS 3. )â0). En référence a la figure 4, :la station mobile ( !VIS) 500 est reliée à une station de base BTS/Node B. via une interPace Urn/Uu. La station de base WFS/N ode B est reliée au contrôleur dç réseau radio BC/RNC, via une interface, b! 'Wb. Le contrôleur de réseau radio BSCiKNC est relié au nœud SGSN. via une interface Gb/lu-Ps -, ou via un nœud GGSN (pour , Gateway GPRS Support Node ) relié à une passerelle f'fG pour Tunnel Termination Gateway ), le nœud GGSN et 30 la ixisséréllé Tl l apptemati tous deux au lés u cœur CM Comme illustré par la figure 5, la station mobile (MS) 500 comprend des moyens daccès 60 2.0 25 2896940 s aux services paquets via la passerelle I'TCi du réseau coeur CN (voir le paragraphe 62.1 du document de normalisation 3GPP TS 23.234). En référence à la ligure 4, la station mobile (MS) 500 communique, par rinte-médiaire d'un relais radio 600, avec la passerelle. TTG, via une interface Wu. La passerelle TlTi eSt reliée att noeud GGSN, via une interface On'/'Gn. Bien que la technologie :[WLAN ait représenté un progrès important dans 1 :. méeaiiisrne d'accès aux services paquets haut débit, cette technologie présente néimmoins les desavantages de ne pas permettre a un utilisateur \VLAN' d'accéder a des. , , . services circuits et de ne pas nuuntentr une continuité de service a travers les réseaux d'accès radio \VLAN et 20/3G, Il existe donc un besoin d'optimisation des architectures d'accès aux servi circuits et. paquets, tant du côté de la station mobile que du réseau, notamment pour permettre à un utilisateur WLAN de passer d'un réseau d'accès IP à wi réseau mobile 15 2G,_ et vice-versa, tout en conservant une continuité de service, et ce quel que soit le type de service accédé. 3 OBSECTIFS DE L'INVENTION L'invention a itotamrne pour objectif de palliet ces inconvénients de l'art antérieur. 20 Plus pri'tciséinent, Fun des objectifs de la présente invention, dans au moins un mode de réalisation, cst de uirnir Irae technique d'accès aux services 3GPP qui soit simple à mettre en oeuvre et efficace, notamment en terme de rapidité d'accès, c'est-à-dire permettant un échange de données à haut débit entre une station mobile et un coeur de réseauCi. 25 '1-'invention a également Pour obi ecttf-de fournir une telle technique d'accès qui, dans au moins un mode de réalisation, soit notamment bien adaptée atix services 30PP à conuuutation de paqt;e,s, L'invention a aussi pour objectif de fournir une.telle technique d'accès qui, dans au moins un -mode de realisation, soit notamment bien adaptée aux sePA -3t:3PP à 30 cOittittutation de cir nits,5 L'invention a, également pour objeetif de fournir une telle tcchnique d'accès qui, dins un mode de réalisation particulier, soit notamment bien adaptée à tous les réseaux G/.3 G existants. Un objectif complémentaire de l'invention, dans au moins un mode de réalisation, est dn limrnir une telle technique d'accès qui ne conduise pas à une modification lourde ou complexe des sn_aons mobilns nt des rescaux d''accis atuels. :.:.. . 4.. EXPOSE 113111 ........ lENTION Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints à. l'aide d'un di sp nSi tif deradiOeOrnMnnicatinn .comprenant..;. 1 pour des sers ives circuits. des d"aecéderàr une réseau: mobile .,.via un premier réseau d'accès :compris dans un réseau local sans fi 1:, .: pour des.Sef.vieeS paqUetS,. des dt:u ièmeSnneyeriS aodèS, permettant (1 icceder audit réseau mobile via ledit premier réseau d'!accès. 15 Selon l'invention, les premiers Minyens d noces sont conformes à..-lai...techrinlogie....DTD: GAN et les deuxièmes mOvens d'accès sont conformes à la technologie 3GP.P- WLAN hiterworking . Les technologies sont définies dans les normes 3GPP. Ainsi, l'invention repose sur une approche tout a fait nouvelle et inventive pour l'incréés d'une station mobile (aussi appelée dispositif de radiocommunication) àux 20 services ..IGPP d'un cœur de réseau 2.G/G. En effet, l'inention propose d'implémenter dans une ni rrre station mobile des moyens d'accès selon les technologies GAN (c'est-à-dire UMA-CS ) et I-WLAN (e''eSt-à-dire 30PP-WLAN 1nterworking ), permettant d a_ncdnr à d..s services circuits et paquets, respectiement, En d'autres termes, l'invention propose une technologie hybride, qui associe une 25 gestion de continuité de service pour les services meulas selon le technologie GAN a UnegestiMi'd''..acees de snrv ire paquet haut débit selon la teehnolnsie l.,.WLAN ä 1elà préSenten in yen!. 3 ii coin=re ..également etts: d"une station tiebile, dans. laquelle -est mise.: en. couvre technologie GIN .. étendue ( ....U.M.A. extended Solution ) pin ne. de la-te.ehnnIngie santdes...intefacns de type lir-17>1lu-4>5 (à la pbiee des iliteniaçes A.,/(_ b de là...teehniolog GAN nt:assiqu),.. Selon un a spent à\ tuitageux ne rinVerttion, le dispositif cumprertd en ontre. pOur lesdits services euits, troisièmes movenS .d'accès perrtlettatit: d"accéder audit réseau al'ohi le via un deuxième réseau et ae'eés compris dans ledit réseau mobile ; et - pour lesdits services pauets des quatrièmes d'accès, permettant d''eeéder andit réSeeu mobile Viafedit deuXieiné .réseàU (Tl:'eeè.S'. ledit réseau mobile. Les triiisièmesintoyens d'acces:sont conformes à teelinologio IO Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, le dispositif comprend en outre, pour lesdits services paquets, des moyens de répartition permettant d'affecter des flux PDP auxdits deuxièmes ou quatrièmes moyens d'accès. Avantageusement, lesdits deuxièmes moyens d'accès comprennent des moyens de contrôle permettant de : 15 gérer l'établissement-d'un tunnel 1P.w,e pour chaque flux PDP ; et effectuer une mise en. correspondance de chaque flux PDP _aire c umtunnel IPsee. L' invention concerne également un contrôleur de réseau d'accès, permutant à un dispos.ith de radiocommunication pour des services circuits, d'accéder à un réseau mobile via un premier réseau 20 d'accès compris dans unréseau local sans lil, _ pour des services paquets d'accéder audit réseau mobile via ledit premier réseau d'accès. Selon l'inention, ledit conttôleer de réseau d'accès comprend un bloc GANG-CS qui correspond à la partie relative aux sersic circuits d'un 25 contrôleur GANC conforme à la technologie GAN , permettant de gérer des flux pour les services circuits ; .. une laisse elle TTG. conforme à la technologie 3GPP-WLAN fnterwUrking , permettant &le g er des flux pour les services paquets, lesdites technologies étant définies dans ,os normes 3GPP ; et 30 des moyens de répartition permettant daffee ter ehaque flux audit bloc GANG CS ou à ladite passerelle TTG. Ainsi, l'invention s'appuie sur l'utilisation d'un contaô,etir de réseau 1P hybride 1-1vbrid-'WW pour Hybrid \Vireless Ili NetworL Coutroller 0, dans lequel sont implémentés un contrôleur de réseau d'accès GANC-CS permettant à une station mobile d'accéder à des services, cuits, et une passerelle TTC permettant à la station mobile d'accéder à des services paquets. Il est à noter que l'invention permet vantagetisement de reutiliser des infrastructures existantes de coeur de réseau _ 3G, notamment, mats non exclusivement, un contrôleur de coeur de réseau un noeud GGSN,. Par ailleurs. il est important de noter que des fonctionnalités stIpplénientaires 10 peuvent être réalisées par la passerelle TTG notamment mais non exclusiverneut, pour offrir une mobilité entre le réseau radio 2G/3G et le réseau MAN. De façon avantageuse, le contrôleur de réseau d"acet-_ chiral} [LI en outre une unique passerelle de sécurité SPGW placée cri amont dudit bloc GANG'-CS et de ladite passerelle TTC, cote dispositi f de radiocommunication. 15 De façon préférentielle, ladite passerelle de 7urité SEGW comprend lesdits moyens de répartition. 5. LISTE IDES FIGURE: D'autres caractéristiques et. plus clairement à lecture the la description suivante d'Un. .mode' dG réalisation donne à titre 20 de simple ex einple:: .îles des sin s ai n'u parmi leSqil el s les ligures: 1: 5, dei . commvi ité eSi en relatioii aitkice l'art: antéreur,. présentent :t. Heure 1. . Parai:tee:tune d'un réseau de cois ti. on. selon ',. 25 ligue .:.2.t 17architéetttrç selon. la. technologie; servicescircuits .;. fIgurre:j"arehite Lire de kr-StatienMobile ile la figure 2,pottr des servi ices paquets >. rarehitecture d'IFai iréseau ..oarmunicatiort selon technologie LAN '',ä. o liure 5t l'are Lc tared'in e station .rtto io Llu la. technologie WIaAN . pour servi éc i.aquelS Ia figure ....6 présente scbénia d' dispositif slç. radioeonimuriieatiOn selOit un i-nedede s a-Lion préféer, i i e l'in ention. pour des ..:. la figure 1 Présoted l t tic. réalistiben .petiotaiet d..''I.ttt ontre!e il r ré Seau d'accès selon l'invention, pour ün..:,e7e5 4 (lés services paquets y V{_ é. la figuré 8 picset:te un etnp le d diagrarrirne..:d'éeltan.ge de messages.... entre: différentes entités da 3 scau, dans cas accès aux services p aguets 10. illustré star fa ...figure 7., DESC SCRIPT ION 117 UN MODE lL :1RÉALISATION PARTICULIER Par souci delà deS,etiOtion, on se iimitera dans toute la suite' de- . . . . . te .eenMent, a.. déerh'e les moyens d'iteitts sers ives paquets d'un d spc?;iti:f' de radioeberritunieati6il f.ônetionnant s. ion les technologies GAN et UWLAN . Les 15' moyens ...eaceès aux set'vices circuits d'un tel présentés en dét.;ïl dans le document de al i On 30PP. TS 43:318 La figure 6 illustre de façon schematiquc un mode de réalisation particulier ii"ttn. . . . . . ...:. . ä. :dispositif de rencOrhMunication 700 (aussi appelé pela suite station n1obile) selon trçttre, crt (e.'uYu.,b.: la Îccl'inOlOgiç.. ..:1-WL.,.AN 20 dés services paquets, via des réseaux d'ace tes de type GERAWUTRAN et IP. Dans cc mode de réalisation, la station mobile 700 selon l'invention comprend, pour`l.lcs sur\ ictus paquets dos moyens de répartition 90 de flux PDP Packet Data Protocol ) spécifiques )nv cai Lion ::. deS 1PretItiet.S... moyns:. e ace 70 spécil- qUeS 1invention, qui, sont Conthrirres:r:à technologie 1--Y ..1,AN .:. Het qui permettent d'accéder a, u3 r éseatt mô bi le _'t nP Vi ré(seair d .s Cc s IP ; et -7- ces seconds moyetis(r acices 80'.:de type classiques et:t soi, titi' sont conformes à !à téebitàlOgte.. et qtit t'd'at céder au réseau turcs ail 30 -:.(),."3 G Via ::.W.1 réseau trac cés (3ERAN/U.TRAN., Dans la suite de ce document, on décrit le cas particulier d'une station mobile fonctionnant avec quatre flux PDP. L'Homme du Métier étndn) sans difficulté cc( enseignement à une station mobile fonctionnant avec un nombre supéniciir ou inférie r de flux PDP. Les moyens de répartition 90 reçoivent en entrée des flux PDP r1, , F2, F. et :F4 correspondant chacun à une .ineaneiation des couches App/lP ( Applicalion/Intemet Protocol ), et viii i` en sortie chaque flux PDP vers premiers 70 ou seconds 80 moyens d'accès au réseau mobile 2G'3G, I:ir d'autre tenues, les moyens de répartition 90 gère.nt la correspondance Comme on le verra dans la suite de la description, lorsque lés flux PDP sont transmis/reçus via l'accès radio WLAN, (n1aq:L1e flux PDP est associé a un tunnel Ipso. Dans le mode de réalisation illustré, tes premiers moyens d'accès 70 comprennent des moyens de contrôle 71 pet nit tant, d'une part de gérer l'établissement d'un tunnel IPsec Ti. 'T2, T3 et T4 pour chaque flux PDP FI, F2, F3 et F4, et d'autre part d'effectuer une mise en correspondance de chaque flux PDP avec un tunnel Ipsec. Ainsi, la station mobile 700 de l'invention est notamment bien adaptée à un service 1niquet mufti-accès radio et permet a un utilisateur \VLAN d'accéder à des services 3G Pp d'un réseau mobile 20i30 avec la meilleure connexion disponible. On décrit désormais en relation avec la figure 7, un réseau daccès IP 800 mettant en onuvre un contrôleur de réseau d'accès 90(,. selon. un mode de réalisation préférentiel de l'invention. Dans le présent mode de réalisation, le contrôleur de réseau d'accès 900 comprend un module G.'ANC-CS (910) qui correspond à la partie relative aux services ail circuits d'un contrôleur 0 ANC (voir le paragraphe 4 du document de normalisat 1 on 3 GPII T S 4x.318) conforme à. technologie GA N".. 1>. t e üedtde (BANC C.S (910 p. erm et de gérer des' flux pour les services circuits une,. 0aSsécelie T. T'C (92 0) (yçir 11annee.. F du document . rle. nortria11Sati on.. 3GPP...'iTS 21234) confbrme....à la teehnofo ..111WL.,N, ., permettant de,. àr[ - des fltix. Pour les _ une passerelle de securité SEG\V ( Securitv Gateway ) (930) placée, amont du module GANC-CS (910) et de la passerelle TTG (920), côté station mobile 700. Dans ce mode de réahsatiOn, la passerelle de Sécurité SEGW (930) comprend IO des moyens de répartition 940 pcnncttant d'affecter chaque flux PDP au tnodule GANC-CIS (910) ou à la passerelle TTG (920). Comme. illustré par la figurç 7, pour des services paquets, la station mobile 700 (qui met en oeuvre les premiers moyens d'aceès 70 précités) communique avec la passerelle de sécurité SEGW (930), via une interface Wu. La passerelle de sécurité 15 SEGW (930) transmet/reçoit des flux, de données via la passerelle T'fG (920). La passerelle TTC:(920) est reliée à un noeud GGSN (960), via une interface On''/Gn. On présente maintenant, en relation avec la figure 8, un exemple de diagramme d'échange de messages entre différentes entités du réseau pour effectuer l'ecces aux services paquets illustré sur la figure 7. 20 Les entités concernèes, qui ont déjà el, présentées ci-dessus, sot les suivantes : la station mobile 700, réseau WLANä la passerelle de sécurité EGW (930), la passerelle 'FTG (920) et le noeud GGSN (960), On suppose que la station mobile 700 s'est authentifiée au. préalable auprès d'un serveur AAA 950 (en référence à la figure 7) ( Authentieation, Authorization & 25 ..:- :counting cornons dans le rescau Li- 1-.111. Dans un premier t:crrips, lei suuion mobile 700 établit une connexion avec le réseau \VLAN.. ptt s. la station noltille 701) fifeciue une demande DNS (pour Dizain Marne System afin dll, :retrouver d'e.. la passerelle cc s unité' S1 Cs ' (91M.... S7EG:W {9301I.a. station mobile 700 envoie une eétab un.tuertel. de bout en bout (12E. Tunnel 820 à la passerelle de s~.c.ttrit SE S' X920). :pies éception. de .1-1 r.equûte 82O.:, 1a.pass:girelle &.$êeLu-ité trnier t1a:ree4.,tetçue \...frs la psseelle. TTG (92(ti . Là pat*11e T..f.G ()20) eiVOie e,nsuito e neud GGSN(960) -une requête e de contexte relatives: à la session de communication (Çreate PU Refit: sti entext noeud GG SN (960)...et.ée inforffiationS d eôfitextepréCitéeS et l'et:Ontne e t..';ortfitrnationde...eréation Winfomations dg:...contexte Çontex.t iLa,passorelle.f G t'Y) 0 ) transfert, la confIrmation prcitt.k. 860 vers le passerelle desée iiité.:.SEÇiW(930)H Enfin; station 70Q tin 1.5 messaoc d'acceptation de 1'éti.tbliseetent d'ut ..,tunnel ...:de. bout en bout (E2E Tunnel Establihinent: Act) S70. 20 REVENDICATIONS 1. ä Dispositif de radiocommunication (700) comprenant pour des services circuits, des premiers moyens s, permettant d'accéder à un réseau mobile via un premier réseau d'accès compris dans un réseau local sans fil, pour des services paquets, des deuxièmes moyens d'accès (70), permettant d'accéder audit réseau mobile via ledit premier réseau d'accès, ctirastérisé en ce que lesdits premiers moyens d'accès sont conforrnes.à. la technologie> GAN est lesdits deuxièmes moyens d'!Iscès sont con1banes à la technologie 3GPP- 1 0 WLAN llntemorking , lesdites technologies étant définies dans les normes 3GPP.. Dispositif (700) selon la revendication 1, -caractérisé en ee qu'il comprend en outre pour lesdits services circuits, des trois moyens d'accès, perniettant d'accéder audit réseau mobile via un deuxième réseau d'accès compris dans ledit 15 réseau mobile et. pour lesdits services paquets, des quatrièmes moyens d'accès (80), permettant d'accéder audit réseau mobile via ledit deuxième réseau cl'aeeès compris dans ledit réseau mobile et en ce que lesdits troisièmes moyens d'accès sont confbrmes à la technologie GAN 20 et lesdits quatrièmes moyens d'accès sont corifonues 1k la technologie 3GPP-Wl N !nterworking . 3, Dispositif (700) selon la revendication 2, caractérisé en. ce qu'il comprend en outre, pour lesdits serviecs paquets, des moysas de répartition (9C!) permettant d'affecter des flux PDP (Fi t auxdj)s deuxièmes (70) ou quatrièmes (80) moyens d'accès, 25 4. Dispositif (700) selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que lesdits deuxièmes moyens d'accès (70 eompsemient des moyens de contrôle (71 permettant de gérer l'établissement d'un tunnel IPsec (Tl F; : 'F4) pour chaque flux PDP (Fl à E4) ;H et. effeetner une mise en Cerreseonderayer de chaque faux l?I,W:avee un tinte] 11"sec,Contrôleur de réseau d'accès (900)ä permettant. t un dispositif de. cuti on (700) _ polir des services chienlits, d'accéder 'Un réseau mobile via un',ptemier réseau d' iccès cOMpris...dansi dans>un réseau local sans fil po tir des services paquetsd'ace edcr audit. réseau mobile via ledit p roulier réseau. d acc caraetériséetice .que lediteordrôtenr deréseaueaccès(900)Contpriend-ii - un bloc GANC-CS (910) qui correspond à lu partie relative aux services circuits d-uu concrôleur GANG conforme 'à la technologie GAN _ permettant de gérer IO des flux pour les services circuits ; - une passerelle TTG (920) conforme a la échnolo'_'.,GI)P-WLAN Interworking , penchant de gérer des flux -pour les services paquets. lesdites technologies etant definies dans lcs normes 3GPP ; et des moyens répartition (940permettant d'a fifeciér chaque flux audit bloc GANC-CS ou à ladite, pussérelle "'TG, 6. Contrôleur (le réseau d'accès (900) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend eu outre une unique passerelle:de sécurité SE(iW 930) placée en amont dudit bloc GANC-CS (910) et de ladite passerelle TTG (92O' côté dispositif de rad iocorrirl'i ilnicati on (700) . 20 7. Contrôleur de réseau daccès (90(!) selon La revendication 6, caractérisé en ce que ladite pdd=isere e clé. sécurité SEG \k (93() comprend lesdits moyens de répartition (940