CN100518404C - 用于执行针对分组交换连接的无线电通信系统中的移交过程的方法和为此匹配的无线电通信系统 - Google Patents

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Abstract

从一个移动站(MS)通过第一发送/接收单元来设立分组交换连接，其中该移动站(MS)被分配给第一小区和第一停留区。如果该移动站(MS)在第二小区和第二停留区中运动，则给该连接分配一个停留区切换标识。执行从第一小区到第二小区中的该分组交换连接的移交过程。在该移交过程之后，数据交换通过分组交换连接被恢复。在恢复该数据交换之后执行用于切换停留区的过程。

Description

用于执行针对分组交换连接的无线电通信系统中的移交过程的方法和为此匹配的无线电通信系统
无线电通信系统用于借助电磁波通过无线电接口在发送方的无线电台和接收方的无线电台之间传输信息、语音或数据。一个无线电通信系统的例子是公知的GSM移动无线电通信网及其改进GPRS、其结构，例如在B.Walke的“Mobilfunknetze und ihre Protokolle(移动无线电通信网及其协议)”(Band 1，Teubner-Verlag Stuttgart，1998年，139页至151页和295页至311页中说明的。同时为了传输用户信号，分别装设一个由窄带频域和时隙构成的信道。
在分组交换的数据传输的情况下实现针对多个用户在时分复用中通过同一个信道的数据传输。每个用户也可以同时占据多个信道。
为了分组数据交换，无线电通信系统(例如一个具有GPRS的GSM移动无线电通信网)包含多个分组数据业务节点(服务GPRS支持节点(Serving GPRS Support Note)，SGSN)，这些分组数据业务节点彼此连成网络并产生到固定数据网的入口。此外，分组数据业务节点与基站控制器(BSC)连接。每个基站控制器使得到至少一个基站(BTS)的连接再度成为可能并进行所连接的基站的无线电技术的资源的管理。一个这种基站是发送/接收单元，该发送/接收单元通过无线电接口可以建立到移动站的消息连接。
在一个信道上分配单个用户通过分组数据控制单元来实现，该分组数据控制单元分别被装设在基站控制器中的一个中。
由无线电通信系统覆盖的区域被划分为单个也被称为小区的无线电区。在此，一个小区由基站中的一个来使用，通过该基站建立停留在该小区中的移动站的无线电连接。此外，由一个无线电通信系统覆盖的区域被划分为也称为路由区的停留区。在此，一个停留区包含多个无线电小区。给由分组数据业务节点(SGSN)控制的区域可以分配多个停留区。该停留区由移动性管理来管理，该移动性管理也被多次称为Mobility Management并驻留在分组业务节点上。
如果来自一个小区范围的移动站在另一个小区中运动，则在连续的无线电连接的情况下实现自动的也被称为移交(handover)的移交过程。由此，有效的无线电连接也越过小区边界来维持。在移交过程中，从移动站通过第一发送/接收单元建立的无线电连接转换到第二发送/接收单元上。
如果来自停留区范围的移动站在另一个停留区中运动，则必须进行也被称为路由区更新(Routing-Area Update)的停留区的更新。给移动站在各自的停留区中分配一个标识，该标识在GPRS系统中公知为临时逻辑链路标识(TLLI，Temporary Logical Link Identifier)。同时在新的停留区中必须给移动站分配一个新的标识TLLI。
在GPRS系统中，版本5(参见3GPP TS23.060，32页至110页)规定，由移动站确定针对分组交换的数据的移交过程的必要性。如果应执行移动站的移交过程，则移动站在新小区的基站处登记。如果同时进行停留区的切换，则首先必须执行用于切换停留区(路由区更新)的过程，其中给移动站分配一个新的标识。在成功地结束用于切换停留区的过程之后才可实现在新的发送/接收单元和移动站之间的数据交换的恢复。在用于切换停留区的过程期间，数据交换被中断。这种中断在不同的应用、诸如在流媒体应用或者在对话型业务时作为干扰被接收。
因此，本发明以该问题作为基础，给出一种用于执行针对分组交换的连接的移交过程的方法和针对该方法匹配的无线电通信系统，其中数据交换的中断持续时间被减少。
在一个移动站和第一发送/接收单元之间设立一个分组交换的连接。同时移动站被分配给由第一发送/接收单元使用的第一小区和第一停留区。如果现在该移动站在由第二发送/接收单元使用的第二小区和第二停留区中运动，则给该连接分配一个停留区切换标识。接下来执行从第一小区到第二小区中的分组交换连接的移交过程。在移交过程之后，通过分组交换连接恢复数据交换。在恢复数据交换之后执行用于切换停留区的过程。
由于在根据本发明的方法中，在数据交换在移交过程之后被恢复之后，才执行用于切换停留区(路由区更新)的过程，所以与数据交换并列运行用于切换停留区的过程。因此数据交换的中断的持续时间在移交过程中被明显减小。由于给该连接分配在无线电通信系统中可支配的一个停留区切换标识，所以在执行用于切换停留区的过程之前也可能向现在在第二小区和第二停留区中出现的移动站发送数据。
优选地，执行从第一小区到第二小区中的移交过程之前，在第二小区中保留针对分组交换连接的无线电资源。由此，分组交换连接从第一小区转换到第二小区可以十分快地实现，以致实际上避免了数据交换的中断。
优选地在第一发送/接收单元处到达的针对移动站的数据包被加倍，只要给连接分配停留区切换标识，也就是说，只要确定，规定从第一小区到第二小区的切换和从第一停留区到第二停留区的切换。所加倍的数据包在第二发送/接收单元中被提供，以致相同的数据包既存在于第一发送/接收单元中又存在于第二发送/接收单元中。数据包的加倍可在第一发送/接收单元中实现。在这种情况下，所加倍的数据包必须通过所分配的分组数据业务节点SGSN传送给第二发送/接收单元。可替换地，数据包的加倍可在所分配的分组数据业务节点SGSN中实现，从该分组数据业务节点SGSN出发该数据包被传送给第一发送/接收单元和第二发送/接收单元。通过数据包的加倍，在针对从第一小区到第二小区中的移交过程的时间期间确保，在该时间间隔中到达的数据包到达移动站，独立于此，通过该发送/接收单元的移动站正好接通该连接。
在本发明范围内存在，在移交过程后至少针对过渡时期应用如移交过程之前的相同的数据压缩和相同的数据加密。这有以下优点，即移交过程在负责数据压缩和数据加密的层之下运行。该层(通常为LLC(逻辑链路控制，Logic Link Control)和SNDCP(子网收敛协议，Sub-Network Dependent Convergence Protocol))和所属的协议因而可以不改变地继续应用。此外，针对加密和压缩的重新配置避免信令花费。
在本发明范围内存在，在第一停留区中分配给移动站第一标识，而在第二停留区中分配给移动站第二标识。第一标识和第二标识可构造为临时逻辑链路标识TLLI。针对移动站切换到第二小区中，给该移动站分配一个被应用的过渡标识，直到用于切换停留区的过程被执行。通过该过渡标识，可在第二小区到达移动站，尽管用于切换停留区的过程还没有被执行。该过渡标识可以被分配给管理员的移动站、例如网络运营商的移动站。可替换地，过渡标识可以由所属的分组数据业务节点SGSN来分配。
该过渡标识可以从大量为此保留的标识中被选出。例如，这可是例如被称为移交TLLI的一定的TLLI标识。例如，该标识由管理员预定。
可替换地，过渡标识由第一标识和补充标记、例如旗标(Flag)组成。该补充标识被简单地附着在第一标识上或置于该第一标识之前。例如停留区切换标识可被用作补充标识。
由于在无线电通信网中根据所分配的停留区切换标识公知的是，移动站为了第二停留区中的陌生的标识耽误时间，所以以这种方式保证，针对移动站一定数据到达移动站。在这种关系中，没有分配给第二停留区的标识被称为陌生的标识，或者可替换地虽然分配给第二停留区的标识，但是针对该第二停留区还没有在移动性管理中登记，如该登记项对应按规定登记的用户，因为用于切换停留区的过程还没有被执行。
在本发明的范围内存在，为了结束移交过程从移动站向第二发送/接收单元发送一个数据包。根据该数据包的接收，第二发送/接收单元识别，移交过程可以被结束并开始到移动站的发送工作。如果不存在从移动站向发送/接收单元发送的数据包，则从移动站向第二发送/接受单元发送的数据包可以特意为了这个目的被产生。
下面根据在附图中描述的实例进一步解释本发明。
在图中示意性地描述了移动站、基站系统和分组数据业务节点之间在小区切换和停留区切换时的消息切换。
在由第一发送/接收单元使用的第一小区中，从移动站MS通过基站系统BSS到分组数据业务节点SGSN建立分组交换连接1。同时数据既沿从移动站MS到基站系统BSS的上行方向(Uplink)又沿从基站系统BSS到移动站MS的下行方向(Downlink)传输。此外，测量消息2在移动站MS和基站系统BSS之间被发送，从该测量消息2中可推知在移动站MS和基站系统BSS之间的连接的质量。根据测量消息2，在基站系统BSS中识别从第一小区切换到第二小区中的必要性、从第二发送/接受单元和第一个停留区切换到第二停留区中的必要性。
于是，在基站系统BSS中开始移交过程的准备3。为此，在第二小区中进行无线电资源的保留。在第二小区中上行信道和下行信道上的传输容量的保留属于此。此外，在第二小区中针对上行方向的虚拟连接、所谓的网络服务虚拟连接(Network Service VirtualConnections)被保留。此外，给分组交换连接分配停留区切换标识、例如路由区变化(Routing-Area Change)。
紧接着，针对移交过程的请求4被指向分组数据业务节点SGSN。请求4其中包含作为参数的停留区切换标识路由区变化、其中应进行移交过程的第二小区的标识、以及关于通过分组交换连接传输的分组数据特性的信息。例如，这样的信息是所谓的数据包流上下文(PacketFlow Contexts)，从该数据包流上下文中得知所涉及的分组数据的优先权和业务品质。
于是，在分组数据业务节点SGSN中，分组交换连接被设置为特定的模式5，该模式例如称为具有延迟的停留区更新的移交过程(Handover with delayed Routing-Area Update)。同时，针对下行方向在第二小区中保留虚拟连接、例如网络服务虚拟连接。此外确保，到达的数据包被加倍并被转交给第一基站和第二基站。
以下，分组数据业务节点SGSN向基站系统BSS发送针对移交过程的分配6。作为自变量，停留区切换标识以特定状态具有延迟的停留区更新的移交过程的形式被发送。此外，分配6包含过渡标识HO-TLLI，该标识由分组数据业务节点SGSN被分配给移动站。分配6不包含用于重新配置更高层的信息。在基站系统中，分配6补充了所保留的无线电资源的参数，由此分配7被形成，该分配7从基站系统BSS传送到移动站MS。
移动站在登记过程8中利用过渡标识HO-TLLI在第二小区中登记并由基站系统BSS注册。随后结束移交过程。移动站MS发送消息9给基站系统BSS，该消息9发信号表示移交过程的结束。这些消息例如称为HO-完整。此外，移动站MS接收具有基站系统BSS的数据传输11并且移动站MS沿上行方向发送数据包给基站系统和分组数据业务节点SGSN。消息9HO完整的发送和数据包的数据传输11可以同时或者相继实现。在此，消息9是否才被发送或者数据传输11是否才实现是不重要的。在基站系统BSS中，消息9引起动作10，其中促使，存储在基站系统BSS中的数据针对从基站系统BSS到移动站MS的下行方向被发送。此外，基站系统BSS在第一小区中释放无线电资源。
在数据传输11中发送的数据包的接收在分组数据业务节点SGSN中引起动作12，其中引起，数据包的加倍结束。此外，针对第一小区的无线电资源被释放。沿下行方向的数据传输13此后仅仅从分组数据业务节点SGSN通过第二发送/接收单元运行到移动站MS。
在移动站MS和基站系统BSS以及分组数据业务节点SGSN之间的数据交换11、13被恢复之后，用于更新停留区的过程14(路由区更新)以公知的方式被执行。
在所说明的例子中假设，由基站使用第一小区和第二小区，该基站属于同一个基站系统BSS。如果不是这样的情况，则在包括分组数据业务节点SGSN的情况下分别实现移交过程的准备3和移交过程的结束9。
此外假设，沿下行方向的数据包的加倍在分组数据业务节点SGSN中进行。可替换地，在基站系统BSS中加倍也是可能的。通过加倍确保，既在第一发送/接收单元中又在第二发送/接收单元中随时准备好移交过程期间的沿下行方向待发送的数据包。

Claims (11)

1.用于在无线电通信系统中执行移交过程的方法，
-其中从一移动站通过第一发送/接收单元设立一分组交换连接，其中该移动站被分配给第一小区和第一停留区，
-其中，如果该移动站被切换到由第二发送/接收单元使用的第二小区中并被切换到第二停留区中，则给该连接分配一停留区切换标识，
-其中从第一小区到第二小区中的分组交换连接的移交过程被执行，
-其中在移交过程之后恢复通过分组交换连接的数据交换，
-其中在恢复数据交换之后执行用于切换停留区的过程。
2.根据权利要求1所述的方法，
-其中在执行从第一小区到第二小区中的移交过程之前在第二小区中保留针对所述分组交换连接的无线电资源。
3.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中只要给所述连接分配所述停留区切换标识，就加倍针对移动站的数据包并既在第一发送/接收单元中又在第二发送/接收单元中提供所述数据包。
4.根据权利要1或2所述的方法，
-其中在所述移交过程之后至少针对过渡时期应用与该移交过程之前相同的数据压缩和相同的数据加密。
5.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中在第一停留区中给所述移动站分配第一标识，
-其中针对到第二小区中的切换给移动站分配过渡标识，该过渡标识被应用，直到用于切换停留区的过程被执行，
-其中在第二停留区中给所述移动站分配第二标识。
6.根据权利要求5所述的方法，
-其中所述过渡标识从大量为此保留的标识中被选出。
7.根据权利要求5所述的方法，
-其中所述过渡标识由第一标识和一补充标识组成。
8.根据权利要求5所述的方法，
-其中所述过渡标识由管理员分配。
9.根据权利要求5所述的方法，
-其中所述过渡标识由所述无线电通信系统的所分配的分组数据业务节点来分配。
10.根据权利要求1或2所述的方法，
-其中为了结束移交过程，由移动站发送一个数据包到第二发送/接收单元中，
-其中在接收所述一个数据包之后，第二发送/接收单元开始到移动站的发送工作。
11.无线电通信系统，其包括：
-用于从移动站通过第一发送/接收单元来设立分组交换连接的装置，其中该移动站被分配给第一小区和第一停留区，
-装置，用于如果该移动站被切换到由第二发送/接收单元使用的第二小区中并被切换到第二停留区中则给该连接分配停留区切换标识，
-用于执行从第一小区到第二小区中的分组交换连接的移交过程的装置，
-用于在移交过程之后恢复通过分组交换连接的数据交换的装置，以及
-用于在恢复数据交换之后执行用于切换停留区的过程的装置。
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