DE10105093A1

DE10105093A1 - Paging-Verfahren und -System für ein Funkzugriffsnetz

Info

Publication number: DE10105093A1
Application number: DE10105093A
Authority: DE
Inventors: Virpi Palkisto; Jukka Vialen
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2001-02-05
Filing date: 2001-02-05
Publication date: 2002-08-08
Also published as: US7471957B2; US20040102200A1; EP1360864B1; WO2002063912A1; DE60232952D1; EP1360864A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Paging-Verfahren für ein Funkzugriffsnetzwerk, welches Zugriff auf ein Kernnetz bereitstellt, wobei das System besteht aus einer zentralen Netzwerksteuereinrichtung (100) zum Empfangen von Pagings und zum Verteilen der Pagings an andere Netzwerksteuervorrichtungen (5), basierend auf Paging-Informationen, die von der zentralen Netzwerksteuereinrichtung bereitgestellt werden. Dementsprechend werden die Informationen, die für das Paging oder die Mobilitätsverwaltung benötigt werden an einem Ort in einem Bereich oder Leitbereich bereitgestellt, während das Zugriffsnetzwerk aus vielen RNCs und/oder RNAs besteht. Wenn das Kernnetzwerk eine Paging-Anfrage sendet, muss folglich die Anfrage nicht an viele RNCs und/oder RNAs versandt werden und zusätzliche Pagings können im Zugriffsnetzwerk vermieden werden. Außerdem wird eine Paging-Koordination ermöglicht trotz der Anzahl der verschiedenen Kernnetze.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und ein System zur Bereitstellung einer Paging-Funktion in einem Funkzugriffsnetzwerk, z. B. einem UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network), GERAN (GPRS/EDGE Radio Access Network) oder einem sonstigen zukünftig möglichen Funkzu griffsnetzwerk wie zum Beispiel einem IP-RAN (Internet Protokoll RAN), eines zellularen Netzwerks, wie zum Beispiel ein Netzwerk des Universal Mobile Telecommunications System (UMTS).

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Datendienste des Global System for Mobile communications (GSM) haben eine neue Epoche der mobilen Kommunikation in Gang gesetzt. Die frühen analogen zellularen Modems waren, da langsam und unzuverlässig, für den Markt unat traktiv geworden. Nun bewegt sich der Markt für Daten weiter (gebündelter) und aufwärts (verkehrsintensiver), und die Standardisierungsgremien arbeiten auf höhere Datenraten, aber noch deutlicher auch auf Paketdatendienste hin. Dies wird sicherlich den Anreiz für den Anwender erweitern, weil Daten effizienter, und infolgedessen zu niedrigeren Kosten, durch das Netzwerk geleitet werden, und auch die Zugriffszeiten verkürzt werden.

Der allgemeine Trend für Datenanwendungen geht dahin, dass vermehrt Da tenströme in Bündeln erzeugt werden, wodurch der Gebrauch von leitungsver mittelten Verbindungen ineffizient wird. Außerdem haben Festnetze, nicht zu letzt aufgrund der steigenden Nachfrage nach Zugang zum Internet, einen gewaltigen Anstieg im Datenverkehr erfahren, so dass angenommen werden muss, dass sich mobile Netzwerke mit zunehmendem Fortschritt der Technolo gie und Kundenerwartungen ausbreiten werden. Das aktuelle GSM- Vermittlungsnetz basiert auf schmalbandigen ISDN-Schaltkreisen (Integrated Services Digital Network), so dass sich die Ursache für Begrenzungen der Übertragungsrate vom Zugriffsnetzwerk zum Kernnetzwerk verlagert.

Das neue General Packet Radio Services (GPRS) Netzwerk wird Betreibern die Möglichkeit bieten, per Paket abzurechnen, und wird einen Datentransfer über ein Hochgeschwindigkeitsnetzwerk mit bis zu achtfacher Kapazität eines Funk zeitschlitzes unterstützen. GPRS führt zwei neue Knoten in das GSM Netzwerk ein, einen Serving GPRS Support Node (SGSN) und einen Gateway GPRS Support Node (GGSN). Der SGSN verfolgt das Mobilterminal innerhalb seines Dienstbereich und sendet und empfängt Pakete von/zu dem Mobilterminal, wobei diese an den GGSN übergeben bzw. von dem GGSN empfangen wer den. Der GGSN setzt die GSM-Pakete in andere Paket-Protokolle (z. B. IP oder X.25) um und versendet diese in andere Netzwerke.

Das UTMS (Universal Mobile Telecommunications System) wird erweiterte Informationen direkt zu den Menschen liefern und diesen einen Zugriff auf neue und fortschrittliche Dienste bereitstellen. Es wird mobile personalisierte Kom munikation für den Massenmarkt ohne Rücksicht auf Ort, Netzwerk oder be nutztes Terminal zur Verfügung stellen. In der Grundarchitektur des Netzwerks gemäß der 3GPP-Ausgabe '99, wie definiert in der ETSI-Spezifikation TS 123060, können zwei oder mehr Kernnetze (Core Network, CN) Domänen mit ei nem Funknetzkontroller (Radio Network Controller, RNC) verbunden werden oder einer ähnlichen Einrichtung im Funkzugriffsnetzwerk (z. B. einem Funknetz zugriffs-Server (Radio Access Network Server, RNAS)). Darüber hinaus besit zen eine Anwenderausrüstung (user equipment, UE) oder ein Mobilterminal (mobile terminal, MT) oder eine Mobilstation (mobile station, MS) eine unab hängige Beziehung zu den zwei (oder mehreren) Kernnetz-Domänen (d. h. Verbindungen mit separater Mobilitäts-Verwaltung (mobility management, MM)), so dass die zwei (oder mehr) Kernnetze "unkoordiniert" sind.

In den zwei Kernnetzen, wird die Vermittlungssteuerung durch leitungsvermit telte (circuit switched, CS) mobile Vermittlungszentralen (Mobile Switching Centers, MSCs) und paketvermittelte (packet switched, PS) 3G SGSNs durchgeführt, welche jeweils keinerlei Interaktionen miteinander haben. Beide davon haben eine eigene Mobilitäts-verwaltungfunktionalität. Wenn eine MS keine CS- Dienste benutzt, sieht das MSC deren MM-Zustand als "MM Leerlauf". Wenn die MS keine PS-Dienste in Benutzung hat, oder sie hat PDP-Kontexte, aber sie hat für längere Zeit keinerlei Aktivität gezeigt, ist sie aus Sicht des 3G SGSN im PMM-Zustand "PMM Leerlauf". Wenn die MS eine aktive PS- oder CS- Verbindung hat, hat sie eine RRC-Verbindung (Radio Resource Control, Fun kressourcensteuerung) zu dem RNC hin eingerichtet. Das bedeutet, dass die MS sowohl Übergaben, Zellen-Aktualisierungen bzw. URA (UTMS Registration area, Registrierungsgebiet)-Aktualisierungen, in Abhängigkeit von den Kanä len, die sie benutzt und dem Aktivitätspegel, den sie kürzlich gezeigt hat, aus führt. Aus Sicht des CN befindet sich die MS im MM-Zustand "MM verbunden" (über MSC) oder im PMM-Zustand "PMM verbunden" (über 3G SGSN). Der RNC beinhaltet beide Funktionalitäten CRNC-C (Steuernde RNC C-Ebene) und SRNC-C (Serving RNC C-Ebene) in der gleichen physikalischen Einrichtung. Das CN sieht die RNCs abgebildet auf Ortsbereiche (location areas, LCs) in dem MSC oder auf Leitbereiche (routing areas, RAs) in dem 3G SGSN.

Die MS könnte nur eine PS-Verbindung benutzen. Dann ist sie PMM-verbunden in dem 3G SGSN und RRC-verbunden in der RNC, aber das MSC sieht die MS im Zustand "MM Leerlauf". Wenn ein ankommender Anruf an dem MSC eintrifft, versendet das MSC eine Paging-Meldung an alle RNCs, welche den Ortsbe reich bedienen, in dem die MS sich registriert hat. Wenn es verschiedene RNCs gibt, die denselben Ortsbereich bedienen, wird das Paging zu der(den) RNC(s) versandt, wo (eine) RRC Verbindung(en) existiert/existieren, aber auch zu den RNCs, welche die MS nicht kennen. Folglich werden überflüssige zusätzliche Pagings durchgeführt.

Weiter könnte die MS einen NRT-PDP-Kontext (non-real time packet data protocol)) in Benutzung haben, dessen RAB (Radio Access Bearer) aufgrund des geringen Aktivitätsniveaus freigegeben worden ist. Danach richtet die MS einen CS-Anruf ein und tritt in den MM-Zustand "RRC verbunden" ein. Während des Anrufs könnte der 3G SGSN Datenpakete erhalten, die auf den NRT-PDP- Kontext bezogen sind. Der 3G SGSN nimmt dann an, dass die MS im PMM- Zustand "PMM Leerlauf" ist und sendet eine Paging-Anfrage an alle RNCs, die als den entsprechenden Leitbereich bedienend abgebildet sind. In einem der gerufenen RNCs existiert jedoch schon die RRC-Verbindung der MS, während alle anderen RNCs überflüssige zusätzliche Pagings durchführen.

Folglich wird die Signallast auf den Paging-Kanälen der Funkschnittstellen aufgrund des Pagings von "überflüssigen" Zellen beträchtlich erhöht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Paging-Verfahren und - System für ein Funkzugriffsnetzwerk zur Verfügung zu stellen, durch das die Signalisierungslast auf den Paging-Kanälen der Funkschnittstellen verringert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Paging-System, ein Paging-Verfahren und eine Netzwerkkontrolleinrichtung gemäß den Ansprüchen 1, 3 bzw. 4.

Dementsprechend wird, während das Zugriffsnetzwerk aus vielen RNCs und/oder RNASs besteht, die für das Paging oder die Mobilitätsverwaltung benötigte Informationen an einer Stelle in einem Orts- oder Leitungsbereich zur Verfügung gestellt. Folglich muss, wenn das Kernnetz eine Paging-Anfrage sendet, die Anfrage nicht an viele RNCs und/oder RNASs übermittelt werden und zusätzliches Paging kann in den Zugriffsnetzwerken, z. B. in beiden GERAN und UTRAN, vermieden werden. Überdies ist trotz der Anzahl verschiedener CNs eine Paging-Koordination möglich, und es bietet sich eine Gelegenheit, eine UE-spezifische Signalisierung in Servern auszuführen, welche von den Bereichen unabhängig sind.

Das CN könnte das Zugriffsnetzwerk (z. B. ein IP RAN) auf der Kontrollebene als eine Adresse ansehen, da alte Pagings an einen Server geleitet werden können. Infolgedessen gibt es keinen Bedarf für die Abbildungen UE- bereichsspezifischer Signalisierungselemente im CN. Die Paging-Funktion wird im Zugriffsnetzwerk auf einen oder verschiedenen Servern zentralisiert. Dies ermöglicht eine Koordination des Pagings in verschiedenen Zugriffsnetzen (z. B. UTRAN und GERAN). Zusätzlich dazu könnten SRNC-Cs UE-spezifische Funktionen auf bereichsunabhängige Elemente verteilen. Dies gibt auch eine Gelegenheit, die, durch die UE-spezifischen Funktionen der SRNC-Cs verur sachte Last gleichmäßig unter diesen Elementen zu verteilen.

Folglich wird mit dieser Erfindung das gesamte Zugriffsnetzwerk als genau eine Abbildung im Kernnetz betrachtet. Dies erfordert nicht notwendigerweise Ände rungen bei Standards, jedoch erleichtert es die Konfiguration. Die Erfindung macht das Konzept einer Zwangsaktualisierung des Ortsbereiches beim UMTS unnötig. Weiterhin reduziert die Erfindung die Signallast auf den Paging- Kanälen der Funkschnittstellen, da ein Mobilfunkgerät, das schon eine RRC- Verbindung besitzt, nie einem Paging von "überflüssigen" Zellen unterzogen würde.

Zukünftige IP-basierte Funkzugriffsnetze könnten eine Verteilung der Funktio nen und ein "voll-vernetztes" IPv6-Netzwerke zwischen allen Basisstationen und Kontrollern zur Verfügung stellen, was diese Art der Optimierung zu einem sehr attraktiven Merkmal machen würde.

Verglichen mit den aktuellen UTRAN-Spezifikationen der Ausgabe '99, kann eine verringerte Signalisierung bei den lu-Schnittstellen und bei den (Funk-) Paging-Kanälen (und auch bei den lub-Schnittstellen) erreicht werden. Insbe sondere wird ein eigener "erzwungener/verbotener" LA/RA-Mechanismus für Mobilfunkgeräte im verbundenen Zustand, wie er in den UTRAN-Spezifikation Ausgabe '99 beinhaltet ist, nicht mehr benötigt.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung auf Grundlage eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfigu ren näher erläutert, in denen:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer IPRAN-Netzwerkarchitektur zeigt, in der die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann;

Fig. 2 eine IPRC-Architektur zeigt, in der die vorliegende Erfindung ausgeführt werden kann;

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm einer Funkzugriffsnetzwerk- Serverdomäne mit einem Paging-Signal gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm einer Funkzugriffsnetzwerk- Serverdomäne mit einem Paging-Signal gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt; und

Fig. 5A bis 5D zeigen ein Signalisierungsszenario für einen netzwerkinitiierten Paging- Ablauf gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele des Verfahrens und des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung auf der Grundlage eines UMTS-basierten Funkzugriffssystems beschrieben, in welchem unabhängige drahtlose Breitbandnetze eingeführt sind als Alternative oder als zusätzliche Funkzugriffstechnologien zu UMTS. Das IP RAN ist ein Beispiel für ein IP- basiertes Funkzugriffsnetzwerk zur Bereitstellung eines Zugangs für UEs ver schiedenster Funktechnologien zu UMTS-basierten Kernnetzen. Die ersten Anwendungen, die in einem IP RAN ausgeführt werden müssen, sind GPRS EDGE, GSM und UTMS. Die Funktionalität eines RAN wird auf verschiedene Server verteilt, die mit einem auf IPv6 (1P Version 6) basierenden Netzwerk verknüpft werden.

Fig. 1 zeigt eine IP RAN-Architektur. Bezugnehmend auf Fig. 1 kann die Archi tektur unterteilt werden in eine Funktionalität auf Kontrollebene (control-plane, C-Ebene) und eine Funktonalität auf Anwenderebene, die beide verbunden sind mit einem Knoten B (Node B). Der Node B 20 ist ein logischer Netzwerkknoten, der verantwortlich ist für Übermittlung/Empfang in einer oder mehreren Funk zellen zu/von einer Anwenderausrüstung (UE) oder einem Mobilterminal. Des halb bildet der Node B 20 einen Abschluss der lub Schnittstelle zur RNC Funk tionalität.

Auf der Anwenderebene ist der Node B 20 verbunden über eine lubU Schnitt stelle mit einem die U-Ebene steuernden Funknetzwerkkontroller (CRNCu) 53, der vollständige Kontrolle über die logischen Ressourcen seiner RAN- Zugriffsstellen hat. Der CRNCu 53 ist verbunden über eine lurU-Schnittstelle mit einem die U-Ebene versorgenden RNC (SRNCu) 54 mit einer MDC-Funktion (Macro Diversity Combining). Die MDC-Funktion ist eine auf den RNC bezoge ne Anwender- und Kontrollebenenfunktion, welche angepasst ist, um aus Alter nativen das bessere Signal bezüglich der Qualitätsparameter auszuwählen. Dann stellt der SRNCu 54 eine Verbindung über eine paketvermittelte lu-psU- Schnittstelle zu einem Gateway (GW) 60 zur Verfügung, welcher einen Zugriff auf das Kernnetz CN bereitstellt.

Die oben erwähnten Elemente der U-Ebene sind verbunden über jeweilige Schnittstellen Ctrl-C, Ctrl-S bzw. Ctrl-G mit einem CRNC (CRNCc) 52 der C- Ebene und einem SRNC (SRNCc) 52 der C-Ebene mit jeweils der Funktionalität der C-Ebene. Der CRNCc 52 und der SRNCc 52 sind miteinander verbunden über eine lurC-Schnittstelle.

Auf der C-Ebene ist der Knoten B 20 verbunden über eine lubC-Schnittstelle mit dem CRNCc 51, und eine Verbindung zum Kernnetz CN kann aufgebaut wer den über den SRNCc 52 und eine lu-psC-Schnittstelle oder eine lu-cb- Schnittstelle.

Die Funktionen des SRNCc 52 und des CRNCc 51 können zusammengefasst werden in den jeweiligen folgenden Tabellen 1 und 2.

Tabelle 1

SRNC-C-Funktionen

Tabelle 2

CRNC-C-Funktionen

Um diese Funktionen zu erreichen ist der SRNCc 52 über eine Lb-Schnittstelle mit einem Serving Mobile Location Center (SMLC) 90 verbunden und über eine luc2-Schnittstelle mit einem CRRM 40, welcher verbunden ist über eine luc3- Schnittstelle mit einem O 3 zur Kontrolle der logischen Ressourcen der RNC-Funktionalität. Der O 3 ist verbunden über eine lubOM- Schnittstelle mit dem CRNCc 51 und ermöglicht Zugriff auf ein OSS über eine NWI3-Schnittstelle. Gemäß Fig. 1 sind der CRNCc 51 und der SRNCc 52 verbunden mit einem entsprechenden Nachbar-CRNCc 510 bzw. einem Nach bar-SRNCc 520 des IP RAN.

Fig. 2 zeigt eine IPRC-Architektur (IP Radio Controller), die in einem IP RAN realisiert werden könnte. Der IPRC besteht aus vielen SRNC-Cs (genannt RNAS 5), die unabhängig von irgendeinem Ortsgebiet, Leitbereich oder ande rem Bereich sind, und die nur eine MS- oder UE-spezifische Signalisierung durchführen.

Der IPRC besteht aus einem O 3 und einem RNAS 5, der über eine entsprechende Signalisierungsverbindung verbunden ist mit einem Cell Re source Management Server (CRMS), mit einem A-Schnittstellen-Zugang 7 zum Bereitstellen eines Kernnetzzugriffes über die A-Schnittstelle, mit einem Funknetzgateway (RNGW) 6, der eine Datenzugangsfunktionalität zwischen einer IP-Basisstation (IP-BTS) 10 und einer paketvermittelten lu-PS- Anwenderebene oder einer leitungsvermittelten lu-CS-Anwenderebene (über einen lu-Schnittstellengateway (IUGW)), mit einem Basisstationsgateway (BSGW) 2 der IP-BTS 10, und mit einer Basisstation (BTS) 1 des IP-BTS.

Bezugnehmend auf die vorliegende Erfindung ist das Paging in einem Funkzu griffsnetzwerk koordiniert. Im Unterschied zu den aktuellen Architekturen (GSM, UTRAN, etc.), wo ein Ortsbereich (LA, der dem Kernnetz bekannt ist) eine Zelle (und Funkzugriffskontroller/Basisstationskontroller oder ähnliche Einrichtungen) definiert, zu der Paging-Meldungen ausgesandt werden sollten, um eine An wenderausrüstung oder ein Mobilterminal im Betriebszustand "Leerlauf" zu erreichen, muss bei dieser Lösung das Kernnetz das Paging nur an einen Knoten im RAN senden und das RAN kontrolliert intern den wirksamen Paging- Bereich. Diese "Koordination" kann ausgeführt werden auf verschiedenen We gen, wie beschrieben in dem ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsbei spiel in Bezug auf Fig. 3 bzw. Fig. 4 und 5A bis 5D.

Fig. 3 zeigt eine Architektur einer RNAS-Domäne und ein entsprechendes Pa ging-Signal gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel. Gemäß Fig. 3 ist in der RNAS-Domäne ein zentraler Paging-Server 100 bereitgestellt, zu dem alle Paging-Meldungen des Kernnetzes immer hingeleitet werden. Dieser Pa ging-Server 100 hat Echtzeitkenntnis über alle Mobilterminals oder Anwender ausrüstungen im Zustand "RRC verbunden" innerhalb eines RAN. Folglich, wenn eine Paging Meldung an solch einem Mobilterminal empfangen wurde, kann der Paging-Server 100 die Meldung an den richtigen BSC oder RNC oder RNAS (etc.) weiterleiten, der zur Zeit die Verbindung des betreffenden Mobil terminals steuert.

Der Paging-Server 100 ist über eine Signalisierungsverbindung mit einer Funk tionalität eines CRS (cell resources server) 11 im IP-BTS 11 verbunden. Diese Signalisierungsverbindung wird in UL-Richtung für ein RNAS-Auswahlsignal und in DL-Richtung für Pagings im RRC-Betriebszustand "Leerlauf benutzt. Weiter besteht der Paging-Server 100 aus oder hat eine Datenbank 15 zuge ordnet, in der Abbildungs- oder Mappinginformationen bezüglich z. B. Abbildun gen zwischen der IMSI (International Mobile Subscriber Identity und dem RNAS und LA/RA/Zellen-CRS Abbildungen und andere Abbildungen, die benötigt werden für Paging und/oder Bewegungsverwaltungszwecke, abgespeichert sind. Der Paging-Server 100 ist verbunden mit dem RNAS 5 über eine andere Signalisierungsverbindung, durch die in Richtung UL das Anlegen und Löschen von IMSI-Zuordnungen zu RNAS-Adressen und andere Abbildungsinformatio nen signalisiert werden können, und durch die in der DL-Richtung Pagings in der Betriebsart "RRC verbunden" initiiert werden können. Zusätzlich können entsprechende Signalisierungsverbindungen zwischen dem Paging-Server 100 und dem Kernnetz bereitgestellt werden, um lu-CS- und/oder lu-PS- und A- und/oder Gb-Schnittstellen-Kontrollebenen-Signalisierungen und LA/RA- spezifische Paging-Anfragen zu übermitteln. Ähnliche Signalisierungsverbin dungen könnten für den RNAS 5 bereitgestellt werden, um eine entsprechende Kontrollebenen-Signalisierungen außer Paging-Anfragen bereitzustellen. Der RNAS 5 könnte angeordnet sein, um Pagings weiterzureichen in Zuständen mit gemeinsam genutzen Zellen oder mit überlassenen Zellen über eine DL- Signalisierungsverbindung an den BSGW 2 der IP-BTS 10. Zusätzlich könnten GERAN-Pagings im GRA PCH-Zustand (GERAN-RA-Paging-Kanal) und UTRAN-Pagings in den URA PCH-Zuständen (UTRAN-RA-Paging-Kanal) an die CRS-Funktionalität 11 der IP-BTS 10 über eine entsprechende Signalisie rungsverbindung weitergereicht werden. Paketdaten können übermittelt werden über eine entsprechende Datenverbindung der CRS-Funktionalität 11 und einer CGW-Funktionalität (Cell Gateway) 12 über das BSGW 2 des IP-BTS 10 und das RNGW 6 zu der lu-PS-Anwenderebene des Kernnetzes.

Hinsichtlich der Ortsverwaltungs-Signalisierungsfunktion könnte eine Signalisie rung durchgeführt werden zwischen dem BSGW 2 und dem RNAS 5, um Zel lenaktualisierungen, GRA/URA-Aktualisierungen und/oder BTS-Verankerungen und Wechsel zu initiieren. Das BSGW 2 könnte angeordnet sein, um ein Paging im GERAN-Zustand "Zelle-geteilt" und/oder ein Paging im Zustand "fertig" zu initiieren. Weiter könnte eine Signalisierung durchgeführt werden zwischen dem RNGW 6 und dem RNAS 5, um für das Paging benötigte Anzeigen im GRA PCH- und URA PCH-Zustand zu initiieren. Der RNAS 5 könnte verbunden sein über jeweilige Signalisierungsverbindungen mit anderen RNASs von anderen IPRCs, um RNAS-Wechsel zu initiieren.

Im allgemeinen wird die Durchführung einer RNAS-Auswahl benötigt, wenn die MS oder UE vom "Leerlauf" zum "verbunden" Betriebszustand übergeht, die MS oder UE eine Ortsregistrierung durchführt oder für ein Paging im Betriebszu stand "Leerlauf", und während eines Ortswechsels im Betriebszustand "verbun den". Die Auswahl kann durchgeführt werden durch die Auswahl eines vorge gebenen RNAS für den Erstzugriff von der MS oder der UE und für ein vom Kernnetz initiiertes Paging im Betriebszustand "Leerlauf". Die voreingestellte RNAS ist verknüpft mit dem LA/RA, und die Antwort auf einen Erstzugriff könnte von einem anderen RNAS kommen. Im Betriebszustand "verbunden" kann der RNAS ausgewählt werden basierend auf z. B. der Netztopologie oder -ausla stung. Der in Fig. 2 gezeigte CMRS 4 könnte in die Verwaltung der Auswahl des RNAS eingebunden sein.

Der Paging-Server 100 dient als ein RNAS, der Paging-Anfragen im Betriebs zustand "Leerlauf" für spezifische LA/RA empfängt, und als ein voreingestellter RNAS für einen Erstzugriff. Wie durch die Pfeile in Fig. 3 angedeutet wird, empfängt der Paging-Server eine Anfrage im Betriebszustand "Leerlauf" vom Kernnetz und leitet die Paging-Anfrage an die CRS-Funktionalität 11 der IP- BTS 10 weiter. Die CRS-Funktionalität 11 sendet einen Erstzugriff an den Pa ging-Server 100, welcher den Erstzugriff an den zugeordneten RNAS weiterlei tet, z. B. den RNAS 5, basierend auf der Abbildungsinformation in der Daten bank 15. Der zugeordnete RNAS 5 gibt eine Erstzugriffsantwort an die CRS- Funktionalität 11 aus. Im Betriebszustand "verbunden" werden durch den Pa ging-Server 100 die Paging-Meldungen vom Kernnetz an den zugeordneten RNAS 5 geleitet, welcher dann die Paging-Meldung an das BSGW 2 leitet. Der Paging-Server 100 wird informiert durch den zugeordneten RNAS 5, wenn der RNAS für die RRC-Verbindung gewechselt hat.

Wenn eine MS eine RCC-Verbindung aufbaut in einer IP RAN-Umgebung ent sprechend Fig. 1, so werden seine IMSI- und Serverkennung der SRNC-C-UE- spezifischen Funktionen in der Datenbank 15 am Paging-Server 100 abgelegt. Die IMSI wird dem IP RAN durch das Kernnetzwerk bereitgestellt, nachdem Sicherheitsprozeduren durchgeführt worden sind. Wenn die MS die RRC- Verbindung freigibt, wird die MS-Information aus der Datenbank 15 entfernt. Der Paging-Server 100 hat LA-RA-Zellen-CRNC-C-Adressenabbildungen in der Datenbank 15 gespeichert, um Pagings an die CRNC-Cs weiterleiten zu kön nen.

Wenn das Kernnetzwerk eine MS im Betriebszustand "PMM Leerlauf" oder "MM-Leerlauf" erkennt, so sendet es eine Paging-Anfrage an den Paging- Server 100. Der Paging-Server 100 überprüft seine Datenbank 15, ob bereits eine RRC-Verbindung der MS vorhanden ist. Ist eine RRC Verbindung vorhan den, wird das Paging weitergeleitet an das entsprechenden Element mit SRNC- C-UE-spezifischer Funktionalität. Diese Situation könnte auftreten, wenn die MS zum Beispiel eine aktive PS-Verbindung hat, aber keine CS-Anrufe. Falls keine RRC Verbindung vorhanden ist, verteilt der Paging-Server 100 die Pagings an die CRNC-Cs des gesamten LA/RA.

Es sei angemerkt, dass das erste, in Fig. 3 gezeigte Ausführungsbeispiel nicht auf einen einzigen Paging-Server 100 beschränkt ist, sondern mehrere Paging- Server 100 mit einer dazwischen befindlichen (Norm-)Schnittstelle angeordnet sein können. Darüber hinaus könnte der Paging-Server 100 als eine Funktion angeordnet sein innerhalb eines RNAS, worin die RNAS-RNAS-Schnittstellen- Funktion entsprechend angepasst werden muss, so dass auch die Signalisie rung des Paging-Servers unterstütz wird. Die Datenbank 15 des Paging- Servers 100 kann verteilt sein für das gesamte Funkzugriffsnetzwerk (z. B. IP RAN).

Gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Koordinie rungs-Funktionalität als Teil eines Netzwerkkontrollers ausgeführt sein, z. B. ein BSC, RNC, RNAS oder entsprechender Kontroller. Wenn ein Netzwerkkontrol ler eine Paging-Meldung vom Kernnetz empfängt, überprüft er bei anderen möglichen Kontrollern, ob diese schon eine Verbindung für diese MS oder UE haben. Dies könnte so ausgeführt werden, dass z. B. das Kernnetzwerk immer die Paging-Meldungen an nur einen Kontroller sendet, wobei die Meldung eine Liste der Kontroller (oder Zellen) beinhaltet, die zu dem LA/RA der gerufenen MS oder UE gehören. Der Kontroller, der die Paging-Meldung empfängt ("erste Kontroller"), kann nun einen Anfrage senden an alle anderen Kontroller in der Liste und wenn einer von diesen schon eine Verbindung zu dieser MS oder UE hat, die Paging-Meldung vom Kernnetzwerk an diesen Kontroller weiterleiten. Wenn keiner der befragten Kontroller bereits eine Verbindung mit der MS oder UE hat, kann der erste Kontroller ein Paging in der Betriebsart "Leerlauf" durchführen, entweder indem er die Paging-Meldung direkt an alle Zellen in dem LA/RA weiterreicht oder indem er die anderen Kontroller auffordert in ihren Zellen rundzurufen. Diese Auswahl ist abhängig von der Funknetzarchitektur, z. B. ob es eine enge Beziehung zwischen den Zellen und Kontrollern gibt oder ob jeder Kontroller auf jede Zelle zugreifen kann (was der Fall sein könnte in einem zukünftigen IP-RAN Netzwerk gemäß Fig. 1).

Folglich reicht es, dass das Kernnetz die Paging-Meldungen an einen der RNCs oder RNASs sendet zusammen mit einer Liste der RNCs oder RNASs in dem jeweiligen RA oder LA, und dann der RNC oder RNAS, der die Paging-Meldung erhalten hat, die verbleibenden Prozeduren durchführt, z. B. Überprüfen, ob das ausgerufene Mobilterminal in dem von einem der anderen RNCs oder RNASs abgedeckten Bereich aktiv ist, und, falls nicht, Ausführung eines Paging in der Betriebsart "Leerlauf" in dem RA oder LA (vielleicht mit Hilfe der anderen RNASs).

Fig. 4 zeigt eine Architektur einer RNAS-Domäne und ein entsprechendes Pa ging-Signal gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Das Ausführungs beispiel entspricht der Architektur gemäß Fig. 3, während der Paging-Server 100 ersetzt ist durch einen ersten RNAS 5-1. Die Funktionen der Elemente, die den Elementen in Fig. 3 entsprechen, sind gleich und werden deshalb nicht noch einmal bei dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Bezugnehmend auf Fig. 4 sind der erste RNAS 5-1, der verbunden ist mit ei nem Kernnetzwerk über ein lu-Kontrollebene für Paging-Anfragen in einem ersten Ortsbereich LA1, und ein zweiter RNAS 5-2, der verbunden ist mit einem Kernnetzwerk über ein lu-Kontrollebene für Paging-Anfragen in zweiten Ortsbe reichen LA3, LA4, verbunden über eine Signalisierungsverbindung. Der erste RNAS 5-1 hat eine erste zugeordnete Datenbank 16-1 und der zweite RNAS 5-2 hat eine zweite zugeordnete Datenbank 16-2. In beiden Datenbanken 16-1, 16-2 sind LA/RA/Zellen-CRC-Abbildungsinformationen gespeichert. Der erste RNAS 5-1 empfängt eine Paging-Anfrage in der Betriebsart "Leerlauf" für einen ersten Ortsbereich LA1 und dient als ein voreingestellter RNAS für einen Erst zugriff. Die CGW-Funktionalität 12 der IP-BTS 10 ist verantwortlich für die Zel len, die zu dem ersten Ortsbereich LA1 gehören.

Wie durch die Pfeile in Fig. 4 angedeutet, wird eine Paging-Anfrage in der Be triebsart "Leerlauf" von dem Kernnetz ausgegeben an den voreingestellten ersten RNAS 5-1, welcher die Paging-Anfrage in der Betriebsart "Leerlauf" weiterleitet an die CRS-Funktionalität 11 der IP-BTS 10. Die CRS-Funktionalität 11 antwortet dem ersten RNAS 5-1 mit einer Erstzugriffs-Meldung, welche vom ersten RNAS 5-1, basierend auf den Abbildungsinformationen der ersten Da tenbank 16-1, weitergeleitet wird an einen ausgewählten oder zugeordneten RNAS, z. B. den zweiten RNAS 5-2. In Reaktion hierauf gibt der zweite RNAS 5-2 eine Antwort-Meldung an die CRS-Funktionalität 11 aus, und die RRC- Verbindung kann aufgebaut werden. In der Betriebsart "verbunden" werden Pagings auch vom Kernnetz über den voreingestellten ersten RNAS 5-1 an die CRS-Funktionalität 11 der IP-BTS 10 geleitet.

Die Zugriffsnetzwerkarchitektur könnte abweichen von der in Fig. 3 und 4 ge zeigten Architektur. Insbesondere könnte die Zugriffsnetzwerkarchitektur aus geführt sein ohne RNCs oder RNASs. Dann ist die lu-Schnittstelle direkt mit der Basisstation 10 verbunden.

Im folgenden wird ein "Leerlauf"-Paging-Szenario beschrieben in einer UTRAN- Umgebung mit Bezug auf die Fig. 5A bis 5D, worin eine UE 17, die eine Verbin dung zu einem ersten Kernnetz CN1 hat und sich in der Betriebsart "Leerlauf" bezüglich eines zweiten Kernnetzes CN2 befindet, ausgerufen wird vom zwei ten Kernnetz CN2.

Bezugnehmend auf Fig. 5A sind ein erster und ein zweiter Node B 20-1, 20-2, die eine Funktionalität einer BTS in der UTRAN Umgebung aufweisen, verbun den über einen ersten RNC 50-1 mit dem ersten und dem zweiten Kernnetz CN1, CN2. Ähnlich sind ein dritter und vierter Node B 20-3, 20-4, die auch eine Funktionalität einer BTS in der UTRAN Umgebung aufweisen, verbunden über einen zweiten RNC 50-2 mit dem ersten und dem zweiten Kernnetz CN1, CN2. In der Situation, die in Fig. 5A gezeigt ist, hat die UE 17 eine Verbindung über einen zweiten Node B 20-2 und den ersten RNC 50-1 zum ersten Kernnetz CN1 aufgebaut.

Dann, wie in Fig. 5B angezeigt, gibt das zweite Kernnetz CN2 eine Paging- Anfrage in der Betriebsart "Leerlauf" aus, die eine Identifizierung UE-ID der UE 17 beinhaltet und einen Hinweis, dass der Ortsbereich LA1 abgedeckt wird durch die beiden ersten und zweiten RNC 50-1, 50-2. Das zweite Kernnetz CN2 könnte irgendeinen RNC im Ortsbereich LA1 als Ziel für eine Paging-Anfrage auswählen. Es weiß nicht, dass die UE 17 eine bestehende Verbindung in der ersten RNC 50-1 hat. In dem vorliegenden Beispiel wählt das zweite Kernnetz CN2 den zweiten RNC 50-2 aus.

Bezugnehmend auf Fig. 5C überprüft der ausgewählte zweite RNC 50-2, ob irgendein anderer RNC im Ortsbereich LA1 eine Verbindung für die betreffende UE 17 aufgebaut hat. Insbesondere könnte der zweite RNC 50-2, basierend auf den Abbildungsinformationen, die in der zweiten RNC 50-2 gespeichert sind, eine Anfrage ausgeben zu den betreffenden anderen RNCs, um zu fragen, ob die anderen RNCs in dem Ortsbereich LA1 diese UE 17 als verbunden regi striert haben, wobei die Identifikation UE-ID und die Paging-Meldung in der Anfrage eingefügt sind. In Antwort auf diese Anfrage antwortet der erste RNC 50-1, der eine Verbindung für die betreffende UE 17 eingerichtet hat, dem zweiten RNC 50-2 und setzt die Paging-Prozedur fort, wobei er die bestehende fest zugeordnete RRC-Verbindung benutzt. Wie in Fig. 5D angezeigt, sendet der erste RNC 50-1 eine entsprechende Bestätigung ("Ja, ich werde den Ruf an ihn weiterleiten!") an den zweiten RNC 50-2. Dadurch können, um die Signallast zu reduzieren, überflüssige Paging-Signalisierungen aus dem zweiten Kern netzwerk CN2 zu den anderen betreffenden RNCs im Ortsbereich LA1 verhin dert werden.

Es sei angemerkt, dass die vorliegende Erfindung zu jeder Zugriffsnetzwerk struktur hinzugefügt werden kann, die eine Paging-Funktion zum Ausrufen einer Terminaleinrichtung von einen zellenförmigen Netzwerk hat. Die Beschreibung der bevorzugenden Ausführungsform ist nur dazu bestimmt um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen. Die bevorzugte Ausführungsform kann daher verändert werden innerhalb des Bereichs der beigefügten Ansprüche.

Claims

1. Ein Paging-System für ein Funkzugriffsnetzwerk, welches Zugriff auf ein Kernnetz bereitstellt, wobei das System besteht aus einer zentralen Netzwerksteuereinrichtung (100, 5-1, 50-2) zum Emp fangen von Pagings und zum Verteilen der Pagings an die ande ren Steuereinrichtungen (5, 5-2, 50-2), basierend auf einer Pa ging-Information, die der zentralen Netzwerksteuereinrichtung be reitgestellt ist.

2. Ein System gemäß Anspruches 1, wobei die zentrale Netzwerksteuereinrichtung ein Paging-Server (100), ein vorbe stimmter Funkzugriffsnetzwerkzugriffsserver (5-1) oder ein vorbe stimmter Funknetzwerkkontroller (50-2) ist.

3. Ein Paging-Verfahren in einem Funkzugriffsnetzwerk, welches Zugriff auf ein Kernnetz (CN; CN1, CN2) bereitstellt, wobei das Verfahren aus den Schritten besteht:

a) Leiten der Pagings von dem Kernnetz an eine zentrale Netzwerksteuereinrichtung (100; 5-1; 50-2);
b) Bereitstellen einer Paging-Information für die Kernnetzwerk steuereinrichtung; und
c) Verteilung der Pagings von der zentralen Netzwerksteuereinrichtung an andere Netzwerksteuereinrichtun gen (5; 5-2; 50-1), basierend auf den Paging-Informationen.

4. Ein Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Paging-Informationen Informationen über einen Ortsbereich, einen Leitbereich, eine Zelle und/oder Zellenressourcen beinhalten.

5. Eine Netzwerksteuereinrichtung für ein Funkzugriffsnetzwerk, wel ches Zugriff auf ein Kernnetz (CN; Cn1, Cn2) bereitstellt, wobei die Einrichtung (100; 5-1; 50-2) besteht aus:

a) einer Speichervorrichtung (15; 16-1, 16-2) zum Speichern von Paging-Informationen; und
b) einer Paging-Steuervorrichtung zum Steuern derart, dass Pa gings, die von dem Kernnetz empfangen wurden an andere Netzwerksteuereinrichtungen (5; 5-2; 50-1) basierend auf den ge speicherten Paging-Informationen verteilt werden.

6. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei die Netzwerkkontrol leinrichtung ein Paging-Server (100), ein Funkzugriffsnetzwerk Zugriffs-Server (5-1) oder ein Funknetzwerkkontroller (50-2) ist.