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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet von Telekommunikationen und insbesondere Systeme und Verfahren zum Ausführen eines Handovers (Verbindungsumschaltung) zwischen einer leitungsvermittelten Umgebung und einer paketvermittelten Umgebung.
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In der Welt von heutigen Telekommunikationen existieren sowohl leitungsvermittelte Umgebungen als auch paketvermittelte Umgebungen. Ein Vermittlungsverfahren, bei dem ein direkter Übertragungspfad zwischen den Terminals, die beteiligt sind, für die Dauer eines Anrufs verfügbar gemacht wird, und zwar unabhängig davon, ob Information übertragen wird oder nicht, wird als ”Leitungsvermittlung” bezeichnet. Ein Vermittlungsverfahren, bei dem die Nachrichten in Pakete aufgeteilt und durch das Netz über einzelne Strecken mit Hilfe einer Zielstelleninformation, die in einem Paketanfangsblock (Paketheader) enthalten ist, gelenkt wird, wird als ”Paketvermittlung” bezeichnet. Die Pakete werden gespeichert, bis ein Pfad in einer gewünschten Richtung frei wird.
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Ein typisches Phänomen von zellularen Systemen ist der Wechsel von Basisstation, d. h. die Verbindungsumschaltung (Handover), bei der sich ein gegebenes Mobilterminal von dem Übertragungsbereich einer ersten Basisstation an diejenige einer zweiten Basisstation bewegt, wodurch im wesentlichen sämtliche Datenübertragung zwischen dem in Frage stehenden Terminal und dem Netz durch die neue Basisstation umgeleitet wird. Eine perfekte Synchronisation des Betriebs während des Handovers ist oft nicht möglich, was zu einem Paketverlust, einer Paketduplizierung und einer fehlerhaften Anordnung von Paketen führen kann.
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Ein Handover zwischen einem leitungsvermittelten Netz und einem paketvermittelten Netz erhöht die Schwierigkeiten einen synchronen Betrieb während des Handovers zu erhalten. Somit hat sich ein Bedarf für die Fähigkeit ergeben, einen Verkehr von einer leitungsvermittelten Umgebung auf eine paketvermittelte Umgebung erfolgreich zu übergeben.
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Des Weiteren ist aus der
WO 01/31963 A1 ein Mechanismus bekannt für einen Handover eines mobilen Endgeräts von einem „second generation” (2G) Netzwerk zu einem „third generation” (3G) Netzwerkes, wobei letzteres ein paketvermitteltes Netzwerk gemäß dem „interenet protocol” (IP) ist.
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Die erwähnten Probleme werden durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen geben die abhängigen Ansprüche an.
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Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Ausführen eines Handovers von einer leitungsvermittelten Umgebung auf eine paketvermittelte Umgebung bereit. Das Verfahren kann umfassen das Empfangen einer Handover-Aufforderung an einem Mobilvermittlungszentrum, welches sich innerhalb der leitungsvermittelten Umgebung befindet, Senden eines Handover-Befehls von dem Mobilvermittlungszentrum an eine Mobileinrichtung, und Senden eines Handover-Zugriff-Bursts von der Mobileinrichtung an einen Signalisierungsknoten, der sich innerhalb der Paketvermittlungsumgebung befindet.
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Die vorliegende Erfindung stellt auch ein System zum Ausführen eines Handovers (Verbindungsumschaltung bzw. Gesprächsübergabe) zwischen einer leitungsvermittelten Umgebung und einer paketvermittelten Umgebung bereit. Das System kann ein oder mehrere Mobilvermittlungszentren umfassen, die sich in der leitungsvermittelten Umgebung befinden. Das System kann auch ein oder mehrere Signalisierungsknoten umfassen, die sich in der paketvermittelten Umgebung befinden. Die Signalisierungsknoten können in Kommunikation mit dem Mobilvermittlungszentrum sein. Das System kann auch ein oder mehrere Mobileinrichtungen umfassen. Die Mobileinrichtung kann in Kommunikation mit dem Mobilvermittlungszentrum und dem Signalknoten sein. Die Mobileinrichtungen können auch konfiguriert sein, um sowohl in der leitungsvermittelten Umgebung als auch in der paketvermittelten Umgebung zu arbeiten.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 ein schematisches Diagramm einer Ausführungsform eines Systems der vorliegenden Erfindung zum Ausführen eines Handovers zwischen einer leitungsvermittelten Umgebung und einer paketvermittelten Umgebung;
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2 ein schematisches Diagramm einer anderen Ausführungsform des Systems der vorliegenden Erfindung zum Ausführen eines Handovers zwischen einer leitungsvermittelten Umgebung und einer paketvermittelten Umgebung;
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3 ein Signalisierungsablaufdiagramm, welches ein Verfahren der vorliegenden Erfindung zum Ausführen eines Handovers zwischen einer leitungsvermittelten Umgebung und einer paketvermittelten Umgebung darstellt; und
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4 ein Signalisierungsablaufdiagramm, welches eine andere Ausführungsform eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung zum Ausführen eines Handovers zwischen einer leitungsvermittelten Umgebung und einer paketvermittelten Umgebung zeigt.
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Bezugnehmend auf 1 ist ein Telekommunikationssystem 100 dargestellt. Das Telekommunikationssystem 100 weist sowohl eine leitungsvermittelte Umgebung 106 als auch eine paketvermittelte Umgebung 108 auf. Die leitungsvermittelte Umgebung kann ein öffentliches Telefonvermittlungsnetz (Public Service Telephone Network), ein reines altes Telefonnetz (Plane Old Telephone Network), oder dergleichen sein. Bei der paketvermittelten Umgebung kann es sich um ein Internet Protokoll Netz (Internet Protocol Network), ein Zeitteilungs-Vielfachzugriff-Netz (Time Division Multiple Access Network), oder dergleichen handeln. Beide Umgebungen befinden sich auf dem Globalsystem für Mobilkommunikationen (Global System for Mobile Communication GSM).
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Eine Mobileinrichtung 105 ist in 1 vorgesehen. Die Mobileinrichtung 105 kann sowohl in der leitungsvermittelten Umgebung als auch in der paketvermittelten Umgebung betrieben werden. Die Mobileinrichtung 105 ist in Kommunikation mit einer Basis-Sender/Empfänger-Station 110, die sich in der leitungsvermittelten Umgebung befindet. Die Basis-Sender/Empfänger-Station 110 ist in Kommunikation mit einem Basisstations-Controller 120. Während des Betriebs der Mobileinrichtung 105 werden die Signalstärke und die Qualität der Aussendungen bzw. Übertragungen von der Mobileinrichtung 105 kontinuierlich gemessen. Diese Messungen der Signalstärke und der Qualität werden auf der abwärtsgerichteten Verbindung (Downlink) durchgeführt, während die Mobilstation 105 in einem beschäftigten Modus ist. Die bedienende Basis-Sender/Empfänger-Station 110 misst gleichzeitig mit den Messungen von der Mobilstation die Signalstärke und Qualität der Aussendungen bzw. Übertragungen der Mobilstation 105 auf der aufwärtsgerichteten Verbindung (Uplink).
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Nachdem die Messungen von der Basis-Sender/Empfänger-Station 110 und der Mobileinrichtung 105 gesammelt sind, werden sie an den Basisstation-Controller 120 gesendet. Der Basisstation-Controller ist in Kommunikation mit der Basis-Sender/Empfänger-Station. Somit werden die Messungen von der Mobileinrichtung 105 zunächst an die Basis-Sender/Empfänger-Station 110 gesendet und dann von der Basis-Sender/Empfänger-Station 110 an den Basisstations-Controller 120 weitergeleitet. Auf Grundlage der Ergebnisse der Messungen, die von der Basis-Sender/Empfänger-Station 110 und der Mobileinrichtung 105 genommen werden, kann der Basisstations-Controller 120 entscheiden, ob ein Handover (Verbindungsübergabe bzw. Verbindungsumschaltung) erforderlich ist. Ein Handover kann sich einfach auf dem Prozess einer Änderung von Zellen oder Kanälen während eines Anrufs in dem GSM beziehen. Wenn der Basisstations-Controller 120 entscheidet, dass ein Handover erforderlich ist, kann dann der Basisstations-Controller 120 entscheiden, welche Zelle oder welcher Kanal das Handover aufnehmen sollte. Der Prozess zum Bestimmen, welche Zelle oder welcher Kanal das Handover ausführen kann, wird als Lokalisierung (Locating) bezeichnet.
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Der Basisstations-Controller 120 ist in Kommunikation mit dem Mobilvermittlungszentrum 130. Wenn der Basisstations-Controller 120 Messungen empfängt, die anzeigen, dass ein Handover erforderlich ist, dann kann der Basisstations-Controller 120 eine Nachricht an das Mobilvermittlungszentrum 130 senden. Weil das Telekommunikationssystem 100 sowohl leitungsvermittelte als auch paketvermittelte Umgebungen umfasst, kann der Basisstations-Controller 120 anfordern, dass das Handover ein paketvermitteltes Handover ist. Der Basisstations-Controller 120 kann eine Nachricht für ein paketvermitteltes Handover an das Mobilvermittlungszentrum 130 senden, was dazu führt, dass das Mobilvermittlungszentrum 130 versucht das Handover fertig zu stellen.
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Das Mobilvermittlungszentrum 130 kann konfiguriert werden, um die paketvermittelte Adresse für die Mobileinrichtung 105 zu bestimmen, und kann ferner konfiguriert werden, um die leitungsvermittelte Nachricht in eine paketvermittelte Nachricht umzuwandeln. Sobald das Mobilvermittlungszentrum 130 die paketvermittelte Adresse der Mobileinrichtung 105 bestimmt und den entsprechenden Signalisierungsknoten 140 in der paketvermittelten Umgebung für die Mobileinrichtung 105 bestimmt, kann das Mobilvermittlungszentrum einen Handover-Befehl 135 an die Basis-Sender/Empfänger-Station 137, die sich in der paketvermittelten Umgebung befindet, entsprechend zu dem Signalisierungsknoten senden. Die Basis-Sender/Empfänger-Station 137 wird dann einen Handover-Befehl an die Mobileinrichtung 105 senden. Die Mobileinrichtung 105 kann dann erwarten, ein Handover von der leitungsvermittelten Umgebung an die paketvermittelte Umgebung zu empfangen.
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Zu dieser Zeit kann die Mobileinrichtung 105 von einem leitungsvermittelten Modus auf einen paketvermittelten Modus umschalten. Sobald die Mobileinrichtung 105 in einen paketvermittelten Modus übergegangen ist, kann die Mobileinrichtung 105 einen Zugriffs-Burst zurück an den Signalisierungsknoten 140 senden. Nachdem der Signalisierungsknoten 140 den Zugriffs-Burst von der Mobileinrichtung 105 empfängt, sendet der Signalisierungsknoten 140 eine Aufforderung an das Mobilvermittlungszentrum 130, die das Mobilvermittlungszentrum auffordert, die leitungsvermittelte Nachricht zu senden oder die Nachricht zu übergeben (ein Handover für die Nachricht auszuführen). Das Mobilvermittlungszentrum 130 kann dann dafür ausgelegt sein, um die Nachricht von der leitungsvermittelten Nachricht auf eine paketvermittelte Nachricht umzuwandeln und die paketvermittelte Nachricht an den Signalisierungsknoten 140 zu senden. Sobald der Signalisierungsknoten 140 die paketvermittelte Nachricht empfängt, wird der Signalisierungsknoten 140 die Nachricht auf dem Paketkanal senden, der von dem Zugriffs-Burst angezeigt wird, der von der Mobileinrichtung 105 gesendet wird.
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Bezugnehmend nun auf 2 wird eine andere Ausführungsform des Systems der vorliegenden Erfindung allgemein mit 200 bezeichnet. Das System umfasst eine Mobileinrichtung 205 in Kommunikation mit der leitungsvermittelten Umgebung 106 und einer paketvermittelten Umgebung 108. Die leitungsvermittelte Umgebung enthält eine Basis-Sender/Empfänger-Station 210 in Kommunikation mit einem Basisstations-Controller 215, der wiederum in Kommunikation mit einem Mobilvermittlungszentrum 225 sein kann. Das Mobilvermittlungszentrum 225 kann in Kommunikation mit einer Datenbank 230 sein. Die Datenbank 230 kann Information bezüglich der paketvermittelten Adressen von Mobileinrichtungen, wie der Mobileinrichtung 205, speichern. In ähnlicher Weise kann das Mobilvermittlungszentrum 225 in Kommunikation mit einer Netzübergangsschnittstelle (Gateway) 250 sein. Das Gateway 250 kann ein Medien-Gateway sein. Das Gateway 250 kann konfiguriert sein, um eine leitungsvermittelte Nachricht in paketvermittelte Nachrichten umzuwandeln. Die paketvermittelte Umgebung anfasst einen Signalisierungsknoten 245 und eine Basis-Sender/Empfänger-Station 240. Der Signalisierungsknoten 245 und die Basis-Sender/Empfänger-Station 240 können in Kommunikation miteinander sein.
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Sobald der Basisstations-Controller 215 bestimmt, dass ein Handover für eine Mobileinrichtung 205 benötigt werden könnte, sendet der Basisstations-Controller eine Handover-Aufforderung an das Mobilvermittlungszentrum 225. Wenn das Mobilvermittlungszentrum 225 die Handover-Aufforderung 220 empfängt, dann sendet das Mobilvermittlungszentrum 225 eine Aufforderung an die Datenbank 230, um die paketvermittelte Adresse für die Mobilstation 205 zu bestimmen. Die Datenbank 230 gibt dann eine Nachricht an das Mobilvermittlungszentrum 225 zurück, die die richtige paketvermittelte Adresse für die Mobileinrichtung 205 und den entsprechenden Signalisierungsknoten 245 für die Mobileinrichtung 205 anzeigt. Die paketvermittelte Adresse kann eine Internetprotokoll Adresse, eine x.25 Adresse oder dergleichen sein.
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Das Mobilvermittlungszentrum 225 kann dann einen Handover-Befehl an die Basis-Sender/Empfänger-Station 240 senden, die innerhalb der paketvermittelten Umgebung 208 angeordnet ist. Der Handover-Befehl kann an die Mobileinrichtung 205 durch die Basis-Sender/Empfänger-Station 240 weitergeleitet werden. Die Mobileinrichtung 205 kann dann einen Zugriffs-Burst an ihren entsprechenden Signalisierungsknoten 245 senden. Der Signalisierungsknoten 245 kann dann eine Aufforderung an das Mobilvermittlungszentrum 225 übertragen, die auffordert, dass die Nachrichten an den Signalisierungsknoten 245 gesendet werden.
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Das Mobilvermittlungszentrum 225 kann die Nachricht an ein Gateway 250 senden. Das Gateway kann die Nachricht von einer leitungsvermittelten Nachricht in eine paketvermittelte Nachricht umwandeln, und dann die Nachricht an den Signalisierungsknoten 245 weiterleiten. Sobald die paketvermittelte Nachrichten von dem Signalisierungsknoten 245 empfangen werden, überträgt der Signalisierungsknoten 245 die paketvermittelten Nachrichten an die Mobileinrichtung 205.
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Bezugnehmend auf 3 ist eine Signalisierungsabfolge gezeigt, die ein Verfahren zum Ausführen eines Handovers von einer leitungsvermittelten Umgebung auf eine paketvermittelte Umgebung darstellt. Wie in 3 angedeutet, gibt es vier Hauptkomponenten, die benötigt werden, um das Handover von der leitungsvermittelten Umgebung auf die paketvermittelte Umgebung auszuführen. Die Komponenten sind ein Basisstations-Controller 305, ein Mobilvermittlungszentrum 310, ein Signalisierungsknoten 315 und eine Mobileinrichtung 320. Die Komponenten weisen alle Merkmale auf, die ähnlich zu denjenigen sind, die voranstehend in Bezug auf die 1 und 2 beschrieben wurden.
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Wie in 3 gezeigt wird eine Aufforderung 325 für ein paketvermitteltes Handover von dem Basisstations-Controller 305 an das Mobilvermittlungszentrum 310 gesendet. Der Basisstations-Controller 305 sendet die Aufforderung für das Paketvermittlungs-Handover, wenn durch Messungen bestimmt wird, dass eine Mobileinrichtung 320 nicht mehr Signale effizient in ihrem gegenwärtigen Zustand senden kann. Wenn das Mobilvermittlungszentrum 310 die Paketvermittlungs-Handover-Aufforderung 325 empfängt, dann sendet das Mobilvermittlungszentrum 310 einen Paketvermittlungs-Handover-Befehl 330 an die Mobileinrichtung 320. Der Paketvermittlungs-Handover-Befehl 330 geht nicht durch den Signalisierungsknoten 315. Anstelle davon ist der Befehl 330 für ein Paketvermittlungs-Handover eine direkte Kommunikation zwischen dem Mobilvermittlungszentrum 310 und der Mobileinrichtung 320.
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Nachdem die Mobileinrichtung 320 den Paketvermittlungs-Handover-Befehl 330 empfängt, überträgt die Mobileinrichtung einen Zugriffs-Burst 335 an den Signalisierungsknoten 315. Der Zugriffs-Burst zeigt den Paketkanal an, der für das Handover von dem Mobilvermittlungszentrum 310 verfügbar ist. Sobald der Signalisierungsknoten 315 den Zugriffs-Burst 335 empfängt, sendet der Signalisierungsknoten 315 eine Weglenkungs-Aufforderung 340 (Routing-Aufforderung) an das Mobilvermittlungszentrum 310, die das Mobilvermittlungszentrum 310 auffordert die Nachricht an den Signalisierungsknoten 315 zu senden oder die Nachricht zu übergeben (ein Handover für die Nachricht durchzuführen). Nachdem das Mobilvermittlungszentrum 310 die Weglenkungs-Aufforderung empfängt, kann das Mobilvermittlungszentrum 315 die Nachricht an den Signalisierungsknoten 315 lenken 345. Die Nachricht kann von einer leitungsvermittelten Nachricht in eine paketvermittelte Nachricht gewandelt werden, und zwar entweder an dem Mobilvermittlungszentrum 310 oder an dem Signalisierungsknoten 315, in Abhängigkeit von den Konfigurationen von jedem. Sobald die Nachricht von der Mobileinrichtung 320 empfangen 350 ist, sendet die Mobileinrichtung 320 eine Handover-Fertig-Nachricht 355 an den Basisstations-Controller 305.
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Bezugnehmend nun auf 4 ist eine Signalabfolge im allgemeinen dargestellt, die eine andere Ausführungsform eines Verfahrens der vorliegenden Erfindung darstellt. Wiederum sind ein Basisstations-Controller 400, ein Mobilvermittlungszentrum 410, ein Signalisierungsknoten 420 und eine Mobileinrichtung 430 vorgesehen. Zusätzlich sind ein Datenbank-Nachschlag 415 und eine Basis-Sender/Empfänger-Station 425 ebenfalls vorgesehen. Wenn der Basisstations-Controller 400 bestimmt, dass ein Handover für die Mobileinrichtung 430 benötigt wird, sendet der Basisstations-Controller 405 eine paketvermittelte Handover-Aufforderung 435 an das Mobilvermittlungszentrum 410. Wenn das Mobilvermittlungszentrum 410 die Handover-Paketvermittlungs-Aufforderung 435 empfängt, dann sendet das Mobilvermittlungszentrum 410 eine Aufforderung 440 für eine paketvermittelte Adresse an den Datenbank-Nachschlag 415, wobei die paketvermittelte Adresse angefragt wird, die der Mobileinrichtung 430 entspricht. Der Datenbank-Nachschlag 415 gibt eine Nachricht 445 an das Mobilvermittlungszentrum 410 zurück. Die Rückgabenachricht 445 kann die paketvermittelte Adresse der Mobileinrichtung 430 und des entsprechenden Signalisierungsknotens 420 enthalten.
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Nachdem das Mobilvermittlungszentrum 410 die Rückgabenachricht 445 von dem Datenbank-Nachschlag 415 empfängt, sendet das Mobilvermittlungszentrum 410 einen paketvermittelten Handover-Befehl 450 an die Basis-Sender/Empfänger-Station 425, die sich in der paketvermittelten Umgebung befindet. Die Basis-Sender/Empfänger-Station 425 wird dann den paketvermittelten Handover-Befehl 455 an die Mobileinrichtung 430 senden. Nachdem die Mobileinrichtung 430 den paketvermittelten Handover-Befehl 455 empfängt, sendet die Mobileinrichtung 430 einen Zugriffs-Burst 460 an den Signalisierungsknoten 420. Sobald der Signalisierungsknoten 420 den Zugriffs-Burst 460 empfängt, kann der Signalisierungsknoten 420 auffordern 465, dass die Nachricht von dem Mobilvermittlungszentrum 410 gesendet wird. Das Mobilvermittlungszentrum 410 wird dann die Nachricht an den Signalisierungsknoten 420 übertragen 470. Der Signalisierungsknoten 420 wird wiederum die Nachricht durch die Basis-Sender/Empfänger-Station 425 an die Mobileinrichtung 430 übertragen 475. Nachdem die Nachricht an der Mobileinrichtung 430 empfangen wird, wird die Mobileinrichtung 430 eine Handover-Fertig-Nachricht 480 an den ursprünglichen Basisstation-Controller 400 übertragen.
