DE10308929B4

DE10308929B4 - Verfahren zum Betrieb eines Datendienstes in einem Funkkommunikationssystem

Info

Publication number: DE10308929B4
Application number: DE10308929A
Authority: DE
Inventors: Jean-Michel Traynard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2005-05-04
Anticipated expiration: 2023-03-01
Also published as: WO2004077864A1; EP1597932A1; CN1757253A; BRPI0407878A; RU2005130160A; RU2341914C2; TNSN05210A1; DE10308929A1

Abstract

Verfahren zum Betrieb eines Datendienstes in einem Funkkommunikationssystem,
– bei dem der Datendienst von Mobilstationen im Ruhezustand empfangen werden kann,
– bei dem eine erste netzseitige Funkstation auf einem Signalisierungskanal, der von Mobilstationen im Ruhezustand empfangen werden kann, eine Information über den Datendienst sendet, wobei die Information mindestens eine Kennung des Datendienstes und eine Angabe zur Identifikation einer zweiten netzseitigen Funkstation, über die Daten des Datendienstes ausgesendet werden, enthält.

Description

Funkkommunikationssysteme dienen der Übertragung von Informationen, Sprache oder Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen einer sendenden und einer empfangenden Funkstation. Ein Beispiel für ein Funkkommunikationssystem ist das bekannte GSM-Mobilfunknetz, sowie dessen Weiterentwicklung GPRS, dessen Architektur zum Beispiel in B. Walke, Mobilfunknetze und ihre Protokolle, Band 1, Teubner-Verlag Stuttgart, 1998, Seite 139 bis 151 und Seite 295 bis 311 beschrieben ist. Dabei ist zur Übertragung eines Teilnehmersignals jeweils ein durch einen schmalbandigen Frequenzbereich und einen Zeitschlitz gebildeter Kanal vorgesehen.

Zur Paketdatenvermittlung umfasst ein Funkkommunikationssystem, zum Beispiel ein GSM-Mobilfunknetz mit GPRS, eine Vielzahl von Paketdatendienstknoten (Serving GPRS Support Node SGSN), die untereinander vernetzt sind und die den Zugang zu einem Festdatennetz herstellen. Zur leitungsvermittelten Datenübertragung umfasst das Funkkommunikationssystem Mobilvermittlungsstellen, die untereinander vernetzt sind und die den Zugang zu einem Festnetz herstellen. Die Paketdatendienstknoten und die Mobilvermittlungsstellen sind ferner mit Basisstationssteuerungen (BSC) verbunden. Jede Basisstationssteuerung ermöglicht wiederum eine Verbindung zu mindestens einer Basisstation (BTS) und nimmt die Verwaltung der funktechnischen Ressourcen der angeschlossenen Basisstationen vor. Eine solche Basisstation ist eine Sende/Empfangseinheit, die über eine Funkschnittstelle eine Nachrichtenverbindung zu Mobilstationen aufbauen kann.

Man unterscheidet zwei Betriebsmodi einer Mobilstation: Im Ruhezustand, für den in der Fachwelt der Begriff "Idle mode" gebräuchlich ist, besteht keine logische Verbindung zwischen der Mobilstation und einer Basisstation. Im dedizierten Zustand, für den auch der Begriff "dedicated mode" gebräuchlich ist, besteht eine logische Verbindung zwischen der Mobilstation und einer Basisstation, in der der Mobilstation ein dedizierter Kanal zugeordnet ist, über den eine Nachrichtenübertragung erfolgen kann.

Es sind neuartige Datendienste vorgeschlagen worden, bei denen eine Funkstation, zum Beispiel eine Basisstation, Daten aussendet, ohne dass diese Daten einer speziellen Verbindung zugeordnet sind. Vielmehr werden die Daten im Sinne einer Rundfunkaussendung gesendet und können von allen im Funkkommunikationsnetz befindlichen Mobilstationen oder einer definierten Gruppe von im Funkkommunikationssystem befindlichen Mobilstationen empfangen werden. Die empfangenden Mobilstationen können sich dabei im Ruhezustand, d.h. Idle Mode, befinden. Für diese Dienste ist der Begriff "Multimedia Broadcast Multicast Services" mit der Abkürzung "MBMS" gebräuchlich. Diese Datendienste sind sowohl in Funkkommunikationssystemen entsprechend oder ähnlich dem GERAN-Standard als auch dem UTRAN-Standard vorgesehen.

Potentielle Teilnehmer derartiger Datendienste können sich im Funkkommunikationssystem registrieren lassen. Sie werden dann mit einer Kennung versehen und können als Gruppe bestimmten Signalisierungskanälen, zum Beispiel als Paging-Gruppe einem Paging-Kanal, zugewiesen werden.

Für zukünftige Funkkommunikationssysteme wird die Möglichkeit gefordert, dass derartige Datendienste nur von einzelnen Funkstationen des Funkkommunikationssystems ausgesendet werden sollen. Insbesondere für den Fall, dass die Funkversorgungsbereiche verschiedener netzseitiger Funkstationen sich überlappen, wird es als ausreichend angesehen, wenn einzelne netzseitige Funkstationen die Aussendung des Datendienstes übernehmen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Datendienstes in einem Funkkommunikationssystem anzugeben, bei dem die Aussendung von Daten des Datendienstes, der von Mobilstationonen im Ruhezustand genutzt werden kann, nur über einzelne Funkstationen des Funkkommunikationssystems erfolgt und dennoch gewährleistet ist, dass Mobilstationen, die sich im Ruhezustand befinden, den Datendienst empfangen können.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den übrigen Ansprüchen hervor.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb eines Datendienstes in einem Funkkommunikationssystem, der von einer Mobilstation im Ruhezustand empfangen werden kann, sendet eine erste netzseitige Funkstation auf einem Signalisierungskanal, der von Mobilstationen im Ruhezustand empfangen werden kann, eine Information über den Datendienst aus. Die Information enthält mindestens eine Kennung des Datendienstes und eine Angabe zur Identifikation einer zweiten netzseitigen Funkstation, über die Daten des Datendienstes ausgesendet werden. Der Signalisierungskanal, über den die Information ausgesendet wird, kann beispielsweise ein Rundfunkkanal, insbesondere ein Broadcast Control Channel BCCH, oder ein Mobilrufkanal, für den die Bezeichnung Paging-Kanal PCCH gebräuchlich ist und über den Mobilstationen im Ruhezustand, für die im Funkkommunikationssystem ein Ruf vorliegt, gerufen werden, sein. Auf diese Weise erhält eine Mobilstation, die auf Grund der im Funkkommunikationssystem vorhandenen Auswahlregeln auf die erste netzseitige Funkstation hört, die Information, von welcher netzseitigen Funkstation der Datendienst empfangen werden kann.

Vorzugsweise enthält die Information über den Datendienst eine Angabe zur Identifikation eines Funkkanals der zweiten netzseitigen Funkstation, über den Daten des Datendienstes gesendet werden. Die Angabe zur Identifikation des Funkkanals kann beispielsweise die Sendefrequenz, Synchronisationsinformationen, Frequenzwechselschemata und Ähnliches umfassen. Liegen der Mobilstation diese Informationen vor, so kann sie ihren Empfänger auf den Funkkanal der zweiten netzseitigen Funkstation synchronisieren und auf die verwendete Frequenz abstimmen und die Daten des Datendienstes empfangen.

Vorzugsweise enthält die Angabe zur Identifikation des Funkkanals einen Verweis auf einen anderen Signalisierungskanal, auf dem eine Nachricht mit den funktechnischen Koordinaten des Funkkanals sowie der zweiten Funkstation gesendet wird. Auf diese Weise werden die Funkressourcen des zuerst genannten Signalisierungskanals, der beispielsweise gleichzeitig als Mobilrufkanal verwendet werden muss, geschont. Die umfangreichere Nachricht wird in diesem Fall über den anderen Signalisierungskanal gesendet, auf den in der Information über den Datendienst lediglich verwiesen wird.

Je nach Umfang der Nachricht mit den funktechnischen Koordinaten des Funkkanals ist es zweckmäßig, auf dem anderen Signalisierungskanal zur Übertragung dieser Nachricht eine Funkressource zuzuweisen. Die Funkressource kann beispielsweise in einem oder mehreren speziell zu diesem Zweck zugewiesenen Funkblöcken bestehen.

Sind potentielle Teilnehmer des Datendienstes in dem Funkkommunikationssystem registriert, so ist es vorteilhaft, die Information über den Datendienst mit einer Kennung für registrierte Teilnehmer zu versehen. Dieses kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die potentiellen Teilnehmer des Datendienstes zu einer Mobilrufgruppe oder Paging-Gruppe zusammengefasst werden, die über denselben Mobilrufkanal oder Paging-Kanal erreichbar sind.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die erste netzseitige Funkstation und die zweite netzseitige Funkstation mit unterschiedlichen Funkzugangstechnologien betrieben. In diesem Fall enthält die Information über den Datendienst eine Liste mit netzseitigen Funkstationen, die mit derselben Funkzugangstechnologie wie die zweite netzseitige Funkstation betrieben werden, und über die Daten des Datendienstes ausgesendet werden. In diesem Fall liegen in der ersten netzseitigen Funkstation in der Regel keine näher spezifizierten funktechnischen Koordinaten der netzseitigen Funkstationen der anderen Funkzugangstechnologie vor. Daher kann in der Information über den Datendienst nur die Information bereitgestellt werden, welche netzseitigen Funkstationen der anderen Funkzugangstechnologie den Datendienst unterstützen. Eine Mobilstation, die Daten des Datendienstes empfangen möchte, muss dann eine Auswahl unter den möglichen netzseitigen Funkstationen treffen, über die die Daten des Datendienstes ausgesendet werden. Die erste netzseitige Funkstation kann beispielsweise mit einer Funkzugangstechnologie entsprechend dem GERAN-Standard und die zweite Netzfunkstation mit einer Funkzugangstechnologie entsprechend dem UTRAN-Standard oder umgekehrt betrieben werden.

Eine Mobilstation, die die Information über den Datendienst empfängt, ist somit in der Lage, ihren Empfang auf die zweite netzseitige Funkstation zu richten und die von der zweiten netzseitigen Funkstation ausgesendeten Daten des Datendienstes zu empfangen. Je mehr Informationen über die zweite netzseitige Funkstation in der Information über den Datendienst enthalten sind, umso schneller kann die Mobilstation den Empfang der Daten des Datendienstes aufnehmen.

Vorzugsweise erfolgt die Aussendung der Information über den Datendienst und der Beginn der Aussendung von Daten des Datendienstes um eine vorgegebene Verzögerungszeit zeitlich versetzt. Dadurch wird Mobilstationen, die die Information über den Datendienst empfangen haben, während der Verzöge rungszeit Zeit eingeräumt, ihren Empfang auf die zweite netzseitige Funkstation zu richten.

Das Verfahren ermöglicht, in dem Funkkommunikationssystem dadurch Bandbreite einzusparen, dass der Datendienst, der von Mobilstationen im Ruhezustand empfangen werden kann, nicht von allen netzseitigen Funkstationen ausgesendet werden muss, wobei gleichzeitig sichergestellt wird, dass Mobilstationen im Ruhezustand, die den Datendienst empfangen wollen, Informationen über die netzseitigen Funkstationen erhalten, die Daten des Datendienstes aussenden. Der Bandbreitbedarf für die Information über den Datendienst ist dabei viel geringer als der für die Aussendung des Datendienstes selbst.

Das Verfahren ist kompatibel mit Algorithmen zur Zellauswahl, mit denen in bestehenden Funkkommunikationssystemen eine Mobilstation im Ruhezustand Signalisierungskanäle von netzseitigen Funkstationen auswählt.

Solange die zweite netzseitige Funkstation und die erste netzseitige Funkstation denselben Aufenthaltsbereich, für den in der Fachwelt häufig die Begriffe "location area" und "routing area" verwendet werden, befinden, ist es möglich, dass die Mobilstation gleichzeitig mit dem Empfang von Daten des Datendienstes über die zweite netzseitige Funkstation leitungs- oder paketvermittelte weitere Verbindungen zur zweiten netzseitigen Funkstation aufbauen kann.

Die Auswahl der netzseitigen Funkstation, über die die Daten empfangen werden, erfolgt ausschließlich im Funkzugangsnetz. Das Corenetz ist nicht betroffen.

Das Verfahren ist mit bestehenden Mechanismen zum Empfang des MBMS-Datendienstes kompatibel. Daher ist es ohne größere Änderungen des bestehenden Systems zu implementieren.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Figur dargestellt ist, näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Nachrichtenablauf zwischen einer ersten netzseitigen Funkstation und einer Mobilstation.
Eine Mobilstation MS ist im Funkkommunikationssystem als potentieller Teilnehmer eines Datendienstes mit einer Kennung TMGI registriert, der von der Mobilstation MS im Ruhezustand, das heisst ohne logische Verbindung zwischen der Mobilstation MS und einer netzseitigen Funkstation, empfangen werden kann. Eine erste netzseitige Funkstation FS1, zum Beispiel eine Basisstation eines GERAN-Mobilfunksystems oder ein NodeB eines UTRAN-Systems, sendet auf einem Paging-Kanal PCH, der von Mobilstationen, die als potentielle Nutzer des Datendienstes mit der Kennung TMGI registriert sind, empfangen werden kann, eine Information 1 über den Datendienst, die die Kennung des Datendienstes TMGI und einen Verweis auf einen zweiten Signalisierungskanal (PAGCH) enthält.
Auf dem zweiten Signalisierung erfolgt eine Zuweisung 2 einer Funkressource, zum Beispiel eines Funkblockes, für die Abwärtsrichtung. Über den zweiten Signalisierungskanal (PAGCH) sendet die erste netzseitige Funkstation FS1 in dem zugewiesenen Funkblock eine Angabe 3 zur Identifikation eines Funkkanals einer zweiten netzseitigen Funkstation FS2, über den Daten des Datendienstes TMGI gesendet werden. Die Angabe 3 enthält zum Beispiel eine Kennung der der zweiten netzseitigen Funkstation FS2 zugeordneten Zelle, die für die Datenübertragung verwendete Frequenz, Synchronisationsinformationen, Informationen zu einem verwendeten Frequenzsprungverfahren und Ähnliches.
Da die Mobilstation MS als potentieller Teilnehmer des Datendienstes TMGI registriert ist, kann sie die Information 1 und die Angabe 3 empfangen. Mit diesen Angaben, insbesondere der verwendeten Frequenz und den Synchronisationsdaten synchroni siert die Mobilstation MS ihren Empfänger auf den angegebenen Kanal der zweiten netzseitigen Funkstation FS2 und stimmt ihn auf die verwendete Frequenz ab. Nachfolgend empfängt sie Daten 4, die von der zweiten netzseitigen Funkstation FS2 für den Datendienst ausgesendet werden. Die Aussendung der Daten 4 des Datendienstes startet eine vorgegebene Verzögerungszeit nachdem die Information 1 von der ersten netzseitigen Funkstation ausgesendet wurde. Die Verzögerungszeit beträgt beispielsweise 1 Sekunde.
Umfasst die Angabe 3 zur Identifikation des Funkkanals nur wenige Daten, so kann die Zuweisung 2 der Ressource unterbleiben und die Angabe 3 kann in einem ohnehin ausgesendeten Funkblock mit ausgesendet werden.

Claims

Verfahren zum Betrieb eines Datendienstes in einem Funkkommunikationssystem, – bei dem der Datendienst von Mobilstationen im Ruhezustand empfangen werden kann, – bei dem eine erste netzseitige Funkstation auf einem Signalisierungskanal, der von Mobilstationen im Ruhezustand empfangen werden kann, eine Information über den Datendienst sendet, wobei die Information mindestens eine Kennung des Datendienstes und eine Angabe zur Identifikation einer zweiten netzseitigen Funkstation, über die Daten des Datendienstes ausgesendet werden, enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Information eine Angabe zur Identifikation eines Funkkanals der zweiten netzseitigen Funkstation enthält, über den Daten des Datendienstes gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die Angabe zur Identifikation des Funkkanals einen Verweis auf einen anderen Signalisierungskanal enthält, auf dem eine Nachricht mit funktechnischen Koordinaten des Funkkanals, über den die Daten des Datendienstes empfangen werden können, gesendet werden.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem auf dem anderen Signalisierungskanal zur Übertragung der Nachricht eine Funkressource zugewiesen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, – bei dem potentielle Teilnehmer des Datendienstes in dem Funkkommunikationssystem registriert sind, – bei dem die erste netzseitige Funkstation die Information über den Datendienst mit einer Kennung für die registrierten Teilnehmer sendet.
Verfahren nach Anspruch 1, – bei dem die erste netzseitige Funkstation und die zweite netzseitige Funkstation mit unterschiedlichen Funkzugangstechnologien betrieben werden, – bei dem die Information über den Datendienst eine Liste mit netzseitigen Funkstationen enthält, die mit derselben Funkzugangstechnologie wie die zweite netzseitige Funkstation betrieben werden, und über die Daten des Datendienstes ausgesendet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – bei dem eine Mobilstation die Information über den Datendienst empfängt, – bei dem die Mobilstation ihren Empfang auf die zweite netzseitige Funkstation richtet und die von der zweiten netzseitigen Funkstation ausgesendeten Daten des Datendienstes empfängt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Aussendung der Information über den Datendienst und der Beginn der Aussendung von Daten des Datendienstes um eine vorgegebene Verzögerungszeit zeitlich versetzt erfolgt.