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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindungssteuerung zu einem
Funkkommunikationsendgerät,
das zur gleichzeitigen Verwendung von mindestens zwei Funkzugriffsverfahren
ausgebildet ist, gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Bei
Funkkommunikationssystemen, insbesondere bei UMTS-Mobilfunksystemen,
ist eine Verwendung von sogenannten Multimode-Funkkommunikationsendgeräten (Multimode-Mobile)
geplant. Diese sind derart ausgebildet, dass sie für eine Datenübertragung
zwischen einer Netzseite und einem Teilnehmer mindestens zwei Funkzugriffsverfahren (Radio
Access Technology) gleichzeitig verwenden können. Derartige Datenübertragungen
gewinnen insbesondere für
sogenannte Echtzeitdienste (Realtime-Services), wie beispielsweise Video-Übertragungen,
oder bei Übertragungen
von Internet-Seiten, die durch mehrere Dateien gebildet werden,
zunehmend an Bedeutung.
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Bei
3GPP beispielsweise wird eine derartige Datenübertragung für ein Multimode-Mobile
netzseitig in mehrere Teildatenübertragungen
aufgeteilt. Eine erste Teildatenübertragung
erfolgt dann beispielsweise über
eine erste Verbindung, die für
ein WLAN-Funkzugriffsverfahren ausgebildet ist, während eine
zweite Teildatenübertragung über eine
gemäß dem UMTS-Standard
ausgebildeten zweite Verbindung zum Multimode-Mobile übertragen
wird. Somit wird beispielsweise ein Echtzeitdienst mit Hilfe zweier
gleichzeitig verwendeter Funkzugriffsverfahren gemäß WLAN-Standard
und gemäß UMTS-Standard
durchgeführt.
Während
der Übertragung
werden beide Verbindungen gleichberechtigt aktiv aufrechterhalten.
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Aus
EP 1 189 405 A1 ist
ein Netzwerksystem zur Datenübertragung
zwischen einem „application server" und einem „user terminal" bekannt, die über ein
heterogenes, sowohl drahtgebundenes als auch drahtloses Netzwerk
miteinander verbunden sind. Dabei ist ein „access server" funktional zwischen dem „application
server" und dem „user terminal" angeordnet, um zwischen
beiden einen Datentransfer zu ermöglichen.
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Der
nachveröffentlichten
Druckschrift
EP 1 429
573 A1 ist ein Verfahren zur Organisation einer teilnehmerseitigen
Versendung einer Datenmenge über
Funk durch eine Funkstation MT zu entnehmen. Dabei sind mindestens
zwei Funkkommunikationssysteme mit jeweiligen Funknetzen vorhanden,
deren Funkabdeckungsbereiche sich in mindestens einem Überlappungsbereich örtlich überlappen.
Die mindestens zwei Funknetze sind mittels einer gemeinsamen Einrichtung
RNC verbunden. Die Funkstation MT befindet sich im Überlappungsbereich. Die
gemeinsame Einrichtung RNC überträgt über mindestens
eines der beiden Funknetze ein Signal an die Funkstation MT, das
Informationen über
eine Zuordnung von einem oder mehreren Bestandteilen einer zu versendenden
Datenmenge zu einem oder mehreren der mindestens zwei Funknetze
beinhaltet.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Funkkommunikationsendgerät, das zur gleichzeitigen
Verwendung von mindestens zwei Funkzugriffsverfahren ausgebildet
ist, ein verbessertes, aufwandsarmes Verfahren zur Datenübertragung
anzugeben.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruchs
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Mit
Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
am Funkkommunikationsendgerät
Batterieleistung eingespart, indem eine Verbindung mit zugeordnetem
Funkzugriffsverfahren aus einem aktiven Betriebszustand in einen
Bereitschaftszustand (IDLE-Mode)
oder gegebenenfalls in einen Abschaltzustand (OFF-Mode) geschaltet
wird.
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Als
Entscheidungskriterien zum Wechseln des Betriebszustands werden
Funkübertragungseigenschaften
oder Zeitkriterien verwendet.
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Zu
den Funkübertragungseigenschaften zählen beispielsweise
Datendurchsatz, Nutzdatendurchsatz, Empfangssignalqualität, Signal-Rausch-Abstandsverhältnis (SNR),
usw.
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Bei
den Zeitkriterien wird beispielsweise eine aktive Datenübertragungszeit über eine
Verbindung im Bezug auf eine gesamte Bereitstellungszeit der Verbindung
bewertet. Oder es werden Übertragungspausen,
die während
einer Teildatenübertragung
auf der Verbindung auftreten, bewertet.
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Insbesondere
bei einer Übertragung
einer WAP-Internetseite an ein Multimode-Mobile kommt es vor, dass über eine
erste Verbindung eine erste Teildatenübertragung erfolgt, während eine
zweite Teildatenübertragung über eine
weitere Verbindung bereits beendet wurde. Durch das erfindungsgemäße Verfahren
wird in einem derartigen Fall nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit
die weitere Verbindung deaktiviert.
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Besonders
vorteilhaft werden dabei seitens des Multimode-Teilnehmers Kosten für die unbenutzte weitere Verbindung
eingespart, während
netzseitig für
die weitere Verbindung ursprünglich
reservierte Funkübertragungsressourcen
nach erfolgter Deaktivierung der weiteren Verbindung für andere
Teilnehmer zur Verfügung
stehen.
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Erfindungsgemäß erfolgt
netzseitig eine bewertete Auswahl einer aktiven ersten Verbindung
mit zugeordnetem ersten Funkübertragungsverfahren und
einer stillzulegenden zweiten Verbindung mit zugeordnetem zweiten
Funkübertragungsverfahren. Die
Bewertung wird anhand der oben genannten Entscheidungskriterien
vorgenommen.
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Mit
Hilfe eines Steuersignals wird die zweite Verbindung in den Bereitschaftszustand
IDLE-Mode oder in den Abschaltzustand OFF-Mode geschaltet. Der Bereitschaftszustand
IDLE-Mode einer Verbindung ermöglicht,
in Abhängigkeit
der Entscheidungskriterien die Verbindung bei Bedarf zeitsparend
zu reaktivieren.
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Eine
Einsparung an Batterieleistung ist beim Bereitschaftszustand IDLE-Mode
beispielsweise beim UMTS-Standard dadurch möglich, dass netzseitig sogenannte
DRX-Signale („Discontinuous
Reception") zum
Funkkommunikationsendgerät
gesendet werden. In Folge wird seitens des Funkkommunikationsendgeräts überprüft, ob in
einem periodischen Durchgang eine sogenannte Seitenanzeige („Page Indicator", PI) gesendet wird.
Ist dieser Page Indicator vorhanden, wechselt das Funkkommunikationsendgerät aus dem
Bereitschaftszustand IDLE-Mode in den aktiven Betriebszustand. Durch
die ausschließlich
durchgeführte Überprüfung, ob
der Page Indicator vorhanden ist oder nicht, wird die Einsparung
an Batterieleistung am Funkkommunikationsendgerät ermöglicht.
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Oder
es wird zur Einsparung von Batterieleistung dem Funkkommunikationsendgerät mit Hilfe eines
teilnehmerspezifischen Kontrollkanals (Dedicated Physical Control
Channel, DPCCH) mitgeteilt, in welchen Zeitschlitzen eines Rahmens
Teilnehmerdaten übertragen
werden. Dadurch wird seitens des Funkkommunikationsendgeräts ermöglicht,
ausschließlich
diese Zeitschlitze aktiv zu überwachen und
im anderen Fall durch Passivität
Batterieleistung einzusparen. Auch hier befindet sich das Funkkommunikationsendgerät in einem
Bereitschaftszustand.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
wird eine verbesserte Funkübertragungsressourcen-Verwaltung
(Radio-Ressource-Management,
RRM) realisiert, da für
eine abgeschaltet bzw. für
eine auf Bereitschaft geschaltet Verbindung netzseitig keine Funkübertragungsressourcen
bereitzustellen sind, die somit für andere Teilnehmer zur Verfügung stehen.
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Dabei
unterscheidet man beispielsweise bei 3GPP drei Verfahren zum Radio-Ressource-Management,
kurz RRM.
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Bei
einem ersten Verfahren wird eine gemeinsame Funkübertragungsressourcen-Verwaltung (Joint
Radio Resource Management, JRRM) in einer höheren Protokollebene durchgeführt. Die
Verwaltung bzw. die Zuteilung von Funkübertragungsressourcen für die verschiedenen
Funkzugriffsverfahren erfolgt in gemeinsamer Abhängigkeit bzw. in gemeinsamer
Kopplung. Für
einen Teilnehmer werden gleichzeitig verschiedene Funkzugriffsverfahren
zur Datenübertragung
gleichberechtigt verwendet.
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Bei
einem zweiten Verfahren wird eine gemeinsame Funkübertragungsressourcen-Verwaltung (Joint
Session Admission Control) in einer mittleren Protokollebene derart
durchgeführt,
dass die Verwaltung bzw. die Zuteilung von Funkübertragungsressourcen gemeinsam
durchgeführt
wird, wobei jedoch für
einen Teilnehmer entweder ein erstes oder ein zweites Funkzugriffsverfahren
zur Datenübertragung verwendet
wird.
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Bei
einem dritten Verfahren wird eine nicht gemeinsame Funkübertragungsressourcen-Verwaltung
(„Non
Joint Radio Resource Management) für jedes Funkzugriffsverfahren
getrennt durchgeführt. Nebeneinander
existierende Funkzugriffsverfahren werden für eine Teilnehmerdatenübertragung
unabhängig
voneinander genutzt.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei
zeigen:
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1 das
erfindungsgemäße Verfahren
anhand einer WLAN- und einer UMTS-Verbindung zu einer Multimode-Mobilstation,
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2 einen
Aufbau eines netzseitig kontrollierten Ansteuerungssignals zur Aktivierung
bzw. Deaktivierung einer Verbindung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren,
und
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3 das
erfindungsgemäße Verfahren
anhand eines Ablaufdiagramms.
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1 zeigt
das erfindungsgemäße Verfahren
anhand einer WLAN-Verbindung
und einer UMTS-Verbindung zu einer Multimode-Mobilstation MS.
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Bei
vorliegendem Beispiel wird eine Datenübertragung an die Mobilstation
mittels Teildatenübertragungen
sowohl über
eine erste Verbindung V1 mit zugeordnetem WLAN-Funkzugriffsverfahren
als auch über
eine zweite Verbindung V2 mit zugeordnetem UMTS-Funkzugriffsverfahren
durchgeführt.
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Beispielsweise
soll mit Hilfe der Datenübertragung
eine WAP-Internetseite,
die beispielsweise zwei Datenblöcke
aufweist, übertragen
werden. Während
zur Übertragung
eines ersten Datenblocks eine erste Verbindung V1 verwendet wird,
wird zur Übertragung
eines zweiten Datenblocks eine zweite Verbindung V2 verwendet.
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Somit
erfolgt eine erste Teildatenübertragung
durch die erste Verbindung V1 über
eine Basisstation BTS11 einer Funkzelle FZ11, während eine zweite Teildatenübertragung
durch die zweite Verbindung V2 über
eine Basisstation BTS1 einer Funk zelle FZ1 erfolgt. Zur Übertragung
wird eine gemeinsame Funkübertragungsressourcen-Verwaltung
(Joint Radio Resource Management, JRRM) verwendet, die beispielsweise
mit Hilfe einer gemeinsamen Kontrolleinrichtung RNC (Radio-Network-Controller) durchgeführt wird.
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In
einem ersten Schritt S1 werden die beiden Verbindungen V1 und V2
bezüglich
vorgegebener Entscheidungskriterien untersucht und in einem zweiten
Schritt S2 mit netzseitig vorgegebenen Grenzwerten netzseitig verglichen.
Der Vergleich erfolgt kopplungsabhängig beispielsweise an der
gemeinsamen Kontrolleinrichtung RNC (Radio-Network-Controller) oder
an einem Knoten SGSN (Serving GPRS Supporting Node).
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Unterschreitet
beispielsweise die erste Verbindung V1 mit zugeordnetem WLAN-Funkzugriffsverfahren
einen vorgegebenen Grenzwert, so wird seitens des netzseitig durchgeführten Radio-Ressource-Managements
RRM ein nachfolgend beschriebener sogenannter „Intersystem Handover" durchgeführt.
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Dabei
wird mit Hilfe eines in 2 beschriebenen Ansteuerungssignals
die erste Verbindung V1 mit zugeordnetem Funkzugriffsverfahren WLAN deaktiviert – bezeichnet
als Silent-Mode.
Der Silent-Mode umfasst dabei einen Bereitschaftszustand Idle-Mode
und einen Abschaltzustand Off-Mode.
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Im
vorliegenden Beispiel wird zur Beendigung der über die erste Verbindung V1
durchgeführten
ersten Teildatenübertragung
die erste Verbindung V1 in den Bereitschaftszustand Idle-Mode geschaltet.
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Für den Fall,
dass die Mobilstation MS einen Funkversorgungsbereich der Funkzelle
FZ11 verlässt,
wird die erste Verbindung V1 aus dem Bereitschaftszustand Idle-Mode
in den Abschaltzustand Off-Mode geschaltet.
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Wurde
als Entscheidungskriterium eine Empfangsqualität gewählt, so verbleibt die erste
Verbindung V1 im Bereitschaftszustand Idle-Mode, bis eine Verbesserung
der Funkübertragungsqualität eintritt.
Bei verbesserten Funkübertragungsbedingungen
innerhalb der ersten Verbindung V1 wird die erste Verbindung V1
wieder in einen aktiven Übertragungszustand
geschaltet. Dies erfolgt durch das in 2 beschriebene
Ansteuerungssignal, das über die
aktive zweite Verbindung V2 zur Mobilstation MS übertragen wird.
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Die
Bewertung der Funkübertragungsbedingungen
der ersten Verbindung V1 ist beim Bereitschaftszustands Idle-Mode
beispielsweise dadurch möglich,
dass Einfallswinkelanalysen, Geschwindigkeitsmessungen bzw. Funksignalmessungen
durchgeführt
werden. Gegebenenfalls werden ermittelte Benutzerprofile berücksichtigt.
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Wurde
als Entscheidungskriterium eine Übertragungspause
bzw. eine beendete erste Teildatenübertragung gewählt, so
verbleibt die erste Verbindung V1 im Bereitschaftszustand Idle-Mode, bis eine weitere
vergleichbare Teildatenübertragung durchzuführen ist.
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In 1 ist
noch ein Knoten GGSN (Gateway GPRS Supporting Node) und ein Knoten VAP/MG
(Virtuell Access Point/Mobile Gateway) dargestellt, mit deren Hilfe
langsame Verbindungswechsel zwischen unterschiedlichen Funkssystemen durchführbar sind.
Am Knoten GGSN könnte
beispielsweise kopplungsabhängig
das Ansteuerungssignal erzeugt werden.
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2 zeigt
einen Aufbau eines netzseitig kontrollierten Ansteuerungssignals
TR zur Aktivierung bzw. Deaktivierung einer Verbindung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.
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Das
Ansteuerungssignal TR wird netzseitig unter Berücksichtigung der oben genannten
Entscheidungskriterien gebildet und an ein Multimode-Mobile eines
Teilnehmers, hier nicht darge stellt, übertragen. Das Ansteuerungssignal
TR weist dabei drei Felder F1 bis F3 auf.
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In
einem ersten Feld F1 befindet sich ein Signalkopf TRSH (Triggering
Signal Header), der dem Multimode-Mobile des Teilnehmers anzeigt,
dass nachfolgend Informationen bezüglich einer Aktivierung bzw.
Deaktivierung einer Verbindung übertragen
werden.
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In
einem zweiten Feld F2 wird eine Bezeichnung RAT ID übertragen,
die die zu aktivierende bzw. zu deaktivierende Verbindung mit zugeordnetem Funkzugriffsverfahren
RAT kennzeichnet. Zusätzlich kennzeichnet
die Bezeichnung RAT ID sowohl eine in einer Abwärtsrichtung DL von einer Basisstation
zum Teilnehmer zu aktivierende bzw. zu deaktivierende Verbindung
als auch eine in einer Aufwärtsrichtung UL
vom Teilnehmer zur Basisstation zu aktivierende bzw. deaktivierende
Verbindung.
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In
einem dritten Feld F3 findet eine eigentliche Informationsübertragung
TS (Triggering Signal) bezüglich
der zu aktivierenden bzw. der zu deaktivierenden Verbindung statt.
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Bei
einer Bitfolge „00" wird beispielsweise eine
im zweiten Feld F2 bezeichnete Verbindung aktiviert – Status
Connected Active. Bei den Bitfolgen „01" und „10" wird beispielsweise die bezeichnete Verbindung
deaktiviert – Status
Silent. Bei der Bitfolge „01" verbleibt die Verbindung
im Bereitschaftszustand – Status
IDLE. Bei der Bitfolge „10" wird die Verbindung
abgeschaltet – Status
OFF.
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Die
Bitfolge „11" ist hier nicht definiert – Status
NOT DEFINED.
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3 zeigt
bezogen auf die 1 und 2 das erfindungsgemäße Verfahren
anhand eines Ablaufdiagramms.
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In
einem ersten Schritt ST1 wird netzseitig eine Datenübertragung
für eine
Mobilstation MS in zwei Teildatenübertragungen für zwei Funkzugriffsverfahren
aufgeteilt. Mit Hilfe der Kontrolleinrichtung RNC erfolgt für beide
Teildatenübertragungen
eine Zuteilung von Funkübertragungsressourcen
(Radio-Ressource-Management,
RRM).
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In
einem zweiten Schritt ST2 wird eine erste Teildatenübertragung über eine
erste Verbindung mit Hilfe eines zugeordneten WLAN-Funkzugriffsverfahrens
zur Mobilstation durchgeführt.
In einem dritten Schritt ST3 wird eine zweite Teildatenübertragung über eine
zweite Verbindung mit Hilfe eines zugeordneten UMTS-Funkzugriffsverfahrens
zur Mobilstation durchgeführt.
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In
einem vierten Schritt ST4 werden die beiden Verbindungen bezüglich vorgegebener
Entscheidungskriterien untersucht und in einem fünften Schritt ST5 netzseitig
ein Grenzwertvergleich bezüglich
der netzseitig vorgegebenen Entscheidungskriterien durchgeführt.
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Unter
der Voraussetzung einer nicht mehr benötigten bzw. einer qualitativ
schlechteren WLAN-Verbindung im Vergleich zur qualitativ besseren
UMTS-Verbindung wird in einem sechsten Schritt ST6 eine Bitkombination „1010" über die UMTS-Verbindung zur Mobilstation übertragen.
Ein erstes Bitpaar „10" spezifiziert das
Funkzugriffsverfahren WLAN, während
das nachfolgende Bitpaar „10" den Status Silent/OFF
signalisiert. In einem siebten Schritt ST7 wird die WLAN-Verbindung
deaktiviert, hier abgeschaltet.
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In
einem achten Schritt ST8 werden für die UMTS-Verbindung die vorgegebenen
Entscheidungskriterien untersucht und in einem neunten Schritt ST9
ein Grenzwertvergleich durchgeführt.
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Nachfolgend
wird von einer netzseitigen Entscheidung ausgegangen, eine neue
WLAN-Teildatenübertragung
vorzubereiten. Dazu ist eine zumindest teilweise Reaktivierung der
WLAN-Verbindung erforderlich.
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In
einem zehnten Schritt ST10 wird deshalb eine Bitkombination „1001" über die aktive UMTS-Verbindung
zur Mobilstation übertragen,
wobei das erste Bitpaar „10" das Funkzugriffsverfahren WLAN
spezifiziert und das nachfolgendes Bitpaar „01" den Status Silent/Idle signalisiert.
In einem elften Schritt ST11 wird eine WLAN-Verbindung eingerichtet
und diese in den Bereitschaftszustand Idle-Mode geschaltet.
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Die
Aktivierung bzw. Deaktivierung der UMTS-Verbindung erfolgt sinngemäß.