DE19928999C2

DE19928999C2 - Method and device for switching (handover) in the uplink of a radio communication link

Info

Publication number: DE19928999C2
Application number: DE19928999A
Authority: DE
Inventors: Christian Menzel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 1999-06-24
Filing date: 1999-06-24
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2019-06-25
Also published as: DE19928999A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Ein richtung zum Umschalten im Uplink einer Kommunikationsverbin dung in volldigitalen Funk-Kommunikationssystemen.The invention relates to a method and a Direction for switching in the uplink of a communication link in fully digital radio communication systems.

Die WO 99 51051 A2 offenbart ein Verfahren zum Umschalten im Uplink einer Funk-Kommunikationsverbindung zwischen zwei Funknetzsteuerungen zu einem Mobilvermittlungsknoten, wobei ein über die (neue) target-Funknetzsteuerung zum Mobilver mittlungsknoten vermittelter Datenstrom vor dem Umschalten auf die neue Funknetzsteuerung in der neuen Funknetzsteuerung verdoppelt wird und einer dieser Datenströme bis zum Ab schluss des Umschaltens von der neuen Funknetzsteuerung über die alte Funknetzsteuerung zum Mobilvermittlungsknoten über tragen wird.WO 99 51051 A2 discloses a method for switching in Uplink a radio communication link between two Radio network controls to a mobile switching node, wherein a via the (new) target radio network control to the mobilver averaging node switched data stream before switching to the new radio network controller in the new radio network controller is doubled and one of these data streams until Ab switchover from the new radio network control via the old radio network control to the mobile switching node will wear.

Beispiele für volldigitale Funk-Kommunikationssysteme sind das Mobilfunksystem GSM (Global System for Mobile Communica tion) und das Mobilfunksystem der nächsten Generation UMTS (Universal Mobile Telecommunication System).Examples of fully digital radio communication systems are the mobile radio system GSM (Global System for Mobile Communica tion) and the next generation mobile radio system UMTS (Universal Mobile Telecommunication System).

Wie Fig. 1 zeigt, in der ein Blockschaltbild für das GSM dar gestellt ist, dessen grundlegende Komponenten auch im UMTS verwirklicht sind, werden die zu versorgenden Gebiete in Zel len Z aufgeteilt. In einer derartigen Zelle Z wird der Tele kommunikationsdienst von und zu einer Mobilstation MS (Mobil Station) durch eine Basisfunkstation BTS (Base Transceiver Station) bereitgestellt. Eine oder mehrere Basisfunkstationen BTS sind mit einer Basisstationssteuerung BSC (Base Station Controller) verbunden, die für lokale Funktionen, wie Manage ment der Übertragungswege, Rufvermittlung, Überwachung und Wartung, zuständig sind. Die Gesamtheit der Basisfunkstatio nen BTS, der Basisstationssteuerungen BSC und im Falle des GSM der Sprachtranscodiereinheiten TRAU (Transcoding and Rate Adaption Unit) wird als Basisstationssystem BSS (Base Station Subsystem) bezeichnet. Mehrere Basisstationssteuerungen BSC sind mit einem Mobilvermittlungsknoten MSC (Mobile Switching Center) verbunden und diese mit einer Gateway MSC (GMSC) zwecks Konvertierung der Kommunikationsprotokolle vor Über mittlung an das öffentliche Fernsprechnetz PSTN (Public Swit ched Telefone Network). Das Fernsprechnetz PSTN kann als ISDN-Netz, als weiteres Mobilfunknetz oder als sonstiges Te lefon- oder Datennetz ausgebildet sein. Für Paketdatendienste ist ferner eine Basisstationssteuerung BSC direkt mit einem Serving GPRS Service Node (SGSN) verbunden (GPRS = Generic Packet Radio Service), der seinerseit über einen Gateway Pac ket Radio Service (GGSN) zwecks Anpassung der Datenprotokoll an das benutzte Datennetz PDN (Packet Data Network) anbindet.As shown in FIG. 1, in which a block diagram for the GSM is shown, the basic components of which are also implemented in UMTS, the areas to be supplied are divided into cells Z. In such a cell Z, the telecommunications service from and to a mobile station MS (mobile station) is provided by a base radio station BTS (base transceiver station). One or more base radio stations BTS are connected to a base station controller BSC (Base Station Controller), which are responsible for local functions, such as management of the transmission paths, call switching, monitoring and maintenance. The entirety of the base radio stations BTS, the base station controls BSC and, in the case of the GSM, the voice transcoding units TRAU (transcoding and rate adaptation unit) is referred to as the base station system BSS (base station subsystem). Several base station controllers BSC are connected to a mobile switching center MSC (Mobile Switching Center) and this to a gateway MSC (GMSC) for the purpose of converting the communication protocols before transmission to the public switched telephone network PSTN (Public Switched Phones Network). The telephone network PSTN can be designed as an ISDN network, as a further mobile radio network or as another telephone or data network. For packet data services, a base station controller BSC is also directly connected to a serving GPRS service node (SGSN) (GPRS = Generic Packet Radio Service), which in turn uses a gateway packet radio service (GGSN) to adapt the data protocol to the data network used PDN (packet Data network).

Die Verbindungen zwischen den einzelnen Netzelementen werden im wesentlichen durch zwei Schnittstellen gebildet. Über die Funk-Schnittstelle (Radio Interface) werden zum einen die di gitalen Daten oder die digitale quellcodierte Sprache der Mo bilstation MS fehlerschutzcodiert und verschlüsselt übertra gen und danach in der Basisfunkstation BTS wieder rückgewan delt. Die Basisfunkstationen BTS sind mit den Basisstations steuerungen BSC über digitale Festverbindungen, wie Leitungen oder Richtfunk, verbunden. Die weitere Übertragung der Sprachdaten hängt im GSM davon ab, wo genau die schon erwähn te Sprachtranscodiereinheit TRAU plaziert ist. Diese nimmt die Sprachtranscodierung der Sprachdaten vom GSM-Format in ein ITU-T A-Law-Signal oder µ-Law nach dem ISDN-Standard- Format und eine eventuelle Bitratenanpassung von Datensigna len vor. Die so umcodierten und angepaßten Daten werden über die BSS-MSC-Schnittstelle (A-Interface) von der Basisstati onssteuerung BSS zum Mobilvermittlungsknoten MSC drahtgebun den übertragen.The connections between the individual network elements are essentially formed by two interfaces. About the Radio interface (Radio Interface) on the one hand the di gitalen data or the digital source-coded language of the Mo bilstation MS error protection coded and encrypted transmitted gen and then recovered again in the base radio station BTS delt. The base radio stations BTS are with the base stations BSC controls via digital leased lines, such as lines or radio relay. The further transfer of the Voice data in GSM depends on where exactly they are mentioned te speech transcoding unit TRAU is placed. This takes the voice transcoding of the voice data from the GSM format in an ITU-T A-Law signal or µ-Law according to the ISDN standard Format and possible bit rate adjustment of data signals len before. The data thus recoded and adapted is transferred via the BSS-MSC interface (A-Interface) from the basic status on control BSS wired to the mobile switching center MSC transfer the.

Aus Funk- oder Netz-Ursachen, wie Zellenwechsel der Mobilsta tion, schlechte Qualität der Funkverbindung, dynamische Ver kehrslast-Verteilung über Zellengrenzen hinweg, Optimierung der Sendeleistung, Wartungsarbeiten im Funknetz u. a., kann es notwendig werden, eine Kommunikationsverbindung während einer Datenübertagung zu ändern. Das Umschalten auf einen an deren Funkweg wird mit Handover bezeichnet und ist für einen zellularen Netzbetrieb sehr charakteristisch. Ein Handover soll möglichst unterbrechungsfrei ablaufen, damit die Verbin dung stabil bleibt und keine Daten- und Signalisierungsverlu ste eintreten. For reasons of radio or network, such as cell change of the Mobilsta tion, poor quality of the radio connection, dynamic ver Traffic load distribution across cell boundaries, optimization the transmission power, maintenance work in the radio network u. a., can it may be necessary to establish a communication link during change a data transfer. Switching to one on their radio path is called handover and is for one cellular network operation very characteristic. A handover should run as uninterrupted as possible so that the verb stable and no loss of data and signaling step in.

Handover-Fälle können grob danach klassifiziert werden, ob sie intern vom gleichen Basisstations-System BSS aus gesteu ert werden, beispielsweise innerhalb einer Zelle Z oder beim Wechsel einer Mobilstation MS in eine Nachbarzelle Z dersel ben Zellgruppe, oder ob externe Aktivitäten von mindestens einem Mobilvermittlungsknoten MSC erforderlich sind. Im wei teren wird von einer externen, also MSC-administrierten Um schaltung ausgegangen, beispielsweise betreffend einen Wech sel auf eine andere Basisstationssteuerung BSC im GSM oder eine andere Funknetzsteuerung RNC (Radio Network Controller) im UMTS Terrestrial Radio Access Network - UTRAN.Handover cases can be roughly classified according to whether control them internally from the same base station system BSS be ert, for example within a cell Z or at Change of a mobile station MS in a neighboring cell Z dersel ben cell group, or whether external activities of at least a mobile switching node MSC are required. In the white External is managed by an external, that is MSC-administered circuit out, for example regarding a change sel to another base station controller BSC in GSM or another radio network controller RNC (Radio Network Controller) in the UMTS Terrestrial Radio Access Network - UTRAN.

Die Gefahr einer wahrnehmbaren, vom Netzwerk verursachten Un terbrechung einer Verbindung während eines Handovers ent steht, wenn der Zeitpunkt des Umschaltens im Netzwerk nicht exakt mit dem Zeitpunkt des Zellenwechselns durch eine Mobil station MS synchronisiert ist.The danger of a noticeable Un caused by the network Disconnection during a handover stands when the time of switching in the network is not exactly when the cell was changed by a mobile station MS is synchronized.

Im GSM wird eine Unterbrechung verringert oder gar vermieden, indem für eine gewisse Zeit im Mobilvermittlungsknoten MSC eine Konferenzschaltung aufgebaut wird. Nach Erkennen der Notwendigkeit eines Handovers, Entscheidung für ein Handover und Auswahl einer geeigneten Ziel-Zelle Z unter MSC-Beteili gung wird die Mobilstation MS davon unterrichtet. Parallel fordert der Mobilvermittlungsknoten MSC vom Basisstationssy stem BSS Funkressourcen an und belegt den neuen Funkweg. Nach dem Umschalten muß der alte Funkweg freigegeben werden. Das bedeutet, daß im Mobilvermittlungsknoten MSC für eine zum Handover anstehende Datenübertragung für eine gewisse Zeit je eine Verbindung zur alten und zur neuen Basisstationssteue rung BSC aufgebaut ist. Dies erfolgt kurz bevor der Befehl zum Handover an die Mobilstation MS gesendet wird. Die beiden Verbindungen werden im Mobilvermittlungsknoten MSC so zusam mengeschaltet, daß der Datenstrom in Abwärtsrichtung zur Mo bilstation MS (Downlink DL) gesplittet - das heißt dupliziert - wird, und in Aufwärtsrichtung zum Mobilvermittlungsknoten MSC (Uplink UL) die beiden Datenströme aus den Basisstationssteuerungen BSC im Mobilvermittlungsknoten MSC zu einem ein zigen Datenstrom kombiniert - das heißt addiert - werden. In Fig. 2 sind die Zusammenhänge sinnbildlich dargestellt.In GSM, an interruption is reduced or even avoided by setting up a conference circuit in the mobile switching node MSC for a certain time. After recognizing the need for a handover, deciding on a handover and selecting a suitable target cell Z with MSC participation, the mobile station MS is informed of this. At the same time, the mobile switching node MSC requests radio resources from the base station system BSS and occupies the new radio path. After switching over, the old radio path must be released. This means that a connection to the old and the new base station control BSC is established for a certain time in the mobile switching node MSC for a pending data transmission. This takes place shortly before the handover command is sent to the mobile station MS. The two connections are interconnected in the mobile switching node MSC in such a way that the data stream is split - i.e. duplicated - in the downward direction to the mobile station MS (downlink DL), and the two data streams from the base station controls BSC in the upward direction to the mobile switching node MSC Mobile switching nodes MSC combined to a single data stream - that is, added - be. In Fig. 2 the relationships are shown symbolically.

Die Kombination in Uplink-Richtung UL beruht darauf, daß die Datenströme in Uplink-Richtung UL überhaupt kombiniert werden können. Dies ist bezüglich Sprachdaten nur möglich, wenn es sich um einfache, abgetastete Sprache handelt, beispielsweise A-Law- oder µ-Law-codierte Sprache, wodurch eine Kombination der Datenströme durch Addition der Abtastwerte aus jedem Ein zeldatenstrom möglich ist. Bei GSM-codierter Sprache und bei anderen Datenarten, wie z. B. bei Multimedia oder bei ver schlüsselten Daten, ist eine solche Kombination generell un möglich. Die Alternative zu dem beschriebenen Handover- Verfahren besteht in einer Verbesserung der Synchronisation der Umschaltung im Netzerk mit dem Zellenwechsel einer Mobil station MS, welche allerdings zu einem deutlich erhöhten technischen Aufwand führt. So kann zum Beispiel im Handover- Kommando die Angabe einer Startzeit (Starting time) für die Synchronisation notwendig werden.The combination in the uplink direction UL is based on the fact that the Data streams in the uplink direction UL can be combined at all can. Regarding voice data, this is only possible if it is is simple, sampled language, for example A-Law or µ-Law encoded speech, which makes a combination the data streams by adding the samples from each on data stream is possible. With GSM-coded language and with other types of data, such as B. in multimedia or in ver such a combination is generally un possible. The alternative to the described handover The method consists in improving the synchronization switching in the network with the cell change of a mobile station MS, which, however, increased significantly technical effort leads. For example, in handover Command to specify a starting time for the Synchronization become necessary.

Für das UMTS ist es vorgesehen, die Transcoderfunktion nicht mehr wie beim GSM im Basisstationssystem BSS zu implementie ren, sondern im Kernnetz (Core Network) und damit - in Uplink-Richtung gesehen - in einem oder noch hinter einem Mo bilvermittlungsknoten MSC. Auch kann im UMTS bei Mobilteil- zu-Mobilteil-Daten- und Telematikdiensten überhaupt keine Transcoderfunktion zwischen den beteiligten Verknüpfungspunk ten des Übertragungsweges vorhanden sein. Insbesondere aber nimmt die maximal zu übertragende Bitrate und Dienste- Vielfalt, wie Audio, Video, Musik- und Fernsehübertragung, Bildtelefonie oder die Abfrage sensibler und damit verschlüs selter Daten zu. Alle diese Dienste lassen ein unterbre chungsfreies Handover auf der zuvor beschriebenen Grundlage unter Kombination der Uplink-Datenströme nicht zu, weil sich die gesplitteten Datenströme aufgrund ihrer Codierung oftmals nicht wieder zu einem auswertbaren Datenstrom kombinieren lassen.It is intended for UMTS, but not the transcoder function to implement more like the GSM in the base station system BSS but in the core network and thus - in Seen uplink direction - in or after a mo Exchange switching node MSC. Also in UMTS with handset to handset data and telematics services none at all Transcoder function between the link points involved ten of the transmission path. But especially takes the maximum bit rate and services to be transmitted Diversity, such as audio, video, music and television broadcasting, Video telephony or the query more sensitive and therefore encrypted rare data. All of these services can be interrupted non-stop handover on the basis described above when combining the uplink data streams not too because the split data streams often due to their coding do not combine again into an evaluable data stream to let.

Der Erfindung liegt ausgehend vom aufgezeigten Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein unterbrechungsfreies Um schalten einer Verbindung (Handover) im Uplink auch für nicht addierbare Datenströme und ohne eine Synchronisation des Um schaltens im Netzwerk auf den Zellenwechsel einer Mobilstati on zu erreichen. Die Aufgabe, ohne Datenverlust im Uplink um zuschalten, soll sich sowohl auf Sprache als auch auf Multi media und paketorientierte Datendienste beziehen.The invention is based on the state of the art Technology based on the task of an uninterrupted order switch a connection (handover) in the uplink for not addable data streams and without a synchronization of the order switch in the network to the cell change of a mobile status to reach on. The task without losing data in the uplink switch on, should switch to both language and multi Get media and packet-oriented data services.

Erfindungsgemäß wird ein unterbrechungsfreies Umschalten ei ner Kommunikationsverbindung innerhalb eines volldigitalen Funk-Kommunikationssystems vorgeschlagen, indem in Uplink- Richtung die Datenströme vor dem Umschalten der Funk- Kommunikationsverbindung in der den bisherigen Aufenthaltsbe reich administrierenden Funknetzsteuerung dupliziert werden und der duplizierte Datenstrom bis zum in Uplink-Richtung endgültigen Umschalten der Verbindung von der den alten Auf enthaltsbereich administrierenden Funknetzsteuerung über die den neuen Aufenthaltsbereich administrierenden Funknetzsteue rung zum Mobilvermittlungsknoten übertragen wird.According to the invention, an uninterrupted switching ner communication link within a fully digital Radio communication system proposed by in uplink Direction the data streams before switching the radio Communication link in the previous residence richly administrating radio network control can be duplicated and the duplicated data stream up to in the uplink direction final switching of the connection from the old up wireless network control via the radio network tax administrating the new lounge area tion to the mobile switching node is transmitted.

Hierdurch entfallen die Notwendigkeit der genauen Synchroni sation auf den Zellenwechsel einer Mobilstation und der damit verbundene technische und Zeit-Aufwand an Signalisation.This eliminates the need for accurate synchronization sation on the cell change of a mobile station and with it associated technical and time-consuming signaling.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausprägungen der Erfindung geben die Ansprüche 2 bis 11 an.Advantageous further developments and variants of the invention specify claims 2 to 11.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachfol gend näher erläutert werden. Hierzu zeigen:Using an exemplary embodiment, the invention is to follow be explained in more detail. Show:

Fig. 3 ein vereinfachtes Blockbild zum UMTS, Fig. 3 is a simplified block diagram of the UMTS,

Fig. 4 ein Funktionsbild zum erfindungsgemäßen Handover, Fig. 4 is a functional image to the inventive handover,

Fig. 5 bis 9 einzelne Phasen eines erfindungsgemäßen Hando vers. Fig. 5 to 9 of a single-phase Hando invention vers.

Im Beispiel nach Fig. 3 sind zwei Funknetzsteuerungen RNC (Radio Network Controller) seitens des Zugriffsnetzes UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network), vergleichbar mit den Basisstationssteuerungen BSC im GSM (Fig. 1), mit einem Mo bilvermittlungsknoten MSC verbunden, der über einen Gateway MSC (GMSC) mit dem öffentlichen Netz, hier mit dem breitban digen ISDN (Integrated Services Digital Network), verbunden ist. Die nicht näher dargestellte Sprachtranscodier- und Da tenratenanpassungs-Einheit TRAU befindet sich gemäß UMTS im Kernnetz (Core Network) und damit beispielsweise in einem Mo bilvermittlungsknoten MSC, in einem Gateway MSC oder in einem Interface, das solche Mobilvermittlungsknoten miteinander verbindet.In the example of FIG. 3, two radio network controllers RNC (Radio Network Controller) on the part of the access network UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network), comparable to the base station controllers BSC in GSM ( FIG. 1), are connected to a mobile switching node MSC, which is connected via a Gateway MSC (GMSC) is connected to the public network, here with the broadband ISDN (Integrated Services Digital Network). The voice transcoding and data rate adaptation unit TRAU, not shown, is in accordance with UMTS in the core network (core network) and thus, for example, in a mobile switching node MSC, in a gateway MSC or in an interface which connects such mobile switching nodes to one another.

Eine weitere Verbindung ist Datennetzen vorbehalten und ins besondere für eine Paketdatenübertragung geeignet. Hierzu sind die Funknetzsteuerungen RNC mit einem kernnetzseitig an geordneten Serving GPRS Service Node (SGSN) verbunden, der seinerseits über einen Gateway Packet Radio Service (GGSN) zwecks Anpassung der Datenprotokolle an das benutzte Daten netz verbunden ist, beispielsweise ein intelligentes Netz (IP) oder ein spezielles Netz für Paketvermittlung, zum Bei spiel nach dem X.25-Protokoll (X.25). Da die Aufgabe, einen Handover ohne Datenverluste durchzuführen, sehrwohl auch bei paketorientierten Diensten bestehen kann, werden im folgenden die an sich parallel angeordneten Core Network Knoten MSC für leitungsvermittelte Daten und SGSN für paketvermittelte Daten unter dem Begriff MSC/SGSN zusammengefaßt. An einem Handover sind entweder ein MSC, ein SGSN oder auch beide gleichzeitig beteiligt, je nach Verbindung. Für die Erfindung wesentlich sind die Schnittstellen zwischen den Funknetzsteuerungen RNC's (Iur Interface) und zwischen UTRAN und UMTS CN bzw. RNC und MSC/SGSN (Iu Interface). Letztere Schnittstelle ist ver gleichbar mit dem A-Interface bzw. Gb-Interface im GSM. Another connection is reserved for data networks and ins particularly suitable for packet data transmission. For this are the radio network controls RNC with a core network side orderly serving GPRS Service Node (SGSN) connected to the in turn via a Gateway Packet Radio Service (GGSN) to adapt the data protocols to the data used connected to the network, for example an intelligent network (IP) or a special network for packet switching play according to the X.25 protocol (X.25). Since the task of one Carry out handover without data loss, very well also with packet-oriented services can be found below the core network nodes MSC arranged in parallel for circuit switched data and SGSN for packet switched data summarized under the term MSC / SGSN. On a handover are either an MSC, an SGSN or both at the same time involved, depending on the connection. Essential for the invention are the interfaces between the radio network controls RNC's (Iur Interface) and between UTRAN and UMTS CN or RNC and MSC / SGSN (Iu Interface). The latter interface is ver comparable to the A-Interface or Gb-Interface in GSM.

Fig. 4 versinnbildlicht eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung des unterbrechungsfreien Handovers. Ein Handover findet von einer Funknetzsteuerung RNC "alt" zu einer benach barten Funknetzsteuerung RNC "neu" unter Beteiligung eines Mobilvermittlungsknotens MSC bei Sprach- und einfacher Daten übertragung bzw. einem Paketdatenknoten SGSN bei Paketdaten übertragung statt. In Downlink-Richtung DL beginnt der MSC/SGSN in aus dem GSM bekannter Weise mittels Splittens Da ten zu duplizieren und zu den beiden beteiligten Funknetz steuerungen RNC "alt", RNC "neu" zu übertragen, sobald ein Handover getriggert wird. In Uplink-Richtung UL hingegen wer den anstelle einer Addition der Datenströme in dem MSC/SGSN die Datenströme in der Funknetzsteuerung RNC "alt" gesplittet und der so duplizierte Datenstrom nach dem Umschalten der Verbindung von der Funknetzsteuerung RNC "alt" auf die Fun knetzsteuerung RNC "neu" in dem MSC/SGSN über die vorhandene Schnittstelle Iur zwischen den Funknetzsteuerungen RNC im UTRAN solange übertragen, bis die Verbindung zur alten Zelle Z getrennt und zur neuen Zelle Z über die Funknetzsteuerung RNC "neu" fest aufgebaut ist. Fig. 4 symbolizes an arrangement according to the invention for carrying out the uninterrupted handover. A handover takes place from a radio network controller RNC "old" to a neighboring radio network controller RNC "new" with the participation of a mobile switching node MSC for voice and simple data transmission or a packet data node SGSN for packet data transmission. In the downlink direction DL, the MSC / SGSN begins to duplicate in a manner known from the GSM by means of splitting data and to transmit to the two radio network controllers involved RNC "old", RNC "new" as soon as a handover is triggered. In the uplink direction UL, on the other hand, the data streams in the radio network controller RNC "old" are split instead of an addition of the data streams in the MSC / SGSN and the data stream duplicated in this way after the connection has been switched from the radio network controller RNC "old" to the radio network controller RNC "New" in the MSC / SGSN via the existing interface Iur between the radio network controls RNC in the UTRAN until the connection to the old cell Z is disconnected and the new cell Z is established "new" via the radio network control RNC.

Der Handover-Ablauf im einzelnen soll anhand der Figuren Fig. 5 bis Fig. 9 ausführlicher dargestellt werden.The handover process in the individual to with reference to FIGS. 5 to FIG. 9 are represented in more detail.

Fig. 5 zeigt zunächst die Ausgangssituation. Die Verbindung von dem MSC/SGSN zu einer Mobilstation MS nach Fig. 1, die im UMTS auch mit User Equipment UE bezeichnet wird, erfolgt in Downlink- und Uplink-Richtung DL, UL über die Funknetzsteue rung RNC "alt". Der MSC/SGSN und die Funknetzsteuerung RNC "alt" sind über das Core Network-UTRAN-Interface Iu miteinan der verbunden. Der Schalter schaltet in Uplink-Richtung UL und der Splitter in Downlink-Richtung DL die Verbindung zwi schen dem Kernnetz und der gemäß Fig. 1 im Funkbereich der alten Zelle Z liegenden Mobilstation MS durch. Fig. 5 shows the the initial situation. The connection from the MSC / SGSN to a mobile station MS according to FIG. 1, which is also referred to in the UMTS as User Equipment UE, takes place in the downlink and uplink direction DL, UL via the radio network control RNC “old”. The MSC / SGSN and the radio network controller RNC "old" are connected to each other via the core network UTRAN interface Iu. The switch switches in the uplink direction UL and the splitter in the downlink direction DL connects the connection between the core network and the mobile station MS lying in the radio area of the old cell Z according to FIG. 1.

Wird die Notwendigkeit eines Handovers festgestellt, beginnen vor dem Handover-Kommando die netzseitigen Vorbereitungen gemäß Fig. 6. Zunächst werden die für die Funknetzsteuerung RNC "neu" bestimmten Downlink-Daten in dem MSC/SGSN dupliziert. Außerdem werden in der Funknetzsteuerung RNC "alt" die für den MSC/SGSN bestimmten Uplink-Daten dupliziert. Danach wird eine Verbindung über das im UTRAN vorhandene Iur-Interfasce zwischen den Funknetzsteuerungen RNC "alt" und RNC "neu" auf gebaut. Hierzu wird der Schalter in der Funknetzsteuerung RNC "neu" auf Durchschalten umgeschaltet. Außerdem wird eine Ver bindung über das Core Network-UTRAN-Interface Iu zwischen dem MSC/SGSN und der Funknetzsteuerung RNC "neu" in Downlink- Richtung DL und Uplink-Richtung UL hergestellt. Der Schalter in der Funknetzsteuerung RNC "neu" verbindet das entsprechen de Iur- und Iu-Interface, so daß die Uplink-Daten in dieser Phase über zwei unabhängige Wege zum MSC/SGSN gelangen kön nen.If the need for a handover is determined, the network-side preparations according to FIG. 6 begin before the handover command . First, the downlink data intended for the radio network controller RNC are duplicated in the MSC / SGSN. In addition, the uplink data intended for the MSC / SGSN are duplicated in the radio network controller RNC “old”. Then a connection is established via the Iur interface in the UTRAN between the radio network controllers RNC "old" and RNC "new". For this purpose, the switch in the RNC radio network controller is switched over to "through". In addition, a connection is established via the core network UTRAN interface Iu between the MSC / SGSN and the radio network controller RNC “new” in the downlink direction DL and uplink direction UL. The switch in the radio network controller RNC "new" connects the corresponding de Iur and Iu interface, so that the uplink data in this phase can reach the MSC / SGSN via two independent routes.

Spätestens, wenn das Handover-Kommando zur Mobilstation MS gesendet wird oder auch kurz zuvor, wird gemäß Fig. 7 mit dem Schalter in dem MSC/SGSN die Verbindung von Funknetzsteuerung RNC "alt" auf Funknetzsteuerung RNC "neu" umgeschaltet. Der MSC/SGSN erhält jetzt die Daten aus der alten Zelle Z über die Funknetzsteuerung RNC "alt", das Iur-Interface und die Funknetzsteuerung RNC "neu". Der Wechsel der Mobilstation MS in die von der Funknetzsteuerung RNC "neu" versorgten neuen Zelle Z kann hierdurch ohne Verlust an Signalisierung auch mit Verzögerung erfolgen. Die Verbindung über das Iu-Interfa ce in Uplink-Richtung UL von der Funknetzsteuerung RNC "alt" zum MSC/SGSN könnte schon jetzt aufgelöst werden. Die Verbin dungen in Downlink-Richtung DL zur Funknetzsteuerung RNC "alt" und RNC "neu" bleiben vorerst bestehen.At the latest when the handover command is sent to the mobile station MS or shortly before, the connection from radio network controller RNC "old" to radio network controller RNC "new" is switched over according to FIG. 7 with the switch in the MSC / SGSN. The MSC / SGSN now receives the data from the old cell Z via the radio network controller RNC "old", the Iur interface and the radio network controller RNC "new". The change of the mobile station MS into the new cell Z supplied by the radio network controller RNC can thus take place with a delay without loss of signaling. The connection via the Iu interface in the uplink direction UL from the radio network controller RNC "old" to the MSC / SGSN could already be broken off. The connec tions in the downlink direction DL to the radio network control RNC "old" and RNC "new" remain for the time being.

Sobald die Funknetzsteuerung RNC "neu" auf der für den Hando ver der betreffenden Mobilstation MS bereitgestellten Res source Daten detektiert, beispielsweise Handover Access Bursts, oder bei synchronisiertem Handover auch Nutzdaten, schaltet die Funknetzsteuerung RNC "neu" mit ihrem Schalter von der Uplink-Verbindung des Iu-Interfaces mit dem Iur- Interface auf die Verbindung des Iu-Interface mit der neuen Zelle Z um. Der Schalter in dem MSC/SGSN ist bereits im vor angegangenen Schritt auf Empfang der Uplink-Daten der Fun knetzsteuerung RNC "neu" umgeschaltet worden. Die Daten in Downlink-Richtung DL sind aufgrund ihrer Duplizierung sofort von der Mobilstation MS in der neuen Zelle Z zu empfangen.As soon as the radio network control RNC "new" on the for the Hando ver the provided mobile station MS Res source data is detected, for example handover access Bursts, or with synchronized handover also user data, switches the radio network controller RNC "new" with its switch from the uplink connection of the Iu interface to the Iur Interface to connect the Iu interface with the new one Cell Z around. The switch in the MSC / SGSN is already in front started step on receiving the uplink data of the Fun network control RNC "new" switched. The data in Downlink direction DL are instantaneous due to their duplication to be received by the mobile station MS in the new cell Z.

In Fig. 9 ist schließlich die Situation nach Beendigung eines erfolgreichen Handovers dargestellt. Nachdem die Verbindung der Mobilstation MS über die Funknetzsteuerung RNC "neu" in Uplink- und Downlink-Richtung UL, DL fest etabliert ist, wer den die nicht mehr benötigten Ressourcen in und zu der alten Funknetzsteuerung RNC "alt" freigegeben.In Fig. 9 the situation after the end finally shows a successful handover. After the connection of the mobile station MS via the radio network controller RNC "new" in the uplink and downlink direction UL, DL is firmly established, who released the resources that are no longer required in and to the old radio network controller RNC "old".

Für den Fall, daß das Iur-Interface die beteiligten Funknetz steuerungen RNC "alt" und RNC "neu" nicht direkt verbindet, sondern die Verbindung über den MSC/SGSN verläuft, kann das Verfahren und die Einrichtung so modifiziert werden, daß der Uplink-Datenstrom des Iu-Interface in dem MSC/SGSN dupli ziert, der duplizierte Anteil zum Uplink-Schalter der Funk netzsteuerung RNC "neu" und von dort zurück zum Mobilvermitt lungsknoten MSC/SGSN übertragen wird.In the event that the Iur interface the radio network involved controls RNC "old" and RNC "new" are not directly connected, but the connection goes through the MSC / SGSN, that can The method and the device are modified so that the Uplink data stream of the Iu interface in the MSC / SGSN dupli adorned, the duplicated portion of the uplink switch of the radio network control RNC "new" and from there back to the mobile switching node MSC / SGSN is transmitted.

Der Zeitpunkt des Umschaltens im Mobilvermittlungsknoten (MSC/SGSN) kann nach einer Ausprägung der Erfindung aus einem Vergleich der aus den Funknetzsteuerungen (RNC "alt", RNC "neu") in dem Vermittlungsknoten (MSC/SGSN) ankommenden Da tenströme "alt" und "neu" bestimmt werden.The time of switching in the mobile switching node (MSC / SGSN) can, according to an embodiment of the invention, from a Comparison of those from the radio network controls (RNC "old", RNC "new") arriving in the switching node (MSC / SGSN) streams "old" and "new" can be determined.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird innerhalb einer neuen Funknetzsteuerung (RNC "neu") vom ankommenden Daten strom "alt" auf den ankommenden Datenstrom "neu" umgeschal tet, sobald die neue Funknetzsteuerung (RNC "neu") einen gül tigen Datenstrom "neu" detektiert. Hierzu können beispiels weise die in einem Mobilvermittlungsknoten (MSC/SGSN) zu be wertenden Datenströme "alt und "neu" in den übermittelnden Basisfunkstationen (BTS) zuvor markiert sein oder es erfogt ein Vergleich der Bitmuster von Datenblöcken.According to a development of the invention, within a new radio network control (RNC "new") of the incoming data stream "old" switched to the incoming data stream "new" as soon as the new radio network control (RNC "new") is valid term data stream "new" detected. For example assign that to a mobile switching node (MSC / SGSN) evaluating data streams "old and" new "in the transmitting Base radio stations (BTS) must be marked beforehand or it is done a comparison of the bit patterns of data blocks.

Nach einer anderen Weiterbildung teilt die neue Funknetz steuerung (RNC "neu") dem Mobilvermittlungsknoten (MSC/SGSN) die Umschaltung vom Datenstrom "alt" auf Datenstrom "neu" mitteilt.According to another training, the new radio network shares control (RNC "new") the mobile switching node (MSC / SGSN) switching from data stream "old" to data stream "new" telling.

Die grundlegendste Form eines externen Handovers bildet der Handover zwischen zwei Zellen desselben MSC/SGNS. Ein solcher Handover-Ablauf wurde im Ausführungsbeispiel beschrieben. Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Erweiterung des Erfin dungsgedankens jedoch ebenso auf Inter-MSC/SGSN-Handover an wendbar, also bei Handover-Vorgängen, bei denen mindestens zwei MSC/SGSN einbezogen sind. Bei einem Inter-MSC/SGSN- Handover behält im allgemeinen eine sogenannte Anker-MSC/SGSN (MSC-A/SGSN-A) die volle Kontrolle über eine anstehende Ver bindung. Ein Handover bedeutet damit eine "Verlängerung" der Verbindung von einem MSC-A/SGSN-A zu einem weiteren MSC/SGSN (MSC-B/SGSN-B). Die Mobilverbindung wird von dem MSC-A/SGSN-A zum MSC-B/SGSN-B weitergereicht, wobei der MSC-A/SGSN-A die volle Kontrolle über die Verbindung behält. Erfindungsgemäß werden die Splitter- und Schalter-Funktionen vom MSC/SGSN je nach Architekturkonzept in dem Anker-MSC/SGSN (MSC-A/SGSN-A) implementiert oder in dem am weitesten zu den beteiligten Funknetzsteuerungen RNC entfernten MSC/SGSN bei einem Konzept ohne Anker-MSC/SGSN.The most basic form of an external handover is the Handover between two cells of the same MSC / SGNS. Such a The handover sequence was described in the exemplary embodiment. The method according to the invention is an extension of the Erfin but also based on the inter-MSC / SGSN handover reversible, i.e. for handover processes in which at least two MSC / SGSN are involved. With an Inter-MSC / SGSN Handover generally retains a so-called anchor MSC / SGSN (MSC-A / SGSN-A) full control of an upcoming Ver binding. A handover thus means an "extension" of the Connection from one MSC-A / SGSN-A to another MSC / SGSN (MSC-B / SGSN-B). The mobile connection is made by the MSC-A / SGSN-A passed on to the MSC-B / SGSN-B, the MSC-A / SGSN-A passing the maintains full control over the connection. According to the invention the splitter and switch functions of the MSC / SGSN according to the architectural concept in the anchor MSC / SGSN (MSC-A / SGSN-A) implemented or in the farthest to the involved Radio network controllers RNC removed MSC / SGSN in one concept without anchor MSC / SGSN.

Ferner ist die Erfindung auch beim Umschalten der Verbindung von einer Basisstation BTS oder Node B auf eine andere Basis station anwendbar, wobei eine Basisstationssteuerung BSC oder eine Funknetzsteuerung RNC die beschriebenen Aufgaben eines Mobilvermittlungsknotens sinngemäß erfüllt.Furthermore, the invention is also when switching the connection from a base station BTS or node B to another base station applicable, with a base station controller BSC or a radio network controller RNC the tasks described Mobile switching node met analogously.

Claims

1. A method for switching (handover) in the uplink of a radio communication link between two radio network controllers to a mobile switching node, characterized in that a data stream "old" mediated via the old radio network controller (RNC "old") to the mobile switching node (MSC / SGSN) the switchover to the new radio network controller (RNC "new") in the old radio network controller (RNC "old") is doubled and one of these data streams "old" until the switchover from the old radio network controller (RNC "old") is completed via the new radio network controller (RNC "new") to the mobile switching node (MSC / SGSN) is transmitted.

2. The method according to claim 1 characterized, that the time of switching in the mobile switching node (MSC / SGSN) from a comparison of those from the radio network controllers gen (RNC "old", RNC "new") in the switching node (MSC / SGSN) incoming data streams "old" and "new" determined becomes.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized, that within a new radio network controller (RNC "new") from incoming data stream "old" on the incoming data stream "New" is switched as soon as the new radio network control (RNC "new") a valid data stream "new" detected.

4. The method according to claim 1, characterized, that a radio network controller RNC "new" and / or RNC "old" the Mobile switching node (MSC / SGSN) switching data stream "old" on data stream "new".

5. The method according to claim 3, characterized, that to be evaluated in a mobile switching node (MSC / SGSN) tendency data streams "old and" new "in the transmitting Ba radio stations (BTS) are marked.

6. Procedure for switching (handover) in the uplink of a radio Communication link between two radio network controllers, to a mobile switching node that is not direct, but only connected to each other via the mobile switching node are, characterized, that the data stream "old" in the mobile switching node MSC / SGSN) is doubled and one of these data streams "old" by Completion of switching from the mobile switching node (MSC / SGSN) for the new radio network control (RNC "new") and from there transmitted back to the mobile switching node (MSC / SGSN) becomes.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that for an uninterrupted switching of a communication connection between two mobile switching nodes (inter- MSC / SGSN handover) the splitter and switch functions mobile switching node (MSC / SGSN) from an anchor MSC / SGSN can be met.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that for an uninterrupted switching of a communication connection between two mobile switching nodes (inter- MSC / SGSN handover) the splitter and switch functions mobile switching node (MSC / SGSN) of one for both Radio network controls (RNC "old", RNC "new") most ent remote, common mobile switching node (MSC / SGSN) be filled.

9. Device for switching (handover) in the uplink one Radio communication link between two radio network controllers to a mobile switching node, characterized, that a via the old radio network control (RNC "old") to Mo bil switching node (MSC / SGSN) switched data stream "old" before switching to the new radio network controller (RNC "New") doubled in the old radio network controller (RNC "old") becomes and one of these data streams "old" until the completion of the Switching over from the old radio network control (RNC "old") the new radio network controller (RNC "new") for mobile switching node (MSC / SGSN) is transmitted.

10. Device for switching (handover) in the uplink one Radio communication link between two radio network controllers gene to a mobile switching node that is not direct, son only connected to each other via the mobile switching node they are characterized, that the data stream "old" in the mobile switching node MSC / SGSN) is doubled and one of these data streams "old" by Completion of switching from the mobile switching node (MSC / SGSN) for the new radio network control (RNC "new") and from there transmitted back to the mobile switching node (MSC / SGSN) becomes.

11. The device according to claim 9 or 10, characterized, that for an uninterrupted switching of a communication connection between two mobile switching nodes (inter- MSC / SGSN handover) the splitter and switch functions mobile switching node (MSC / SGSN) from an anchor MSC / SGSN or from one for both radio network controllers (RNC "old", RNC "new") most distant common mobile switch nodes (MSC / SGSN) must be met.