DE60001466T2 - Srns verlegung in einem umts netwerk - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Endung betrifft eine SRNS-Verlegung im einem UMTS-Netz und insbesondere den Transfer von Radio- bzw. Funkressourcen zwischen einem SRNS- und einem Ziel-RNS während einer derartigen Verlegung (Relocation).
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1 zeigt schematisch einen Teil eines Netzes eines universalen Mobiltelekommunikationssystems (Universal Mobile Telecommunications System, UMTS). Das Netz umfasst ein Kernnetzteil 1, das ein Netz sein kann, das Sprachanrufe unter Verwendung von UMTS-Mobilvermittlungszentren (UMTS Mobile-services Switching Centers, UMSCs) behandelt, oder ein Datennetz, beispielsweise ein Netz eines allgemeinen Paketfunkdienstes (General Packet Radio Service, GPRS) mit bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten (Serving GPRS Support Notes, SGSNs), sein kann. In 1 sind die UMSCs und die SGSNs allgemein mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Ein Teilnehmer oder ein Benutzergerät (User Equipment, UE) 3 ist mit dem Kernnetz 1 über ein Zugangsnetz 4, welches als ein universales terrestrisches Funkzugangsnetz (Universal Terrestrial Radio Access Network, UTRAN) bezeichnet wird, gekoppelt. Insbesondere sind die UMSCs/SGSNs 2 mit Funknetzcontrollern (Radio Network Controller, RNCs) 5, 6 des UTRAN 4 über eine Schnittstelle verbunden, die als die Iu-Schnittstelle bezeichnet wird.
  • Jeder RNC 5 bildet einen Teil eines Funknetzuntersystems (Radio Network Subsystem, RNSs) 7, 8, welches ebenfalls einen Satz von Basis-Sender-/Empfänger-Stationen (Base Transceiver Stations) 9 umfasst, die in der UMTS-Terminologie als B-Knoten (Node B) bezeichnet werden. Die Schnittstelle zwischen einem RNC 5, 6 und einem B-Knoten 9 ist als die Iub-Schnittstelle bekannt. Ein B-Knoten 9 stellt den Verbindungspunkt für ein UE 3 zu dem UTRAN 4 bereit, und die Schnittstelle zwischen dem B-Knoten 9 und dem UE 3 ist als die Uu-Schnittstelle bekannt. Das RNS (RNS 7 in 1), das ein UE 3 mit dem Kernnetz 1 zu einer gegebenen Zeit verbindet, wird als das bedienende RNS (Serving RNS, SRNS) für dieses bestimmte UE 3 bezeichnet.
  • 2 zeigt sehr allgemein die Trägerstruktur (Bearer Structure), die von dem UTRAN zum Transportieren von Benutzerdaten zwischen dem UE 3 und dem Kernnetz 1 verwendet wird. Wenn es erforderlich ist eine Benutzerebenenverbindung herzustellen, weist das verantwortliche UMSC oder der verantwortliche SGSN 2 das UTRAN 4 an, eine logische Verbindung zwischen dem UMSC oder dem SGSN 2 und dem UE 3 herzustellen. Diese logische Verbindung wird als der Funkzugangsträger (Radio Access Bearer, RAB) bezeichnet. Der hergestellte RAB erbt Anforderungen des angeforderten UMTS-Dienstes, z. B. einer Dienstqualität (Quality of Service) etc. Auf Grundlage der geerbten Anforderungen des RAB stellt der RNC 5, 6 Benutzerebenenverbindungen mit dem Kernnetz 1 (d. h. dem UMSC oder dem SGSN 2) und mit dem UE 3 her. Die Verbindung zwischen dem RNC 5, 6 und dem Kernnetz 1 wird als der Iu-Träger (Iu Bearer) bezeichnet, während die Verbindung zwischen dem RNC 5, 6 und dem UE 3 als der Funkträger (Radio Bearer, RB) bezeichnet wird. Beide von diesen Trägern stellen ferner logische Kanäle bereit, wobei der RNC eine Abbildung bzw. Anpassung zwischen ihnen ausführt. Die Träger (Bearer) selbst werden auf geeignete Verkehrskanäle für eine Übertragung über die jeweiligen Schnittstellen (Iu und Uu) abgebildet.
  • Ein einzelnes UE 3 kann zu einem mehreren RABs gehören. Zum Beispiel kann ein UE 3 gleichzeitig eine Verwendung von einem RAB, der für einen Sprachanruf eingerichtet wurde und einem anderen RAB, der für einen Datenanruf eingerichtet wurde, durchführen. Der RNC 5, 6 verwendet RAB-Identifizierer (die von dem Kernnetz zugeordnet werden), um zwischen diesen unterschiedlichen RABs zu unterscheiden. In der gleichen Weise wird eine RB-Identität verwendet, um zwischen RBs zu unterscheiden. Während des Aufbaus einer neuen Benutzerebenenverbindung sind ein RAB und ein RB implizit von dem RNC einander zugeordnet.
  • Eine wichtige Funktion (bzw. ein wichtiges Merkmal) von Mobiltelekommununikationssystemen ist die Fähigkeit, Benutzern zu erlauben, sich innerhalb (und außerhalb) bestimmter Netze zu bewegen. Dies erfordert oft einen Prozess, der als SRNS-Verlegung (Relocation) bekannt ist, bei dem ein existierendes SRNS durch ein Ziel-RNS ersetzt wird. Wenn man ein Szenarium betrachtet, welches als harte Gesprächsübergabe (Hard Handover) bekannt ist, bei der sich ein UE aus dem Verantwortungsgebiet eines ersten RNS heraus und in ein neues RNS hinein bewegt, ist es erforderlich, dass der RNC (d. h. der bedienende RNC (Serving RNC) (RNCs)) des SRNS durch den RNC (auf den während der Übergangsphase als der Ziel-RNC (Target-RNC (RNCT) Bezug genommen wird) des zweiten RNS als der Zugangs-RNC für das UE ersetzt wird. In einigen Fällen kann der Ziel-RNC sofort der bedienende RNC (Serving RNC) werden, wobei die Benutzerebenenverbindung zwischen dem Ziel-RNC und dem Kernnetz hergestellt wird. In anderen Umständen erstreckt sich die Benutzerebenenverbindung zwischen dem Ziel-RNC (der nachstehend als ein „Drift"-RNC bezeichnet wird) und dem Kernnetz über den bedienenden RNC, wobei die Schnittstelle zwischen dem Drift-RNC und dem bedienenden RNC als die Iur-Schnittstelle bekannt ist. Das Netz kann danach entscheiden, den Drift-RNC in den bedienenden RNC (Serving RNC) umzuwandeln, wobei eine direkte Benutzerebenenverbindung zu dem Kernnetz hergestellt wird.
  • In jedem Szenarium kann der SRNS-Verlegungsprozess durch den bedienenden RNC eingeleitet werden, der an das Kernnetz (UMSC oder SGSN) eine Verlegung-Erforderlich-Nachricht (Relocation Required Nachricht) sendet. Diese Nachricht wird gegenwärtig in dem Funkzugangsnetz-Anwendungsteil (Radio Access Networt Application Part, RANAP) Protokoll (UMTS TS 25.413) definiert und über die Iu-Schnittstelle geführt wird. Das Kernnetz reagiert auf den Empfang einer Verlegung-Erforderlich-Nachricht durch Senden einer Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht (Relocation Request Nachricht) an den Ziel-RNC. Die Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht wird ebenfalls in dem RANAP-Protokoll definiert.
  • Die Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht enthält die Identitäten der RABs, die transferiert werden sollen. Sowohl die Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht als auch die Verlegung-Erforderlich-Nachricht enthalten einen RRC-Initialisierungsinformationsbehälter (RRC Initialisation Information Behälter). Dieser Behälter wird in dem Funkressourcesteuerungs- (Radio Resource Control, RRC) Protokoll (UMTS TS 25.331) definiert und enthält unter anderem die Identitäten der RBs, die transferiert werden sollen, sowie die Einzelheiten der Abbildungen zwischen den RBs und den Attributen der niedrigeren Schicht (lower layer Atributes), d. h. den logischen, Transport- und physikalischen Kanälen. Es sei darauf hingewiesen, dass die RB-Identitäten und die Abbildungen zwischen den RBs und den Attributen der niedrigeren Schicht in einem Behälter enthalten sind, der transparent von dem Kernnetz weitergegeben wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfinder der vorliegenden Endung haben erkannt, dass dann, wenn eine SRNS Verlegungs-Situation für ein gegebenes UE durchgeführt werden soll, bei der diesem UE mehrere RABs zugeordnet sind, das Ziel-RNC eine Kenntnis der Abbildung zwischen den RABs und den RBs haben muss. Unter dem gegenwärtigen Vorschlag enthält weder die Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht noch die Verlegung-Erforderlich-Nachricht eine ausreichende Information, um diese Abbildung auszuführen. Dies führt dazu, dass sich an dem Ziel-RNC eine Verwirrung ergeben könnte, wobei der Ziel-RNC RBs mit den falschen RABs assoziiert. In einer derartigen Situation können Anrufe unrichtig verbunden und Ressourcen in einer nicht geeigneten Weise zugeordnet werden.
  • In Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Ausführen einer SRNS-Verlegung in einem UMTS-Netz für ein gegebenes UE vorgesehen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Senden einer Verlegung-Erforderlich-Nachricht (Relocation Required Nachricht) von dem bedienenden RNC (Serving RNC) an das Kernnetz und Senden einer Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht (Relocation Request Nachricht) von dem Kernnetz an den Ziel-RNC, wobei die Verlegung-Erforderlich-Nachricht einen RRC-Initialisierungsinformations-(RRC Initialisation Information)-Behälter (Container) enthält, der transparent von dem Kernnetz in die Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht hinein eingebaut wird, und wobei der RRC-Initialisierungsinformationsbehälter wiederum Information enthält, die erlaubt, dass eine Abbildung zwischen RABs und RBs für das UE durchgeführt wird.
  • Wenn ein RRC-Initialisierungsinformationsbehälter ein Funkträgerinformations-(Radio Bearer Information)-Element enthält, umfasst die Abbildung vorzugsweise für jeden RB eine RAB-Identität, die diesem RB entspricht, wobei die RABs und die RBs von RAB- bzw. RB-Identifizierern identifiziert werden.
  • Die Abbildungsinformation, die in dem RRC-Initialisierungsinformationsbehälter enthalten ist, kann eine NAS-Bindeinformation umfassen.
  • In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der vorliegenden Endung ist ein UMTS-Telekommunikationssystem vorgesehen, umfassend wenigstens ein Kernnetz und ein UTRAN, wobei das UTRAN eine Vielzahl von RNCs umfasst, wobei Paare davon angeordnet sind, um miteinander über das Kernnetz für den Fall einer SRNS-Verlegung zu kommunizieren, wobei jeder RNC angeordnet ist, um eine Verlegung-Erforderlich-Nachricht (Relocation Required Nachricht) an das Kernnetz für den Fall zu senden, dass der RNC das vorher existierende SRNS für ein UE ist, wobei die Verlegung-Erforderlich-Nachricht einen RRC-Initialisierungsinformations-(RRC Initialisation Information)-Behälter enthält, der wiederum eine Abbildungsinformation enthält, die ermöglicht, dass eine Abbildung zwischen RABs und RBs für das UE gebildet wird, und wobei jeder RNC angeordnet ist, um eine Verlegungs-Aufforderungs-(Relocation Request)-Nachricht von dem Kernnetz für den Fall zu empfangen, dass der RNC der Ziel-RNC ist, wobei die Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht den RRC-Initialisierungsinformationsbehälter enthält.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das Kernnetz angeordnet ist, um eine empfangene Verlegung-Erforderlich-Nachricht in eine Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht zur Übertragung an den Ziel-RNC zu übersetzen. Der RRC-Initialisierungsinformationsbehälter wird in diesem Prozess transparent kopiert.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 schematisch ein UMTS-Netz;
  • 2 schematisch Trägerstruktur (Bearer-Struktur), die in dem UTRAN-Teil des UMTS-Netzes der 1 verwendet wird;
  • 3 eine Voraussetzung für eine SRNS-Verlegung in dem UMTS-Netz der 1;
  • 4 eine Voraussetzung für eine SRNS harte Gesprächsübergabe (Hard Handover) in dem UMTS-Netz der 1;
  • 5 die Bedingung nach einer SRNS-Verlegung/harten Übergabe in dem UMTS-Netz der 1, den Voraussetzungen entweder der 3 oder 4 folgend;
  • 6 eine Signalisierung auf einem allgemeinen Niveau bei einer SRNS-Verlegung/einer harten Übergabe in dem Netz der 1, sowie den Aufbau der Verlegungs-Nachrichten; und
  • 7 nähere Einzelheiten der Signalisierung der 6.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Ein typisches UMTS-Netz ist voranstehend unter Bezugnahme auf 1 beschrieben worden, während die UTRAN-Trägerstruktur (Bearer-Struktur), die in einem derartigen Netz verwendet wird, unter Bezugnahme auf 2 beschrieben worden ist.
  • 3 zeigt eine Situation, bei der ein Benutzergerät (User Equipment, UE) mit einem UMSC/ SGSN eines Kernnetzes eines UMTS-Netzes über einen Drift-RNC 10 und einen bedienenden RNC (Serving RNC) 11 verbunden ist. Die „aktive" Verbindung ist mit den gestrichelten Linien in 3 dargestellt. Eine derartige Situation kann sich ergeben, nachdem das UE eine Verbindung über den bedienenden RNC 11 eingeleitet hat und sich danach in das Abdeckungsgebiet des Drift-RNC 10 hinein bewegt hat. 4 zeigt eine Situation, bei der ein UE mit einem UMSC/SGSN eines Kernnetzes über nur einen bedienenden RNC 11 gekoppelt ist, wobei die gestrichelten Linien wiederum die aktive Verbindung darstellen.
  • Wie voranstehend beschrieben, kann unter bestimmten Umständen die in 3 dargestellte Situation eine Voraussetzung für eine SRNS-Verlegung sein, bei der das Netz entscheidet, die Benutzerebenenverbindung zwischen dem Kernnetz und dem UTRAN von dem SRNS an das RNS, das den Drift-RNC 10 enthält, zu transferieren. Die Situation, die nach einer derartigen Verlegung existiert, ist in 5 dargestellt, wobei die gestrichelten Linien die neue aktive Verbindung darstellen. 5 entspricht auch der Situation, die nach einer harten Gesprächsübergabe (Hard Handover) und einer zugehörigen Verlegung von der in 4 dargestellten Voraussetzung oder nach einer harten Gesprächsübergabe (Hard Handover) existiert, bei der die „Struktur" der 4 in diejenige der 3 transformiert wird und eine SRNS-Verlegung danach auftritt, was zu der Struktur der 5 führt.
  • Der Verlegungs-(Relocation)-Prozess wird dadurch initiiert, dass eine Verlegung-Erforderlich(Relocation Required)-Nachricht von dem RNC des SRNS (RNCs) an das Kernnetz über die Iu-Schnittstelle unter Verwendung des RANAP-Protokolls gesendet wird. Dies ist in 6 dargestellt, die auch den allgemeinen Aufbau der Verlegung-Erforderlich-Nachricht (in der RRC-Spezifikation definiert) zeigt. Zusätzlich dazu, dass sie eine Identifikation des bedienenden RNC (Serving RNC) und des Ziel-RNC (Target-RNC) einschließt, enthält die Nachricht einen Quellen-RNC-Zu-Ziel-RNC (Source RNC to Target RNC) transparenten Behälter (Container). Der Behälter umfasst einen Satz von Funkträger-Informationselementen (Radio Bearer Information Elements), und zwar eines für jeden Funkträger (Radio Bearer, RB), der transferiert werden soll. Jedes Element enthält eine RB-Identität, eine RLC-Identität und eine RB-Abbildungsinformation. Insbesondere umfasst die RB-Abbildungsinformation die Identität des RAB, der zu dem fraglichen RB gehört.
  • Das UMSC oder der SGSN, das/der die Verlegung-Erforderlich-Nachricht empfängt, reagiert auf die Nachricht, wie in dem RANAP-Protokoll definiert. Insbesondere erzeugt es/er eine Verlegungs-Aufforderungs-(Relocation Request)-Nachricht, die an den Ziel-RNC über das/den UMSC/SGSN weitergeleitet wird, mit dem der Ziel-RNC verbunden ist (in einigen Fällen kann der bedienende RNC als auch der Ziel-RNC mit dem gleichen UMSC/SGNS verbunden sein). Dies ist wieder in 6 dargestellt, zusammen mit dem Aufbau der Verlegungs-Aufforderungs-(Relocation Request)-Nachricht. Zusätzlich zu den RAB IDs, die transferiert werden sollen (d. h. an dem Ziel-RNC aufgebaut werden sollen), umfasst die Nachricht den Quellen-RNC-Zu-Ziel-RNC (Source RNC to Target RNC) transparenten Behälter, der von dem Kernnetz transparent übergeben wird.
  • Auf einen Empfang der Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht hin muss der Ziel-RNC eine geeignete Trägerstruktur (2) zwischen dem UE dem Kernnetz, einrichten. Auf Grundlage der Information, die in der Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht enthalten ist, werden die erforderlichen RABs aufgebaut und die Iu-Träger (Bearer) eingerichtet. Das Ziel-RNC untersucht dann die Inhalte der Funkträgerinformations-(Radio Bearer Information)-Elemente des transparenten Behälters. Diese Information teilt dem Ziel-RNC mit, welche RBs sich auf welche RABs beziehen (Randbemerkung: während eine Eins-Zu-Eins-Abbildung zwischen RBs und RABs vorhanden sein kann, muss dies nicht der Fall und ein einzelner RAB kann auf zwei oder mehrere RBs abgebildet werden).
  • 7 zeigt nähere Einzelheiten der Signalisierung, die bei der SRNS-Verlegung beteiligt ist. Zusätzlich zu den Relocation Request und Relocation Request-Nachrichten wird eine Verlegungs-Befehls-(Relocation Command)-Nachricht von dem Kernnetz an den RNCs zurückgegeben, während eine Verlegungs-Aufforderungs-Bestätigungsnachricht (Relocation Request Acknowledgement Nachricht) von dem RNCT an das Kernnetz zurückgegeben wird.
  • Durchschnittsfachleute werden erkennen, dass verschiedene Modifikationen an den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen ohne Abweichen von dem Umfang der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können. Unter gegenwärtigen Vorschlägen wird zum Beispiel eine NAS-Bindeinformation bei einer RAB-Zuweisungsaufforderung verwendet, um einen Anruf in der Steuerebene (z. B. AUFBAU oder SETUP) und in der Benutzerebene zu assoziieren. Es kann erforderlich sein, dass die NAS-Bindeinformation eine Steuerebenen-/Benutzerebenen-Assoziation für den Fall einer harten Gesprächsübergabe (Hard Handover) möglich macht, wobei in diesem Fall der Quellen-RNC-Zu-Ziel-RNC (Source RNC to Target RNC) transparente Behälter eine NAS-Bindeinformation enthalten könnte. Die NAS-Bindeinformation würde dann dem Ziel-RNC (Target RNC) erlauben, RBs auf RABs abzubilden.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Ausführung einer SRNS-Verlegung in einem UMTS-Netz für ein gegebenes UE (3), wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Senden einer Verlegung-Erforderlich-(Relocation Required)-Nachricht von dem bedienenden RNC (5, 6) an das Kernnetz (1) und Senden einer Verlegungs-Aufforderungs-(Relocation Request)-Nachricht von dem Kernnetz (1) an den Ziel-RNC (5, 6), wobei die Verlegung-Erforderlich-Nachricht einen RRC-Initialisierungsinformationsbehälter (RRC Initialisation Information container) enthält, der von dem Kernnetz (1) in die Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht transparent eingebaut wird, und wobei der RRC-Initialisierungsinformationsbehälter wiederum Information enthält, die ermöglicht, dass eine Abbildung zwischen RABs und RBs für das UE durchgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei dann, wenn ein RRC-Initialisierungsinformationsbehälter ein Funkträgerinformations-(Radio Bearer Information)-Element, die Abbildung für jeden RB eine RAB-Identität umfasst, der diesem RB entspricht, wobei die RABs und die RBs jeweils durch RAB und RB Identifizierer identifiziert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abbildungsinformation, die in dem RRC-Initialisierungsinformationsbehälter enthalten ist, eine NAS-Bindeinformation umfasst.
  4. UMTS-Telekommunikationssystem, umfassend wenigstens ein Kernnetz (1) und UTRAN (4), wobei das UTRAN (4) eine Vielzahl von RNCs (5, 6) umfasst, wobei Paare davon angeordnet sind, um miteinander über das Kernnetz (1) für den Fall einer SRNS-Verlegung zu kommunizieren, wobei jeder RNC (5, 6) angeordnet ist, um eine Verlegung-Erforderlich-Nachricht zu erzeugen und an das Kernnetz (1) für den Fall zu senden, dass der RNC (5, 6) der vorher existierende SRNC für ein UE ist, wobei die Verlegung-Erforderlich-Nachricht einen RRC-Initialisierungsinformationsbehälter enthält, der wieder Information enthält, die ermöglicht, dass zwischen RABs und RBs für das UE (3) eine Abbildung durchgeführt wird, und wobei jeder RNC (5, 6) angeordnet ist, um eine Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht von dem Kernnetz (1) für den Fall zu empfangen, dass der RNC der Ziel-RNC ist, wobei die Verlegungs-Aufforderungs-Nachricht den RRC-Initialisierungsinformationsbehälter enthält.
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