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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme
zur Ermöglichung
von Handover von Mobileinheiten über
Versorgungsbereiche und im Besonderen auf Verfahren und Systeme
zur Ermöglichung
netzwerkgesteuerter Handover in paketvermittelten zellularen Netzwerken.
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Hintergrund der Erfindung
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Telekommunikationssysteme,
wie zum Beispiel Funktelefonkommunikationssysteme, erfordern, dass
eine Mobileinheit, wie zum Beispiel ein Laptopcomputer, eine tragbare
Kommunikationsvorrichtung, oder eine andere mobile Vorrichtung von
einem Versorgungsbereich zu einem anderen Versorgungsbereich weitergereicht
wird, wenn sich die Mobileinheit von einem Versorgungsbereich zu
einem anderen bewegt, oder wenn eine Überlastung eintritt. Ein Handover
nach dem Stand der Technik ist eine gemeinsam vereinbarte Überführung von
einer Mobileinrichtung zugewiesenen Funkressourcen und ihrer Steuerung
von einem Versorgungsbereich zu einem anderen Versorgungsbereich.
Einige digitale Drahtlossysteme verwenden mobileinheitsgestützte Handover,
wobei die Mobileinheit steuert, ob ein Handover zu einer anderen
Frequenz oder einem anderen Code durchgeführt wird. Weiterhin sind, für eine Zellenneuauswahl
durch die Mobileinrichtung, diese Entscheidungen, welche Zelle auszuwählen ist,
dem Funkressourcennetzwerk typischerweise transparent. Andere konventionelle
Handover-Operationen können
eine netzwerkbasierte Steuerung einsetzen, wobei zum Beispiel ein
Basisstationssystem die geeignete Zielzelle bestimmt und das Handover
der Mobileinheit steuert. Solche Systeme sind zum Beispiel in Verbindung
mit Schaltungsvermitteln von digitalen zellularen Kommunikationssystemen,
wie zum Beispiel dem GSM-System,
bekannt.
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Mit
dem gestiegenen Bedarf an Kommunikation von Echtzeitdaten, wie zum
Beispiel Echtzeitvideo und anderen Daten, sind modifizierte schaltungsvermittelte
digitale zellulare Kommunikationssysteme vorgeschlagen worden. Zum
Beispiel beschreibt das allgemeine Paketfunkdienst (GPRS)-Netzwerk, im Allgemeinen
in dem Europäischen
Standard GSM03.60 V6.2.0 beschrieben, der beim Europäischen Institut
für Telekommunikationsstandards,
F-06921 Sophia Antipolis Cedex, Frankreich, erhältlich ist, ein paketvermitteltes
digitales zellulares Telekommunikationssystem, das mit einem schaltungsvermittelten
digitalen zellularen Kommunikationssystem eingesetzt wird, um eine
Paketvermittlung und eine Schaltungsvermittlung von Daten (Sprache,
Video, und so weiter) zur Verfügung
zu stellen. Die Paketdatenvermitt lungsnetzwerke verwenden eine Funkressourcenzuordnung,
die von Mobileinheiten gemeinsam verwendet wird. Im Gegensatz dazu
ordnen Schaltungsvermittlungstelekommunikationssysteme (zum Beispiel
TDMA-basierte Systeme) diskrete Teile der Bandbreite zu, die spezifischen
Mobileinheiten zugewiesen werden. Zum Beispiel kann ein spezifischer
TDMA-Zeitschlitz für
eine bestimmte Mobileinheit dediziert werden. Das GPRS-Netzwerk dient als
ein Vermittler zwischen dem Ziel der Information und der Mobileinheit. Solche
paketvermittelten zellularen Netzwerke stellen jedoch typischerweise
keine Mobilitätsmanagementfunktionen
zur Verfügung,
die ausreichend sind, um relativ nahtlose Handover von echtzeitverbindungsorientierten
Kommunikationen zur Verfügung zu
stellen.
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Außerdem gibt
es zum Beispiel in dem GPRS-System keine direkten physikalischen
Verbindungen zwischen Basisstationssystemen. Zusätzlich sind die Paketdatenvermittlungsnetzwerkknoten
typischerweise nicht imstande, Informationen zwischen Basisstationssystemen
zu führen,
da sich der SGSN nur über
die BSSs bewusst ist, die durch ihn versorgt werden, und sich nicht über andere
BSSs bewusst ist. Es ist wünschenswert,
das GPRS-System und ähnlich
geartete Systeme zu modifizieren, um netzwerkgesteuerte Handover
anstatt mobileinheitsgesteuerte Handover zu ermöglichen.
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Einzelne
Mobileinheiten können
eine Mehrzahl von Funkressourcen erfordern. Wenn zum Beispiel die
Mobileinheit ein Laptopcomputer ist, können Funkressourcen in einer
Paketdomäne
für eine
Zahl von Softwareanwendungen, die zum Beispiel eine Multimediaanwendung,
eine Modemkommunikationsanwendung, die auf dem Computer läuft, und
andere Funktelefonbedarfsanwendungen umfassen, gemeinsam verwendet werden.
Das GPRS-Netzwerk verwendet eine Paketbetriebsarttechnik, um Daten
mit hoher und niedriger Geschwindigkeit zu überführen, und Signalisieren. Es
versucht, die Verwendung von Netzwerk- und Funkressourcen zu optimieren.
Eine strikte Trennung zwischen dem Funkuntersystem und dem Netzwerkuntersystem
wird in dem Versuch aufrechterhalten, zu erlauben, dass das Netzwerkuntersystem
mit anderen Funkzugriffstechnologien neu verwendet wird.
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Solche
paketvermittelten zellularen Netzwerke stellen jedoch typischerweise
keine Unterstützung für netzwerkgesteuerte
Handover zur Verfügung. Zum
Beispiel liegt es in GPSR-netzwerkbasierten Systemen in der Verantwortung
der Mobileinheit, eine Zellenauswahl und Routing und Standortbereichsaktualisierungen
zu dem Netzwerk durchzuführen.
Ein Problem kann entstehen, wenn sich die Mobileinheit von einer
Zelle zu einer anderen bewegt, da der Fluss von Paketen zu der Mobileinheit
unterbrochen werden kann, bis ein erfolgreiches Zellenaktualisierungsverfahren
abgeschlossen worden ist. Dies verlängert die Zeit, die aufgebracht
wird, um das Handover erfolgreich abzuschließen. Außerdem kann es sein, dass,
wenn eine Mobileinheit zusätzliche
gemeinsam verwendete Ressourcen benötigt, nämlich gemeinsam verwendete
Zeitschlitze oder gemeinsam verwendete Codes, und die Mobileinheit eine
zusätzliche
Ressource benötigt,
zum Beispiel, wenn eine neue Softwareanwendung eine zusätzliche
drahtlose Verbindung erfordert, das mobile System nicht über die
notwendigen Informationen verfügt,
um zu bestimmen, ob die Zielzelle über die geeigneten Ressourcenerfordernisse
für die
geeignete Zeitperiode verfügt.
Mit Echtzeitdiensten in der Paketdomäne können Multimediainformationen,
wie zum Beispiel Streaming-Video, während eines mobilein heitsgesteuerten
Handovers unerwünschter
Weise unterbrochen werden. Zusätzlich
kann das Basisstationssystem Mobileinheiten aufgrund einer bestimmten Überlastung
nicht weiterreichen.
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Die
vorgeschlagenen Verbesserungen des GPRS-Systems verwenden außerdem eine
Dienstgüte-Tabelle
auf einer pro Zelle-Basis, wobei Paketdatenprotokollkontexte (PDP
= Paketdatenprotokoll) durch ein Paketvermittlungsnetzwerkelement
und nicht durch das Basisstationssystem unterhalten werden. Das
Paketvermittlungsnetzwerkelement ist ein SGSN. Diese PDP-Kontexte
können,
zum Beispiel auf einer pro Sitzung-Basis, für eine gegebene Mobileinheit
Quellenverkehrsbeschreiberdaten umfassen, die zum Beispiel die Bitraten
für eine
bestimmte Sitzung anzeigen, und andere Leistungsbeschreiber, wie
zum Beispiel die akzeptable Verzögerung
für die
gegebene Sitzung. Mehrere Sitzungen werden für eine gegebene Mobileinrichtung
beschrieben. Zum Beispiel kann eine Mobileinheit eine Sprachsitzung,
eine Internet-Webbrowsing-Sitzung und
gleichzeitig andere Sitzungen umfassen. Die Ressourcenausrüstungsinformation
für eine
gegebene Mobileinrichtung wird durch das Paketdatenvermittlungsnetzwerk
unterhalten. Ein Unterhalten dieser Information auf einer pro Zelle-Basis
durch den SGSN begrenzt jedoch die Fähigkeit des Basisstationssystems,
Funktionen in Bezug auf ein Verkehrsmanagement durchzuführen. Daher
muss der versorgende GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN) jedes mal
informiert werden, wenn irgendeine gegebene Mobileinheit in eine
Zelle lokalisiert wird. Dies kann die Fähigkeit des Basisstationssystems,
Funktionen in Bezug auf ein Verkehrsmanagement durchzuführen, empfindlich
begrenzen. Zur Zeit kann ein Handover von Mobileinrichtungen durch
das BSS nicht unabhängig
von dem Paketvermittlungsnetzwerkelement durchgeführt werden.
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Darüber hinaus
benötigt
das Paketdatenvermittlungsnetzwerk typischerweise eine Anforderung für eine Paketversorgung
und führt
die Pakete zu der geeigneten Basisseitensteuerung. Das von dem SGSN
an ein BSS gesendete Paket umfasst Adressierinformationen, die unter
anderem einen mobilen Identifizierer (MID) und einen Zellenidentifizierer (CELLID)
enthält.
Somit muss der SGSN während
eines Handovers Mobileinrichtungen zu Zellen führen, aber er verfügt nicht über die
erforderlichen Handover-Informationen. Die Basisseitensteuerung
passiert die Information zu der spezifischen Zelle, die durch die
Adresseninformation von dem SGSN angezeigt wird. Der SGSN disponiert
Pakete auf einer pro Zelle-Basis und adressiert Pakete an Zellen
(zusätzlich
zu Mobileinrichtungen), so dass ein Basisstationssystem einfach
nur wissen muss, dass es die Protokollübersetzung durchführen muss,
und ein Timing kennen muss, wann die Information zu senden ist.
Es wäre
jedoch wünschenswert,
wenn ein Paket-Routing durch die BSS durchgeführt werden könnte, um ein
Overhead des SGSN zu verringern. Außerdem gibt es einen Bedarf,
dass das BSS ein Verkehrsmanagement basierend auf funkbezogene Informationen
durchführt,
weil das aktuelle GPRS-System kein Führen von Mobileinrichtungen
in weniger überlastete
Zellen zur Verfügung
stellt.
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Eine
bekannte Technik für
netzwerkbasierte Handover wird in digitalen zellularen schaltungsbasierten
Vermittlungssystemen, wie zum Beispiel dem GSM-System, verwendet.
Solche Systeme sind jedoch nicht typischerweise eingerichtet, um
Paketvermittlungsinformationen zum Ermöglichen eines Handovers unterzubringen.
Aktuelle netzwerkgestützte Handoffs
reichen typischerweise nur basierend auf eine Signalstärkenanzeige
und einer Funkressourcenqualität
weiter. Bekannte netzwerkgestützte
Handover berücksichtigen
typischerweise keine Dienstqualität auf einer pro Mobileinrichtung-Basis,
die angezeigt worden ist. Mit Paketvermittlungssystemen ist es wünschenswert, über ein
netzwerkgesteuertes Handover zu verfügen, das die Bedürfnisse
von mehreren Anwendern gemeinsam verwendeter Funkressourcen berücksichtigt.
Es wäre
wünschenswert, wenn
solch ein System zum Beispiel über
die Fähigkeit
verfügte,
eine Mobileinrichtung zu einem anderen Versorgungsbereich zu bewegen,
um einer anderen Mobileinrichtung zu gestatten, ihre Dienstqualität zu verbessern,
wenn zum Beispiel eine neue Mobileinrichtung eine zusätzliche
Funkressource benötigt. Zusätzlich gestatten
bekannte digitale zellulare Kommunikationssysteme, die eine Paketdatenvermittlung einsetzen,
während
des Handovers keine Neuverhandlung von Dienstqualitätsänderungen
während des
Anrufs. Folglich ist es einer Mobileinheit nicht gestattet, während des
Handovers Ressourcen hinzuzufügen
oder Ressourcen zu verringern.
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Die
EP 0898438 offenbart ein
Verfahren und System zum Steuern eines Funkkommunikationsnetzwerkes
und einer Funknetzwerksteuerung. In Verbindung mit einem Verbindungsaufbau
wird eine Funknetzwerkankersteuerung ausgewählt, über die Anwenderinformationen
während
der gesamten Dauer der Verbindung fließen. Wenn die Verbindung an eine
Basisstation weitergereicht wird, die zu einer anderen Funknetzwerksteuerung
gehört,
werden die Anwenderinformationen so geführt, dass sie über die Ankersteuerung
zu der aktiven Funknetzwerksteuerung reisen.
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Die
GB 2 332 340 offenbart ein
Verfahren zur Ermöglichung
eines Handovers, wobei eine Mobilstation Funkverbindungsmessungsberichte
in einer verkapselten Form an einen Dienstknoten überträgt, um dem
Dienstknoten zu ermöglichen,
Handover-Entscheidungen anstatt der oder zusätzlich zu dem normalen bei
der BSC durchgeführten
Handover-Entscheidungen zu treffen.
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Die
US 5278892 offenbart ein
paketvermitteltes CDMA-Kommunikationsnetzwerk,
in dem weiche Handoffs ohne eine Änderung in der Anrufverarbeitungseinheit,
die den Anruf handhabt, auftreten können, so dass eine einzelne
Anrufverarbeitungseinheit den Anruf handhabt.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird eine drahtlose Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung
gemäß Anspruch
1 zur Verfügung
gestellt.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein digitales drahtloses System
gemäß Anspruch
10 zur Verfügung
gestellt, das über
ein Paketvermittlungsdatennetzwerkelement verfügt, das wirksam mit mindestens
einem ersten und einem zweiten Basisstationssystem kommuniziert.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur drahtlosen Netzwerk-Handover-Steuerung
gemäß Anspruch
19 zur Verfügung gestellt.
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Dementsprechend
gibt es einen Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, das
netzwerkgesteuerte Handover in einem paketvermittelten digitalen
drahtlosen System ermöglicht.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 stellt
ein Blockdiagramm eines Beispiels eines Systems dar, das netzwerkgesteuerte Handover
in einem paketvermittelten digitalen Telekommunikationssystem gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung einsetzt [MSC steht für Funkvermittlungsstelle, wir
sollten einen anderen Ausdruck für
das finden, was in der Abbildung als MSC bezeichnet wird].
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2 ist
ein Flussdiagramm, das ein Beispiel einer Nachrichtenvermittlung
in dem in 1 gezeigten System gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Basisstationssystems mit
einer Steuerung eines Handovers von gemeinsam verwendeten Ressourcen
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das den Betrieb eines Beispiels der Vorrichtung
von 3 darstellt.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das einen Sitzungsaufbau gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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6 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren eines netzwerkgesteuerten Handovers
in einem paketvermittelten Telekommunikationssystem basierend auf
einer Überlastungsbestimmung
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das ein Beispiel des Verfahrens eines netzwerkgesteuerten Handovers
in einem paketvermittelten Telekommunikationssystem basierend auf
der Bestimmung, welche neuen gemeinsam verwendeten Ressourcen durch
eine Mobileinheit benötigt
werden, gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung darstellt.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Im
Allgemeinen steuern ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermöglichen
eines netzwerkgesteuerten Handovers in einem drahtlosen Netzwerk,
das Paketvermittlung und eine Verwendung von gemeinsam verwendeten
Ressourcen, wie zum Beispiel Zeitschlitze, einsetzt, und ein Netzwerkelement,
wie zum Beispiel ein Basisstationssystem, zur Verfügung stellt,
ein Handover einer Mobileinheit durch Bereitstellen von Paket-Routing
für eine
Mehrzahl von Mobileinheiten, um ein Handover von mindestens einer
Mobileinheit zu ermöglichen.
Das Basisstationssystem setzt ein Speicherelement, wie zum Beispiel
eine Datenbank oder einen anderen geeigneten Speicher, das gespeicherte
Funkressourcenerfordernisdaten, wie zum Beispiel PDP-Kontextinformationen,
enthält,
auf einer pro Mobileinheit-Basis ein. Dadurch, dass das Paket-Routing,
die Speicherung und die Unterhaltung von gemeinsam-verwendeten-Funkressourcen-Erfordernisdaten
auf der Basisstationssystemstufe in einem Netzwerk gespeichert sind,
können
netzwerkgesteuerte Handover ohne die Steuerung des paketvermittelten
Netzwerkelementes, das dem Basisstationssystem Pakete zur Verfügung stellt,
stattfinden.
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In
einer Ausführungsform
umfasst eine Steuervorrichtung für
ein Handover in einem drahtlosen Netzwerk, wie zum Beispiel die
in einem Basisstationssystem oder einem anderen geeigneten Netzwerkelement
eingesetzte, eine Steuerung gemeinsam verwendeter Funkressourcen,
die wirksam ist, um zur Verfügung
stehende gemeinsam verwendete Ressourcen zu verfolgen, wie zum Beispiel
Frequenzen, Zeitschlitze, Codes oder andere Funkressourcen, die von
Mobileinheiten gemein sam verwendet werden, und umfasst außerdem eine
Paket-Handover-Steuerung.
Die Paket-Handover-Steuerung steht in einer wirksamen Kommunikation
mit der Steuerung der gemeinsam verwendeten Funkressourcen und stellt
ein Paket-Routing von Datenpaketen zur Verfügung, die von dem Paketvermittlungsnetzwerk
empfangen werden. Das Paket-Routing wird modifiziert, sodass das
Paketvermittlungsnetzwerk eine Mobileinrichtung für ein Basisstationssystem
führt,
und die Steuerung der gemeinsam verwendeten Funkressourcen, wie
zum Beispiel ein BSS, die Abschätzungen
empfängt,
die der Identifizierer für
einen Kontext für
eine Mobileinrichtung in dem Paket enthält (zum Beispiel Kontext ID),
und das Paket zu der geeigneten Zelle basierend auf einer Kontext
ID/Zellen-Referenztabelle oder einem anderen Mechanismus führt. Dies
wird auf einer pro Mobileinrichtung-Basis durchgeführt. Die
Pakete werden zu dem BSS geführt,
das die Mobileinrichtung versorgt. Der Adressiermechanismus kann
auf einer Netzwerkadresse, wie zum Beispiel einer IP-Adresse, die auf
einen Kontext- oder Flussidentifizierer abgebildet ist, oder einem
Identifizierer basieren, der von einer IP-Adresse oder einer anderen
geeigneten Information abgeleitet wird. Zusätzlich umfassen das offenbarte
Verfahren und die offenbarte Vorrichtung ein Ermöglichen der Ressourcenzuordnung,
Freisetzung, Erzeugung und Löschung
von Paketdatenkontexten bei einem Zielbasisstationssystem, oder
einem anderen Netzwerkelement, und einem Quellenbasisstationssystem,
oder anderem Netzwerkelement. Das System und Verfahren handhaben
außerdem
die Ziel- und Quellennetzwerkelemente, um Handover zu Zwecken eines
Verkehrsmanagements unabhängig
von dem Paketvermittlungsnetzwerk durchzuführen.
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In
einer anderen Ausführungsform
speichert ein Paketvermittlungsdatennetzwerkelement, wie zum Beispiel
ein SGSN, oder ein anderes geeignetes Element, Daten, die Basisstationssystemidentifizierungsdaten
für Basisstationssysteme
darstellen, die durch das Paketvermittlungsdatennetzwerkelement versorgt
werden. Zusätzlich
werden außerdem
Daten gespeichert, die andere Paketvermittlungsdatennetzwerkelemente
für andere
Basisstationssysteme darstellen, die an solchen Basisstationssystemen
angrenzen, die durch Paketvermittlungsdatennetzwerkelemente versorgt
werden. Ein Paketvermittlungsdatennetzwerkelement führt dann,
basierend auf den gespeicherten Basisstationssystemidentifizierungsdaten
und den gespeicherten Paketvermittlungsdatennetzwerkelementidentifizierungsdaten,
Nachrichten zu einem geeigneten Basisstationssystem oder einem anderen
Paketvermittlungsdatennetzwerkelement.
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1 stellt
ein Beispiel eines digitalen drahtlosen Systems 10 dar,
das über
ein Paketvermittlungsnetzwerk 11 verfügt, das über ein oder mehrere Paketvermittlungsnetzwerkelemente 12 verfügt, die in
einer wirksamen Kommunikation mit einem Funkressourcennetzwerksteuerungselement,
wie zum Beispiel einem ersten Basisstationssystem 14 mit
einer Steuerung eines Handovers gemeinsam verwendeter Ressourcen,
und einem zweiten Basisstationssystem 16 mit einer Steuerung
eines Handovers gemeinsam verwendeter Ressourcen steht. Lediglich
zu Darstellungszwecken wird die Erfindung unter Bezug auf ein GPRS-System
beschrieben. Es ist jedoch klar, dass die Erfindung auf jedes beliebige geeignete
drahtlose Kommunikationssystem anwendbar ist, das über eine
Paketvermittlung verfügt. Das
Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 kann, wenn erforderlich,
wirksam mit einem Gateway GPRS (GGSN)-Unterstützungsknoten 18 verknüpft sein.
Das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 kann außerdem,
durch eine Funkvermittlungsstelle 22 und einen Transcoder 24,
der Sprache, die in einem Format codiert ist, das zur Übertragung über Funk
geeignet ist (zum Beispiel volle Rate, halbe Rate, adaptive Mehrrate),
in Sprache übersetzt,
die für eine Übertragung über ein öffentliches
Telefonnetz (PSTN) (zum Beispiel A-Gesetz PCM) geeignet ist, an
ein öffentliches
Telefonnetz 20 gekoppelt sein, wie dem Fachmann auf dem
Gebiet bekannt ist. Das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 kann
zum Beispiel ein SGSN oder ein beliebiges anderes geeignetes Paketvermittlungsnetzwerkelement
sein.
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Die
Basisstationssysteme 14 und 16 sind in dieser
Ausführungsform
Teil eines Funktelefonsystems, das im Allgemeinen bei 26 angezeigt
wird. Im Allgemeinen findet ein Handover einer Mobileinheit 28 von
dem ersten Basisstationssystem 14 zu dem zweiten Basisstationssystem 16 statt,
wenn die Mobileinheit 28 eine Versorgungsbereichsgrenze 30 überquert
oder ihr nahe genug kommt. Die Mobileinheit 28 kann jede
beliebige geeignete Kommunikationseinheit, Softwareanwendung, oder
andere Funktionseinheit sein, die mit einem Basisstationssystem über eine
drahtlose Verbindung 32 kommuniziert. Der Pfeil 34 zeigt
die Richtung der Bewegung der Mobileinheit 28 über einen
Rand in einen Versorgungsbereich, zum Beispiel von einer Zelle zu
einer anderen Zelle, an.
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Wie
dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist, kann der Gateway-Unterstützungsknoten 18 (GGSN)
in geeigneter Weise durch eine Verbindung 36 mit dem SGSN 12 verbunden
sein. Genauso ist das Paketvermittlungsnetzwerk 11 durch
die Verbindung 38 an den Transcoder 24 gekoppelt
und der Transco der 24 durch die Verbindung 40 an
die MSC 22 gekoppelt und die MSC 22 durch die
Verbindung 42 an das PSTN 20 gekoppelt.
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Das
Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 ist durch die Verbindung 44 wirksam
an das erste Basisstationssystem 14 gekoppelt, wobei paketierte
Daten, wie zum Beispiel Echtzeit, Audio, Video, Sprache, Daten oder
andere Informationen, auf einer paketierten Basis kommuniziert werden.
Das zweite Basisstationssystem 16 mit einer Steuerung eines
Handovers gemeinsam verwendeter Ressourcen ist außerdem durch
die Verbindung 46 mit dem Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 verbunden.
Wenn erforderlich, kann außerdem
eine direkte Kommunikationsverbindung 48 zwischen dem ersten
Basisstationssystem 14 und dem zweiten Basisstationssystem 16 verwendet
werden.
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Das
erste Basisstationssystem 14 mit einer Steuerung eines
Handovers gemeinsam verwendeter Ressourcen empfängt paketvermittelte Daten
von dem Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 über die Verbindung 44.
Das erste Basisstationssystem 14 stellt der Mobileinheit 28 ein
Basisstationssystemsteuerungs-Handover zur Verfügung, durch Bereitstellen von
Paket-Routing für
eine oder mehr Mobileinheiten, um ein Handover der Mobileinheit
von einer Zelle zu einer anderen zu ermöglichen. Dementsprechend wird
Paket-Routing durch das Basisstationssystem durchgeführt, im
Gegensatz zu dem Paketvermittlungsnetzwerk. Das BSS bestimmt die
Zelle der Mobileinrichtung, für
die ein beliebiges gegebenes Paket vorgesehen ist, und führt es dann
zur Übertragung
in die geeignete Zelle. Das BSS unterhält eine Datenbank von Mobileinrichtungen
auf gemeinsam verwendeten Kanälen
und unterhält
eine Tabelle darüber,
welche Mobileinrichtungen (auf einer pro Kontext-ID-Basis) sich
in welchen Zellen befinden und führt
das Paket, basierend auf der Kontext-ID in dem Paket zu der geeigneten
Zelle. Daher braucht der SGSN die Zellen-ID nicht zu akkumulieren
oder zu senden, sondern braucht nur das richtige Paket zu dem richtigen
BSS zu führen,
wie zum Beispiel durch eine Referenztabelle, die eine Kontext-ID einer
gegebenen Mobileinrichtung und das verknüpfte BSS für diese Kontext-ID identifiziert,
wie durch Standard-Mobilitätserfordernisverfahren
bestimmt. Das erste Basisstationssystem 14 und das zweite Basisstationssystem 16 verfügen über im Wesentlichen
identische Komponenten. Daher werden die nachfolgenden Beschreibungen
mit Bezug auf das erste Basisstationssystem 14 vorgenommen;
sie sind jedoch genauso auf das zweite Basisstationssystem 16 anwendbar.
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Es
wird auf 2 Bezug genommen, darin umfasst
ein Verfahren zum Bereitstellen einer drahtlosen Netzwerk-Handover-Steuerung
für das
System von 1 ein Erzeugen einer Quellenbasisstationssystem-Handover-gemeinsam-verwendete-Ressourcen-Abfrage
an ein Zielbasisstationssystem, wie in dem Block 200 gezeigt.
Zu darstellerischen Zwecken, und ohne darauf begrenzt zu sein, wird
das erste Basisstationssystem 14 als die Quellenbasisstation
und das zweite Basisstationssystem 16 als die Zielbasisstation
betrachtet. Die Einrichtung einer Signalisierverbindung zwischen
dem Quellen- und dem potentiellen Zielbasisstationssystem kann durch
Verwenden einer physikalischen Verbindung, wie zum Beispiel der
direkten Kommunikationsverbindung 48, zwischen dem Quellen-BSS
und dem Ziel-BSS, oder durch eine logische Verbindung, die ein oder
mehrere Netzwerkelemente, wie zum Beispiel ein BSS, SCSN und GGSN durchqueren,
durchgeführt
werden. In dieser Ausführungsform
wird das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 so betrachtet,
dass es über
ein einzelnes Paketvermittlungsnetzwerkelement verfügt, wie
zum Beispiel einen SGSN. In dieser Ausführungsform speichert das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 eine
Tabelle, die zum Beispiel Daten einschließt, die Basisstationssysteme
darstellen, zusammen mit Basisstationssystemidentifizierungsdaten
für entweder
solche Basisstationen, die durch den SGSN (zum Beispiel das BSS 14 und 16)
versorgt werden, oder für
Basisstationssysteme, die an ein oder mehrere Basisstationssysteme
angrenzen, die durch den SGSN versorgt werden. Als solches speichert
das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 Daten, die Basisstationssystemidentifizierungen
für Basisstationssysteme
darstellen, die durch das Paketvermittlungsdatennetzwerkelement
versorgt werden, und speichert Daten, die andere Paketvermittlungsdatennetzwerkelementidentifizierungsdaten
darstellen, wie zum Beispiel für
Basisstationssysteme, die an solche Basisstationssysteme angrenzen,
die durch das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 versorgt
werden. Nach einem Empfangen eines Paketes mit einem Basisstationssystemidentifizierer
als der Zielstation von einem Quellen-BSS über die Verbindung 44,
leitet das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 das Paket
an das Ziel-BSS weiter, wenn es ein BSS in der Tabelle ist, die
anzeigt, dass es das Ziel-BSS versorgt. Andernfalls leitet das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 das
Paket an ein anderes geeignetes Paketvermittlungsdatennetzwerkelement
weiter, das das Ziel-BSS versorgt, das durch den BSS-Identifizierer in
dem Paket identifiziert wird. Die durch das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 gespeicherte
Tabelle kann zum Beispiel in der Form einer Routing-Tabelle vorliegen,
die verwendet wird, um zu bestimmen, ob das Ziel-Basisstationssystem
durch das Paketvermittlungsdatennetzwerkelement versorgt wird, und
wenn nicht, die Paketdatenprotokolladresse (zum Beispiel eine Internetprotokolladresse)
des Paketvermittlungsnetzwerkelementes das Zielbasisstationssystem
versorgt. Alternativ kann die direkte Kommunikationsverbindung 48 als
ein Mechanismus für
ein direktes Basisstation-zu-Basisstation-Signalisieren zum Zwecke
eines Handovers verwendet werden.
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Jedes
Basisstationssystem 14 und 16 mit einer Steuerung
eines Handovers gemeinsam verwendeter Ressourcen, speichert Funkressourcenerfordernisdaten
auf einer pro Mobileinrichtung-Basis. Zum Beispiel werden Paketdatenprotokollkontexte (PDP
= Paketdatenprotokoll), wie zum Beispiel in der GPRS-Spezifizierung
Nr. 03.60 v 6.2.0 definiert, in einer Datenbank oder einem anderen
geeigneten Speicher, auf den durch die Basisstationssysteme 14 und 16 zugegriffen
werden kann, auf einer pro Mobileinrichtung-Basis gespeichert. Beispiele
von PDP-Kontexten für
Mobileinrichtungen können
zum Beispiel in der GPRS-Spezifizierung Nr. 03.60 v 6.2.0, Seite
81, gefunden werden. Die Kontexte werden durch das BSS dynamisch
aktualisiert, wenn sich Funkressourcenerfordernisse ändern. Die
gemeinsam-verwendeten-Funkressourcen-Erfordernisdaten
können
außerdem
zum Beispiel auf einer pro Gruppe-von-Mobileinheiten-Basis gespeichert
werden, wenn zum Beispiel Mobileinheiten in geeignete Gruppen gruppiert
sind. Obwohl die Basisstationssysteme 14 und 16 eine
Datenbank zur Speicherung der Funkressourcenerfordernisdaten auf
einer pro Mobileinheit-Basis umfassen kann, ist klar, dass eine
Datenbank an jedem geeigneten Standort für einen Zugriff durch ein geeignetes
Basisstati onssystem lokalisiert sein kann. Die Handover-gemeinsam-verwendete-Ressourcen-Abfrage
kann zum Beispiel eine Handover-Ressourcenabfragenachricht an eine
andere Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung,
wie zum Beispiel von dem ersten Basisstationssystem 14 zu
dem zweiten Basisstationssystem 16, sein. Diese Abfrage kann
in der Form von geeigneten CDMA-basierten Handover-Steuerpaketen
vorliegen. Die Handover-gemeinsam-verwendete-Ressourcen-Abfrage kann
Daten umfassen, die zum Beispiel darstellen, ob ein Zielbasisstationssystem über die
erforderlichen verfügbaren
Codes, Zeitschlitze und andere Ressourcen verfügt, um eine Mobileinheit unterzubringen,
die von einer Zelle zu einer anderen weitergereicht werden wird.
Die Handover-gemeinsam-verwendete-Ressourcen-Abfrage
kann viele Formen annehmen, die zum Beispiel eine einfache Abfrage
einschließen,
wobei die Abfrage erzeugt wird, um Daten zu enthalten, auf die durch
das Zielbasisstationssystem reagiert wird, wodurch die Fähigkeit
angezeigt wird, das angeforderte Handover zu unterstützen. Alternativ
kann eine implizierte Ressourcenzuordnungsabfrage verwendet werden,
die in der aktuellen Zuordnung der Ressourcen resultiert, die alle
oder vorbestimmte Untermengen des aktiven PDP-Kontextes sein können, um
das angeforderte Handover zu unterstützen. In dem Falle einer einfachen
Abfrage bestimmt das Quellen-BSS die ideale Zielzelle aus einer
Liste von Zielzellen, die abgefragt werden, und initiiert das Handover-Verfahren.
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Wie
in dem Block 202 gezeigt, erzeugt das Zielbasisstationssystem,
wie zum Beispiel das zweite Basisstationssystem 16, durch
ein Bewerten einer gemeinsam-verwendete-Ressourcen-Verfügbarkeits-Tabelle eine Handover-gemeinsam
verwendete Ressourcen-Antwort auf die Abfrage zurück zu dem Quellen-BSS,
die zum Beispiel anzeigt, ob es über geeignete
gemeinsam verwendete Ressourcen verfügt. Zum Beispiel kann das Zielbasisstationssystem anzeigen,
ob gemeinsam verwendete Ressourcen, wie zum Beispiel Codes und Zeitschlitze,
für verschiedene
Pakete der Mobileinheit zur Verfügung stehen,
die weitergereicht werden soll. Wie in dem Block 204 gezeigt,
umfasst der Prozess, nachdem die Handover-gemeinsam verwendete Ressourcenantwort
zu dem Quellenbasisstationssystem 14 passiert wurde, ein
Erzeugen, zum Beispiel durch das Quellenbasisstationssystem 14,
einer Paketdatenprotokollkontextaußerkraftsetzungsnachricht für das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12.
Um ein Handover für
irgend eine gegebene Mobileinheit durchzuführen, sollte sich das Basisstationssystem über alle
die aktiven Paketdatenprotokollkontexte einer Mobileinheit bewusst
sein, bevor es den Handover-Prozess initiieren kann. Die gespeicherten
gemeinsam-verwendeten-Funkressourcen-Erfordernisdaten, auch als
die PDP-Kontextinformation bezeichnet, können von jeder beliebigen geeigneten
Quelle erhalten werden, die das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12,
die Mobileinheit, oder eine beliebige andere geeignete Quelle umfassen.
In dem Falle, dass nicht alle PDP-Kontexte erfolgreich weitergereicht werden,
kann das Quellen-BSS den Abfrageprozess mit einem neuen Satz von
potentiellen Zielen wiederholen, den Handover-Versuch verzögern, oder
einen oder mehrere PDP-Kontexte
außer
Kraft setzen oder beenden und mit dem Handover fortfahren. Nachdem
das Quellen-BSS Antworten von einer Mehrzahl von Ziel-BSSs empfangen
hat, kann das Quellen-BSS die ideale Zielzelle bestimmen, an die
die Mobileinheit weitergereicht werden kann. Die ideale Zielzelle
kann zum Beispiel auf beste konventionelle Zellenalgorithmen basie ren
und kann zusätzlich
umfassen, ob alle PDP-Kontexte durch das Ziel-BSS unterstützt werden
können.
Nachdem das ideale Ziel-BSS durch das Quellen-BSS identifiziert
worden ist, benachrichtigt das Quellen-BSS das ideale Ziel-BSS und
informiert das Ziel-BSS, die erforderlichen Ressourcen im Vorgriff
auf das Handover zu reservieren.
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Wie
in dem Block 206 gezeigt, erzeugt das Quellen-BSS eine
Paketdatenprotokollkontextaußerkraftsetzungsnachricht,
die an das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 gesendet
wird, um anzuzeigen, dass alle mit der Mobileinheit verknüpften PDP-Kontexte
in einen Außerkraftsetzungszustand versetzt
werden sollen. Das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 puffert
jedes beliebige Downlink-Paket für
einen außerkraftgesetzten
PDP-Kontext, bis der PDP-Kontext aktiviert wird oder nachdem eine vorbestimmte
Zeit abgelaufen ist. Wie in dem Block 208 gezeigt, erzeugt
das Quellen-BSS dann einen Handover-Befehl an die Mobileinheit,
um der Mobileinheit zu befehlen, zu einer spezifischen Zielzelle zu
gehen. Wie in dem Block 210 gezeigt, erzeugt die Mobileinheit
dann eine Handover-Zugriffsanforderung und kommuniziert die Anforderung
an das Ziel-BSS, wie in dem Block 210 gezeigt. Wie in dem Block 212 gezeigt,
erzeugt das Ziel-BSS nach einem Erfassen eines Handovers von der
Mobileinheit eine Paketdatenprotokollkontextreaktivierungsnachricht an
das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12, um das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 anzufordern,
den mit der vorliegenden Mobileinheit verknüpften PDP-Kontext zu modifizieren
oder zu reaktivieren. Die angeforderten Modifikationen können eine oder
mehrere der folgenden Modifikationen umfassen: Modifikation der
Zelle, der Dienstqualität
für einen
oder mehrere PDP-Kontexte, Löschung
eines PDP- Kontextes,
der nicht unterstützt
werden kann, nachdem das Handover beendet ist, oder eine beliebige
andere geeignete Anforderung von Modifikationen. Zum Beispiel kann
das Handover nur auf eine Untermenge der PDP-Kontexte anwendbar
sein, was in der Löschung
der restlichen aktiven PDP-Kontexte resultiert.
Außerdem
informiert das Ziel-BSS nach einem Erfassen eines Handovers von
einer Mobileinheit das Quellen-BSS durch Bereitstellen einer Handover-Erfolgsanzeige-Nachricht über den
erfolgreichen Abschluss des Handovers. Alternativ kann das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 dem
Quellen-BSS, nachdem es den PDP-Kontext modifiziert und aktiviert
hat, anzeigen, dass der erfolgreiche Abschluss des Handovers stattgefunden
hat. Ein Bereitstellen der Handover-Erfolgsanzeige von dem Ziel-BSS
an das Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 und ein Bereitstellen
der Handover-Erfolgsanzeige von dem Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 an
das Quellen-BSS wird in den Blöcken 214 beziehungsweise 216 gezeigt
Nach dem erfolgreichen Handover gibt dann das Quellen-BSS alle Ressourcen
frei, die der Mobileinheit zugeordnet worden sind. Die der Mobileinheit
zugeordneten Ressourcen werden durch das Quellen-BSS typischerweise
nur nach einem Empfangen einer Benachrichtigung über ein erfolgreiches Handover
von dem Ziel-BSS freigegeben. Dies erlaubt der Mobilstation, im
Falle eines erfolglosen Handover-Versuches zu der Quelle zurückzukehren.
Außerdem
ist klar, dass, wenn Kommunikationen zwischen Paketvermittlungsdatenelementen
verwendet werden, der Quellen-SGSN dann als ein Anker für alle oder
einige der PDP-Kontexte
agieren kann.
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Es
wird auf 3 Bezug genommen, darin umfasst
ein Beispiel einer Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 eine Steuerung
gemeinsam verwendeter Funkressourcen 302, eine Paket-Handover-Steuerung 304 mit
dynamischen Handover-Funkressourcenerfordernisdatenaktualisierungsfähigkeiten,
einen Uplink/Downlink-Paket-Router 306 und den Speicher 308,
der die gemeinsam-verwendeten-Funkressourcen-Erfordernisdaten 309, gespeichert
auf einer pro versorgender-Mobileinrichtung-Basis, enthält. Die
Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 kann
zum Beispiel in dem ersten Basisstationssystem 14 und dem
zweiten Basisstationssystem 16 enthalten sein. Die Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 empfängt die
Paketdaten 310 von dem Paketvermittlungsdatennetzwerkelement über die
Verbindung 44. Die Paketdaten 310 umfassen eine
Kontext-ID für
jede Mobileinrichtung. Die Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 stellt die
Handover-Steuerpakete 312 zur Verfügung, die eine Zellen-ID, zu
der die Mobileinrichtung weiterzureichen ist, die Frequenz, den
Code, den Zeitschlitz, oder irgendwelche anderen geeigneten Daten,
die einen Zugriff durch die Mobileinrichtung zulassen, enthalten.
Zusätzlich
können
außerdem
konventionelle Verkehrspakete von der Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 ausgegeben
werden. Die Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 kann
unter Verwendung eines oder mehreren in geeigneter Weise programmierter
Computer, Verarbeitungssysteme, oder irgendeiner geeigneten Kombination
von Hardware, Software oder Firmware implementiert werden. Die Steuerung
gemeinsam verwendeter Funkressourcen 302 ist wirksam, um
verfügbare
gemeinsam verwendete Funkressourcen für jede Mobileinheit zu verfolgen,
die durch ein Basisstationssystem versorgt wird. Die Steuerung gemeinsam
verwendeter Funkressourcen 302 kann zum Beispiel ein Softwareprogramm
oder eine Kombination von Hardware, Software und/oder Firmware sein,
die zum Beispiel eine Tabelle von verfügbaren gemeinsam verwendeten
Ressourcen unterhält,
wie zum Beispiel Zeitschlitze, Frequenzen, Codes und beliebige andere
geeignete Funkressourcen, die durch eine Mehrzahl von Mobileinheiten
auf einer Paketbasis gemeinsam verwendet werden.
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Die
Paket-Handover-Steuerung 304 stellt Mobileinheiten, die
sie versorgt, ein Paket-Routing von empfangenen Datenpaketen zur
Verfügung,
um ein Handover von Mobileinheiten zu ermöglichen. Dadurch, dass die
Paket-Handover-Steuerung 304 ein Paket-Routing zur Verfügung stellt,
wird das Paket-Routing
von dem Paketvermittlungsnetzwerkelement 12 bewegt. Ein
Vorteil dieser Anordnung ist, dass das BSS Handover durchführen kann,
ohne den SGSN zu informieren. Mit Bezug auf Paket-Routing weiß die Paket-Handover-Steuerung 304,
zu welcher Zelle (wenn überhaupt)
eine gegebene Mobileinrichtung gehört und somit welche Pakete
zu welcher Zelle geführt
werden müssen
(die ID der Mobileinrichtung ist in dem Header eines jeden Paketes
lokalisiert).
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Zusätzlich aktualisiert
die Paket-Handover-Steuerung 304 die gemeinsam-verwendeten-Ressourcen-Erfordernisdaten 309 dynamisch, die
in dem Speicher 308 für
jede Mobileinrichtung gespeichert sind, wenn sich das Ressourcenerfordernis einer
Mobileinrichtung während
des Verlaufs ihrer Aktivierung ändert.
Die Funkressourcenerfordernisdaten können zum Beispiel die Zahl
von Codes, die von einer Mobileinrichtung benötigt werden, die Dienstqualitätserfordernisse
einer Mobileinrichtung, oder beliebige andere geeignete Funkressourcenerfordernisdaten
umfassen. Um zu bestimmen, ob die Funkressourcenerfordernisdaten
zu aktualisieren sind, bestimmt die Paket-Handover-Steuerung 304, ob Ände rungen
aufgrund einer Änderung
in dem Verkehr oder Änderungen
in den zur Verfügung
stehenden Ressourcen (zum Beispiel erhöhte oder verringerte Funkressourcen),
oder dadurch, dass die Mobileinrichtung eine Nachricht an den SGSN
sendet, um einen oder mehrere PDP-Kontexte für diese Mobileinrichtung zu
aktualisieren, erforderlich sind. Als solche dient die netzwerkbasierte
Paket-Handover-Steuerung 304 als eine Art von PDP-Kontextmanager.
Die Paket-Handover-Steuerung 304 kann
als ein Softwareprogramm implementiert sein, das durch eine geeignete
Verarbeitungseinheit ausgeführt
wird. Die Paket-Handover-Steuerung 304 erzeugt die Außerkraftsetzungs-
und/oder Aktivierungsbefehlsdaten 318, die die Aktivierung
oder Außerkraftsetzung der
Funkressourcenerfordernisdaten 309 für eine gegebene Mobileinheit
basierend auf Ressourcenerfordernissen der Mobileinheit und den
verfügbaren
gemeinsam verwendeten Ressourcen eines BSS beeinflusst. Zum Beispiel
enthält
ein mit einem gegebenen PDP-Kontext für eine gegebene Mobileinrichtung
verknüpftes
Feld Informationen, die anzeigen, ob der PDP-Kontext aufgrund einer
begrenzten Ressourcenverfügbarkeit
außer
Kraft gesetzt worden ist. Die Paket-Handover-Steuerung 304 erhält die Funkressourcenerfordernisdaten 309,
die die Außerkraftsetzungs-/Aktivierungsinformationen
enthalten, um Ressourcen für
Mobileinrichtungen dynamisch zu aktualisieren. Die Paket-Handover-Steuerung 304 erzeugt
außerdem
die Ressourcenverfügbarkeitsaktualisierungsdaten 322 an
die Steuerung gemeinsam verwendeter Funkressourcen 302,
so dass die Steuerung gemeinsam verwendeter Funkressourcen 302 den
Zustand verfügbarer
Ressourcen aktualisieren kann, nachdem die Paket-Handover-Steuerung 304 bestimmt
hat, welche gemeinsam verwendeten Ressourcen zur Verfügung stehen,
im Hinblick auf solche, die durch alle Mobileinheiten verwendet
werden, die versorgt werden. Die Steuerung gemeinsam verwendeter
Funkressourcen 302 erzeugt eine Ressourcenverfügbarkeit 324 für die Paket-Handover-Steuerung 304,
so dass die Paket-Handover-Steuerung 304 eine
Entscheidung treffen kann, ob die Handover für eine Verhandlung für zusätzliche Ressourcen
untergebracht werden kann. Die Paket-Handover-Steuerung 304 erzeugt
außerdem
die Mobileinheitssteuerdaten 326 und die Router-Steuerdaten 328.
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Die
Mobileinheitssteuerdaten 326 werden zu dem Paket-Router 306 geführt, wo
sie zur Übertragung
paketiert werden, um ein Handover der Mobileinheit zu steuern. Die
Mobileinheitsteuerdaten 326 umfassen die Handover-Steuerpakete 312.
Als ein Teil der Mobileinheitsteuerdaten 326 für die Paket-Handover-Steuerung 304 stellt
die Mobileinrichtung Informationen bezüglich der umgebenden Zelle zur
Verfügung,
wie zum Beispiel SSI, Bitfehlerraten und andere geeignete Daten,
die verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein Handover stattfinden
soll.
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Die
Paket-Handover-Steuerung 304 erzeugt die Router-Steuerdaten 328,
die zum Beispiel Paketdaten sein können, die in geeigneter Weise
durch die Paket-Handover-Steuerung 304 adressiert worden sind,
so dass die Paketdaten zu der geeigneten Zelle geführt werden,
wo die gewünschte
Mobileinrichtung lokalisiert ist.
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Obwohl
mit Bezug auf zwischen-BSS-artige Handover beschrieben, wie solche
zwischen BSS's die
mit verschiedenen BSS's
verknüpft
sind, ist klar, dass die offenbarte Vorrichtung und das offenbarte Verfahren
auch auf Intra-BSS's-Handover angewendet
werden können,
wie zum Beispiel zwi schen zwei oder mehr mit einem selben BSS verknüpften BTS's.
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Es
wird auf 3 und 4 Bezug
genommen, darin wird ein Flussdiagramm (4) eines Beispiels
des Betriebes der Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 gezeigt,
wobei die Vorrichtung 300 Mobileinrichtungsmessungsberichtdaten
in der Form von Paketdaten von dem Paketnetzwerk empfängt, um
eine Signalstärkenanzeige
von benachbarten Zellen zu bestimmen. Dies wird in dem Block 400 gezeigt.
Wie in dem Block 402 gezeigt, bestimmt die Vorrichtung,
ob es alternative Zellen gibt, die die Mobileinrichtung versorgen
können.
Wie in dem Block 404 gezeigt, berechnet die Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 gemeinsam-verwendete-Ressourcen-Erfordernisdaten 309, die
in dem Speicher 308 für
die gegebene Mobileinrichtung gespeichert werden. Wie in dem Block 406 gezeigt,
vergleicht die Paket-Handover-Steuerung 304 für jede Zielzelle
die Mobileinrichtungsfunkressourcenerfordernisdaten mit den gemeinsam-verwendeten-Paketressourcen-Verfügbarkeitsdaten
einer Zielzelle, um zu bestimmen, ob die Zielzelle die notwendigen
gemeinsam-verwendeten-Ressourcen-Erfordernisse
der weiterzureichenden Mobileinrichtung unterbringen kann. Die Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 kann
die Mobileinrichtungsfunkressourcenerfordernisdaten mit gemeinsam-verwendeten-Paketressourcen-Verfügbarkeitsdaten
einer Zielzelle auf einer statischen oder einer dynamischen Basis
vergleichen. Zum Beispiel betrachtet die Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 auf
einer statischen Basis nur aktuell zugeordnete Ressourcen. Die Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 führt außerdem den
Vergleich auf einer dynamischen Basis durch, wobei Verkehrsanforderungen
für gegebene
Ressourcen durch andere Mobileinheiten berücksichtigt werden, um zu bestimmen,
ob Mobileinrichtungen entfernt oder hinzugefügt werden können.
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Wie
in dem Block 408 gezeigt, priorisiert die Paket-Handover-Steuerung 304 Ziel-Handover-Zellen,
die irgend welche geeigneten Prioritätsregeln, die dem Fachmann
auf dem Gebiet bekannt sind, verwenden. Der Prozess umfasst ein
Bestimmen, ob die versorgende Zelle die beste Zelle ist, wie in
dem Block 410 gezeigt. Zum Beispiel, ob die versorgende Zelle
den höchsten
C/I hat, ob die versorgende Zelle die wenigsten Kontexte benötigt, die
außer
Kraft zu setzen sind, oder jedes andere geeignete Kriterium für die Mobileinrichtung.
Die beste Zelle kann auch über
eine Netzwerkperspektive verfügen,
die sowohl den Verkehr als auch die erforderlichen oder angeforderten
Kontexte von anderen Anwendern berücksichtigt. Die beste Zelle
kann von einer Systemperspektive und nicht nur von der individuellen
Mobileinrichtungsperspektive sein. Wenn sie es ist, findet kein Handover
statt. Wenn jedoch die versorgende Zelle nicht die beste Zelle ist,
umfasst der Prozess ein Bestimmen, ob die zur Verfügung stehenden
Ressourcen der besten Zelle die gleichen oder adäquate Ressourcen wie die von
der aktuellen Zelle für
die Mobileinrichtung sind, wie in dem Block 412 gezeigt.
Wenn die zur Verfügung
stehenden Ressourcen der Zielzelle nicht die selben sind wie die
zur Verfügung
stehenden gemeinsam verwendeten Ressourcen der versorgenden Zelle,
umfasst der Prozess, wie in dem Block 414 gezeigt, ein
Verhandeln mit der Mobileinheit, um Ressourcen für eine neue Zuordnung zu ändern (hinzuzufügen oder
zu verringern). Zum Beispiel, wenn sich eine Mobileinrichtung bewegt
und eine Zielzelle nicht alle die Softwareanwendungen unter bringen
kann, die eine digitale drahtlose Kommunikation erfordern, verhandelt
das Basisstationssystem mit der Mobileinheit, um zu bestimmen, ob eine
Anwendung den Betrieb für
eine Zeitperiode einstellen kann, oder alternativ wird, wenn die
Zielzelle über
zusätzliche
Ressourcen verfügt,
die die Mobileinheit verwenden möchte,
die Mobileinheit gefragt, ob zusätzliche
Ressourcen verwendet werden können.
Somit verhandelt das System zulässige
Mobileinrichtungsressourcen mit einem Zielzellennetzwerkelement
für eine
Mobileinheit, die für
ein Handover nach einer Zielzellenauswahl vorgesehen ist, durch entweder
ein Außerkraftsetzen
mindestens eines Teils eines PDP-Kontextes, der mit einer Mobileinrichtung
verknüpft
ist, ein Deaktivieren mindestens eines Teils eines PDP-Kontextes,
der mit einer Mobileinrichtung verknüpft ist, oder ein Reaktivieren
mindestens eines Teils eines außerkraftgesetzten PDP-Kontextes,
der mit einer Mobileinrichtung verknüpft ist, neu.
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Wie
in dem Block 416 gezeigt, fordert, nachdem die geeigneten
gemeinsam verwendeten Ressourcen bestimmt worden sind, das Quellenbasisstationssystem
eine ausgewählte
Zielzelle an, die gemeinsam verwendeten Ressourcen, die durch die Mobileinrichtung
gewünscht
werden, zuzuweisen. Wie in dem Block 418 gezeigt, umfasst
der Prozess ein Senden von Handover-Befehlspaketen von der Quelle
an die Mobileinheit, um die Mobileinheit zu informieren. Dies wird
zum Beispiel durch ein Senden der Befehlsdaten 318 an den
Router durchgeführt. Der
Router aktualisiert dann die Routing-Tabellendaten, die durch die Steuerung
gemeinsam verwendeter Funkressourcen 302 gesteuert werden.
Die Routing-Tabellenaktualisierungsdaten 329 dienen
als eine dynamische Rückkopplung,
um ein dynamisches Aktualisieren von Funkres sourcenerfordernisdaten
für Mobileinheiten
zuzulassen. Zum Beispiel informieren, wenn die Paket-Handover-Steuerung 304 bestimmt,
dass eine Funkressource für
einen gegebenen PDP-Kontext
verwendet werden wird, die Routing-Tabellenaktualisierungsdaten 329 die
Steuerung gemeinsam verwendeter Funkressourcen 302 darüber, welche
Funkressource nicht mehr (oder nun) zur Verfügung steht. Wie in dem Block 420 gezeigt,
umfasst der Prozess ein Aktualisieren der Funkressourcenerfordernisdaten 309 in
dem Speicher 308 basierend auf der Verhandlung. Dies wird durch
Senden der Ressourcenverfügbarkeitsaktualisierungsdaten 322 an
die Paket-Handover-Steuerung 304 durchgeführt, die
dann die Funkressourcenerfordernisdaten 309 basierend auf
den Routing-Tabellenaktualisierungsdaten 329 aktualisiert.
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Dementsprechend
bestimmt die Paket-Handover-Steuerung 304 eine am meisten
geeignete Zielzelle für
eine Mobileinheit basierend auf gespeicherten Funkressourcenerfordernisdaten.
Die Paket-Handover-Steuerung 304 verhandelt zulässige Mobileinheitsressourcen
mit einem Zielzellennetzwerkelement, wie zum Beispiel einem Basisstationssystem,
für eine
Mobileinheit, die für
ein Handover nach einer Zielzellenauswahl vorgesehen ist, basierend
auf gespeicherten Funkressourcenerfordernisdaten neu. Als solche
kann, nachdem eine anfängliche
Sitzung begonnen hat, eine Neuverhandlung von Ressourcen durch netzwerkgesteuerte
Handover-Mechanimen ohne die Intervention des Paketvermittlungsdatennetzwerkelementes 12 ermöglicht werden.
Die Paket-Handover-Steuerung 304 weist Funkressourcen
einer Mobileinheit neu zu, basierend auf den gespeicherten Funkressourcenerfordernisdaten 309,
die mit einer anderen Mobileinheit verknüpft sind, zum Beispiel kann
eine andere Mobileinrichtung zu sätzliche
Ressourcen benötigen,
einer weitergereichten Mobileinheit kann eine gemeinsam verwendete
Ressource zugunsten einer Mobileinheit verweigert werden, die die
gemeinsam verwendete Ressource verwendet, oder alternativ, weist
die Paket-Handover-Steuerung 304 Funkressourcen neu zu,
um einer Mobileinheit zu gestatten, weitergereicht zu werden, um
zusätzliche
Ressourcen auf Kosten einer anderen Mobileinheit zu erhalten, die
dabei sein kann, die Zielzelle zu verlassen, oder die auf einer niedrigeren
Prioritätsstufe
ist, oder auf die Art von Information basiert, die kommuniziert
wird, wie zum Beispiel Echtzeitinformationen versus nicht realer Zeitdaten.
Die Neuzuweisung von Funkressourcen kann auf den Ressourcenerfordernisdaten
einer anderen Mobileinrichtung innerhalb der Zelle oder auf dem
Ressourcenerfordernis einer Mobileinrichtung außerhalb der Zelle basieren.
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5 stellt
ein Beispiel einer aktiven Sitzung zwischen einem Quellennetzwerkelement
und einer Mobileinheit gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung dar. Wie gezeigt, aktiviert das Netzwerkelement, wie
zum Beispiel ein Basisstationssystem, die Sitzung mit der Mobileinheit,
wie dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist und in dem Block 500 gezeigt wird.
Wie in dem Block 502 gezeigt, bestimmt das Basisstationssystem,
ob Ressourcen für
die Mobileinheit zur Verfügung
stehen, basierend auf den Funkressourcenerfordernisdaten 309,
die durch das Paketvermittlungsnetzwerk oder in dem Basisstationssystem
für die
gegebene Mobileinrichtung gespeichert sind. Wenn die Ressourcen
zur Verfügung stehen,
speichert das System die Ressourcenerfordernisdaten 309 in
der Datenbank, wie in dem Block 504 gezeigt. Das Basisstationssystem
ordnet dann die gemeinsam verwendeten Pa ketressourcen zu, wie durch
die Funkressourcenerfordernisdaten 309 vorgesehen, wie
in dem Block 506 gezeigt. Die Basisstation informiert dann
die Mobilvorrichtung darüber,
dass die erforderlichen gemeinsam verwendeten Paketressourcen zugeordnet
sind, wie in dem Block 508 gezeigt, und die Sitzung wird
dann fortgesetzt, um der Mobileinheit zu erlauben, Informationspakete zu
kommunizieren.
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6 stellt
ein Flussdiagramm dar, das ein Handover zeigt, basierend auf einer
erfassten Überlastung
durch ein Basisstationssystem oder durch ein anderes geeignetes
Netzwerkelement. Wie in dem Block 600 gezeigt, umfasst
der Prozess ein Bestimmen, ob ein überlastungsbasiertes Handover
für eine Mobileinrichtung
benötigt
wird. Dies wird zum Beispiel basierend auf Verkehrsdichteinformationen
bestimmt, die durch das BSS für
jede Zelle akkumuliert sind.
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7 stellt
ein Flussdiagramm dar, das ein Handover gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung zeigt, basierend auf einer Bestimmung, ob neue Ressourcen
durch eine Mobileinheit benötigt
werden. Wie in dem Block 700 gezeigt, umfasst der Prozess ein
Bestimmen, ob durch eine Mobileinheit neue Ressourcen benötigt werden,
basierend auf einer Aufforderung durch eine Mobileinheit für zusätzliche
gemeinsam verwendete Paketressourcen. Dies kann zum Beispiel getan
werden, wenn ein neuer PDP-Kontext für eine Mobileinrichtung aktiviert
wird und die aktuelle Zelle, in der eine Mobileinrichtung lokalisiert
ist, nicht über
genügend
Ressourcen für
diesen Kontext und alle die bereits aktiven Kontexte verfügt.
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Wie
beschrieben, erzeugt und empfängt
die Paket-Handover-Steuerung 304 Daten,
die zum Beispiel eine Handover-Ressourcenanforderungsnachricht an
eine andere Netz werk-Handover-Steuervorrichtung, eine Handover-Ressourcenantwortnachricht,
eine Handover-Anforderung eine Paketdatenprotokollkontextaußerkraftsetzungsnachricht
und eine Paketdatenprotokollkontextreaktivierungsnachricht darstellen,
die alle vorzugsweise paketierte Kommunikationen sind.
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Obwohl
nicht in 3 gezeigt, wo sich die Netzwerk-Handover-Steuervorrichtung 300 außerdem in
einem anderen Netzwerkelement befindet, wie zum Beispiel einem zusätzlichen
BSS, enthält
ein zweiter Speicher, auf den durch das zweite Netzwerkelement zugegriffen
werden kann, außerdem
die dynamisch aktualisierten Funkressourcenerfordernisdaten 309 für eine Mehrzahl
von Mobileinheiten, die durch das Netzwerkelement, wie zum Beispiel
ein Basisstationssystem versorgt werden. Dementsprechend umfasst
das zusätzliche
Basisstationssystem außerdem
eine Handover-Steuerung mit einer Steuerung gemeinsam verwendeter
Funkressourcen, die im Wesentlichen mit der unter Bezug auf 3 beschriebenen
identisch ist. Wo mehrere Paket-Handover-Steuerungen verwendet werden,
verhandeln sie zulässige
Mobileinheitsressourcen von einer Mobileinheit, die für ein Handover
nach einer Zielzellenauswahl vorgesehen ist, basierend auf den dynamisch
aktualisierten Funkressourcenerfordernisdaten 309 und einem
der Speicher neu. Außerdem
sind die Basisstationssysteme 14 und 16 Teil eines
digitalen RF-Kommunikationsnetzwerkelementes, das sowohl Paketvermittlungsformate
als auch Schaltungsvermittlungsformate zum Kommunizieren von Daten mit
einer Mehrzahl von Mobileinheiten verwendet.
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Dementsprechend
kann eine garantierte Dienstqualität für alle oder einen vorverhandelten Satz
von aktiven PDP-Kontexten
oder gemeinsam-verwendeten-Funkressourcen-Erfordernisdaten nach einem Abschluss
des Handovers zur Verfügung
gestellt werden. Da das Handover unabhängig von dem Paketvermittlungsnetzwerkelement
netzwerkgesteuert ist, kann eine minimale Unterbrechung in einem
Paketübertragungsempfang
während des
Handover-Prozesses ermöglicht
werden. Zusätzlich
kann ein Handover eine Untermenge oder eine Obermenge von PDP-Kontexten
umfassen. Zusätzlich
kann eine Neuverhandlung von Dienstqualitätskriterien während eines
Handovers zur Verfügung gestellt
werden, um eine Flexibilität
bei einem Verbessern einer Diensthandhabung in Reaktion auf zum
Beispiel Überlastungsdaten,
Verfügbarkeit
gemeinsam verwendeter Ressourcen und andere Kriterien zu erlauben.
Ein schnelleres Handover kann aufgrund der minimalen Beteiligung
des Paketvermittlungsnetzwerkelementes stattfinden. Dem Fachmann
auf dem Gebiet kommen außerdem
andere Vorteile in den Sinn.
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Es
ist klar, dass dem Fachmann auf dem Gebiet die Implementierung von
anderen Variationen und Modifikationen der Erfindung in ihren verschiedenen
Aspekten in den Sinn kommen und dass die Erfindung nicht durch die
beschriebenen spezifischen Ausführungsformen
begrenzt wird. Es ist daher vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung
jede beliebige und alle Modifikationen, Variationen, oder Äquivalente
abdeckt, die in dem Umfang der zugrundeliegenden Hauptprinzipien
liegen, die hierin offenbart und beansprucht werden.