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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Netzwerksystem und ein Verfahren
zur Steuerung der Bewegung einer Mobilstation zwischen unterschiedlichen Funkbereichen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
Druckschrift
WO 99/66740
A2 , die die Merkmale der Oberbegriffe der unabhängigen Ansprüche beschreibt,
offenbart ein Standortaktualisierungsverfahren und Zwischenkernnetzwerkinstanz-Weiterreichungsverfahren.
Im Einzelnen ist eine Standortaktualisierung während einer Weiterreichung
einer Mobilstation MS zwischen einer ersten RNC und einer zweiten
RNC beschrieben, so dass die Steuerung der MS von der ersten RNC
an die zweite RNC gewechselt wird.
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Die
Druckschrift
WO 00/54475 beschreibt eine
so genannte Multicast- bzw. Mehrpunktverbindung-Weiterreichung für ein mobiles
Internetprotokoll.
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein System der dritten Generation. Insbesondere
bezieht sich die Erfindung auf ein UMTS-Netzwerksystem und außerdem auf
das GSM-System und hauptsächlich
auf ein System, das aus einem GPRS-Kernnetzwerk besteht, welches über Iu-PS
mit dem GERAN ("GSM Edge
Radio Access Network":
GSM-Rand-Funkzugangsnetzwerk),
UTRAN ("UMTS Terrestrial
Radio Access Network":
Terrestrisches UMTS-Funkzugangsnetzwerk) oder IP-RAN verbunden ist.
Ein einfaches UMTS-Netzwerk umfasst eine Kernnetzwerk- (CN) Funktionalität, eine
Funknetzwerksteuerung- (RNC) Funktionalität und zumindest eine Basisstation
(BS).
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Die
CN-Funktionalität
kann zum Beispiel in einem Dienst-GPRS- ("General Packet Radio Service") Unterstützungsknoten
(SGSN) implementiert sein. Im Allgemeinen enthält ein GPRS-Unterstützungsknoten
(GSN) eine zur Unterstützung
von GPRS erforderliche Funktionalität. Bei einem PLMN ("Public Land Mobile
Network": öffentliches
landgestütztes
Mobilfunknetzwerk) kann es mehr als einen GSN geben. Der GSN kann
ein Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten
(GGSN) oder ein Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten
(SGSN) sein. Der GGSN stellt eine Gateway- bzw. Netzübergangsfunktionalität bereit,
das heißt,
er stellt eine Schnittstelle zu anderen Netzwerken bereit. Andererseits
ist der SGSN der Knoten, der eine Mobilstation (MS) bedient bzw.
versorgt.
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Die
SGSN- und die GGSN-Funktionalität kann
in dem gleichen physikalischen Knoten kombiniert sein, oder sie
können
sich in unterschiedlichen physikalischen Knoten befinden. SGSN und
GGSN enthalten eine IP-Routing-Funktionalität und können mit
IP-Routern bzw. -Vermittlungsknoten untereinander verbunden sein.
Der SGSN kann Standortinformationen an die Mobilvermittlungsstelle
(MSC) bzw. das Besucherstandortregister (VLR) senden.
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Die
RNC dient zum Bereitstellen einer Verbindung zwischen dem SGSN und
den Basisstationen, mit denen Mobilstationen verbunden sein können.
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Üblicherweise
enthält
ein Netzwerk eine Vielzahl von RNCs. Somit ist die RNC, die für eine bestimmte
Mobilstation Informationen steuert und enthält, wie etwa Sicherheitsparameter,
ausgehandelte Träger,
usw., eine so genannte Dienst-RNC (SRNC).
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Jede
RNC kann eine Vielzahl von Basisstationen steuern. Ein Routingbereich
(RA) enthält
eine Vielzahl von Basisstationen. Ein Routingbereich wird z.B. bei
einem SGSN-initiierten Funkruf in Bezug auf SGSN-Dienste verwendet.
Die Mobilstation aktualisiert ihren Standort gegenüber dem
SGSN auf der Routingbereichebene.
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Eine
Mobilstation kann zwischen unterschiedlichen Zellen umherwandern,
von denen jede von einer Basisstation gesteuert wird. Falls die
betroffenen Basisstationen von der gleichen RNC gesteuert werden,
gibt es keine Probleme. Wandert die Mobilstation jedoch zu einer
Zelle, die von einer Basisstation gesteuert wird, die mit einer
anderen RNC verbunden ist, ist eine SRNC-Verlagerung notwendig.
Insbesondere wenn die betroffenen RNCs von unterschiedlichen SGSNs
gesteuert werden, treten während
der Verlagerung Probleme auf. Es kann nämlich eine Irritation dahingehend
auftreten, welche Instanz die Mobilstation tatsächlich steuert.
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Ferner
kann es in Folge von unterschiedlichen Netzwerkkonfigurationen für die Mobilstation mitunter
schwierig sein, zu wissen, durch welche Mittel bzw. Wege sie ihren
Standort an den Instanzen aktualisieren muss.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Daher
besteht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe in einer Lösung der
vorstehend genannten Probleme.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch ein Netzwerksystem gemäß Anspruch 1 oder wahlweise
durch ein Verfahren gemäß Anspruch
15, eine Netzwerkinstanz gemäß Anspruch
29 oder durch eine Netzwerksteuervorrichtung gemäß Anspruch 32 gelöst.
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Gemäß der Erfindung
kann das vorstehende Problem daher durch eine Steuerung gelöst werden, um
das Senden von bestimmten Informationen zu vermeiden, die eine Irritation
verursachen können. Durch
eine derartige Steuerung kann nämlich
das Senden von bestimmten Informationen vollständig vermieden werden. Daher
kann eine Kernnetzwerk- (CN) Steuereinheit wie etwa ein SGSN (Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten)
nicht verwirrt werden, indem sie Informationen empfängt, die
nicht für
diese CN-Steuereinheit
bestimmt sind.
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Das
heißt,
dass durch das Netzwerksystem und das Verfahren gemäß der Erfindung
die Bewegung des mobilen Netzwerkelements zwischen zwei unterschiedlichen
Netzwerkinstanzen und auch Routingbereichen derart gesteuert werden
kann, dass keine Verwirrung in Folge eines Empfangs der Standortaktualisierungsinformation
von dem mobilen Netzwerkelement auftreten kann.
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Zusätzlich werden
die Funkressourcen optimiert, da unnötige Informationsnachrichten
vermieden werden. Das heißt,
dass eine Übertragung
der Informationen, die dem zweiten Netzwerksteuerelement zugewiesen
sind, unterdrückt
wird. Dies bedeutet, dass zum Beispiel die eine Standortaktualisierung
auslösenden
Informationen und die eigentliche Standortaktualisierung (und/oder
Routingbereichsaktualisierung) von der Mobilstation unterdrückt werden.
Somit wird die Verkehrslast auf dem Netzwerk und auf der Luftschnittstelle
reduziert.
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Es
kann der Typ von Informationen gesteuert werden, die von der zweiten
Netzwerksteuervorrichtung gesendet werden. Somit kann ein spezieller
Typ von Informationen gewählt
werden, dessen Versendung zu steuern ist. Das heißt, dass
nicht alle Informationen gesteuert werden, sonder nur ein bestimmter
Typ, der eine Irritation verursachen kann.
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Die
Steuerung eines Sendens der Informationen kann derart erfolgen,
dass es vermieden wird, dass die Informationen gesendet werden.
Das heißt, dass
die Informationen nicht gesendet werden, falls sie eine Irritation
verursachen können.
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Die
Standortinformation kann die Routingbereichskennung und/oder die
Standortbereichskennung sein.
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Die
Information, die von der zweiten Netzwerksteuervorrichtung gesendet
wird, kann eine Standortinformation sein. Die durch das Senden der Standortinformation
an das mobile Netwerkelement ausgelöste Standortaktualisierung
ist insbesondere der Grund, warum an der CN-Instanz eine Verwirrung auftreten
kann.
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Die
Information kann ein IP-Netzwerkpräfix oder eine Routerankündigung
sein.
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Die
erste und die zweite Netzwerksteuervorrichtung können Funknetzwerksteuerungen
(RNC) sein.
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Das
Netzwerksystem kann zusätzlich
eine zweite Hauptnetzwerksteuereinheit aufweisen, die der zweiten
Netzwerksteuervorrichtung zugeordnet ist.
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Die
erste Netzwerksteuervorrichtung kann mit zumindest einem Netzwerkelement
verbunden sein, über
das sie mit der Mobilstation verbunden sein kann. Auch die zweite
Netzwerksteuervorrichtung kann mit zumindest einem Netzwerkelement verbunden
sein, über
das sie mit der Mobilstation verbunden sein kann.
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Eine
Standortaktualisierung kann durch das Netzwerk durchgeführt werden.
Das heißt,
dass eine Bearbeitung bzw. Abwicklung der Standortaktualisierung
nicht durch die Mobilstation, sondern durch das Netzwerk durchgeführt wird.
Das heißt,
dass das Netzwerk ein Senden der Standortinformation durch die zweite
Netzwerksteuervorrichtung an die Mobilstation derart steuert, dass
die Mobilstation die Standortaktualisierung nicht startet.
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Die
Instanz, die das Senden der Information an die Mobilstation steuert,
kann eine Kernnetzwerkinstanz (z.B. ein SGSN oder ein Zugangsnetzwerkrouter
(ANR)) oder die erste Netzwerksteuervorrichtung sein.
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Außerdem kann
eine Kernnetzwerksteuerung der Verbindung an der ersten Kernnetzwerksteuereinheit
beibehalten werden, die der ersten Netzwerksteuervorrichtung zugeordnet
ist, nachdem die Steuerung der Verbindung von der ersten Netzwerksteuervorrichtung
an die zweite Netzwerksteuervorrichtung verschoben wurde.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die
Erfindung wird unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung leichter
verständlich
sein, bei der gilt:
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1 veranschaulicht
ein Netzwerksystem, das zwei Funkbereiche aufweist, die jeweils
von einer eigenen Funknetzwerksteuerung (RNC) gesteuert werden,
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2 veranschaulicht
das gemäß 1 gezeigte
Netzwerksystem, wobei ein erster SGSN verankert ist,
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3 veranschaulicht
das gemäß 1 gezeigte
Netzwerksystem, wobei eine Standortaktualisierung von einem SGSN
abgewickelt wird, ohne dass die MS eine Standortaktualisierung sendet,
und
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4 veranschaulicht
ein Beispiel, bei dem keine Standortaktualisierung, sondern eine
Bindungsaktualisierung von Mobile-IP Version 6 durchgeführt wird.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Im
Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung ausführlicher
beschrieben.
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Bei
einer dedizierten Funkverbindung steuert die Dienst-RNC (Funknetzwerksteuerung)
(SRNC) die an die MS (Mobilstation) gesendete Standortinformation,
die wiederum eine Standort- und/oder Routingbereichsaktualisierung
an der MS auslöst, wenn
sich der Bereich geändert
hat. Die SRNC muss immer eine Standortinformation senden, die zu
ihrem Steuerbereich gehört,
d.h. Zellen, die von ihr gesteuert werden und mit ihr verbunden
sind.
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Das
Problem bei vorgenannten Fällen
ist gemäß 1 beschrieben. 1 zeigt
zwei Routingbereiche RA1 und RA2. bei diesem Beispiel weist RA1 drei
Basisstationen BS1 bis BS3 auf, und weist RA2 drei Basisstationen
BS4 bis BS6 auf. Die Basisstationen BS1 bis BS3 von RA1 werden von
einer Funknetzwerksteuerung RNC1 gesteuert. Die Basisstationen BS4
bis BS6 von RA2 werden von einer Funknetzwerksteuerung RNC2 gesteuert.
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Außerdem kann
RNC1 von einem Dienst-GPRS- ("General
Packet Radio Service")
Unterstützungsknoten
SGS1 gesteuert werden, wohingegen RNC2 von einem Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten
SGSN2 gesteuert werden kann. Im Fall des so genannten Turboladerkonzepts
(Mehrpunkt-Iu) können
RNC1 und RNC2 sowohl von SGSN1 als auch von SGSN2 gesteuert werden.
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Bei
dem Beispiel gemäß 1 bewegt
sich eine Mobilstation MS von dem RNC1-Bereich RA1 zu dem RNC2-Bereich RA2. In dem
CN ("Core Network": Kernnetzwerk) hat
der SGSN1 die Verbindung gesteuert, wenn die MS einer Steuerung
von RNC1 unterlegen und an RA1 registriert war.
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Wie
gemäß 1 durch
die Kreise veranschaulicht, hat RNC1 vorher gesteuert, d.h. die
alte Steuerung vor der SRNC-Verlagerung durchgeführt, wohingegen RNC2 die neue
Steuerung nach der SRNC-Verlagerung durchführt. Der SGSN1 führt in beiden
Fällen
die CN-Steuerung durch.
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Bewegt
sich die MS zu dem Bereich der RNC2, führt das Netzwerk eine SRNC-Verlagerung durch.
Dies ist durch den Pfeil von der RNC1 zu der RNC2 angegeben. Es
kann vorkommen, dass in diesem Fall auch SGSN1 in SGSN2 geändert wird.
Daher muss die MS eine Routingbereichsaktualisierung (RAU) zu dem
SGSN2 durchführen,
um die Steuerung von dem SGSN zu ändern und möglicherweise MSC/VLR zu aktualisieren,
indem die kombinierte RAU durchgeführt wird. Diese wurde durch
die RNC2 ausgelöst,
wenn diese eine Standortinformation an die MS gesendet hat, welche
angibt, dass sich die MS unter RA2 befindet.
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Bei
diesem Beispiel wird der CN-Steuerpunkt jedoch nicht geändert, und
daher steuert nach wie vor SGSN1, auch nachdem die SRNC-Verlagerung
durchgeführt
ist. Dies ist gemäß 1 durch
die Verbindung zwischen dem SGSN1 und der RNC2 veranschaulicht.
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Bei
manchen Netzwerkkonfigurationen kann es sein, dass der SGSN1 nicht
den RA2 steuert. Es ist jedoch möglich,
Weiterreichungen für
die MS zu RNC2 und RA2 durchzuführen
und die Steuerung nach wie vor an dem SGSN1 beizubehalten. In diesem
Fall darf die RNC2 keinerlei Standortinformation senden, die angibt,
dass sich die MS unter RA2 befindet, weil die MS von SGSN1 gesteuert
wird.
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Bei
manchen Netzwerkkonfigurationen kann es sein, dass die SGSN1 den
RA2 steuert. In diesem Fall sollte die RNC2 keinerlei Standortinformation senden,
die angibt, dass sich die MS unter RA2 befindet, weil die MS von
SGSN1 gesteuert wird. Dies kann verwendet werden, um die Luftschnittstellenkapazität zu optimieren.
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Weiterhin
wird bemerkt, dass die RNC2 die Standortinformation auch über RNC1
an die MS senden kann.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
steuert das CN folglich das Senden der Standortinformation von der
RNC und gibt der SGSN1 in der SRNC-Verlagerung-Anforderungsnachricht an, dass keine
Standortinformation von der RNC2 an die Mobilstation MS zu senden
ist.
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Das
CN steuert das Senden der Standortinformation von der RNC. Bei dem
gemäß 1 beschriebenen
Fall gibt die SGSN1 in der SRNC-Verlagerung-Anforderungsnachricht
(die an RNC2 gesendet wird) an, dass keine Standortinformation an
MS gesendet wird.
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Es
wird bemerkt, dass die CN-Instanz (d.h. die SGSN1) an die Ziel-Netzwerksteuervorrichtung (die
eine RNC sein kann) angeben kann, dass "keine Standortinformation an die MS
gesendet werden soll, weil sie zu einer Standortaktualisierung führen wird, die
nicht erforderlich ist".
Dies ist deshalb so, weil die RNC-Verlagerungsvorgänge momentan immer die CN-Instanz(en)
einbeziehen.
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Nichtsdestotrotz
kann diese Angabe auch von der RNC1 oder von dem SGSN2 gesendet
werden. Es wird bemerkt, dass die SGSN2 nur existiert, wenn eine
SGSN-Änderung
(von SGSN1 an SGSN2) nebst der RNC-Verlagerung ausgeführt wird.
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Gemäß der Erfindung
kann demnach ein Fehlerfall vermieden werden, wenn die MS den Standort
aktualisiert.
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Ein
weiteres Beispiel, wo der Fehler im Speziellen auftritt, ist der
Fall, dass RNC1 von einem Dienst-GPRS- ("General
Packet Radio Service")
Unterstützungsknoten
SGNS1 gesteuert wird, wohingegen RNC2 von einem Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten
SGSN2 gesteuert wird. In diesem Fall wird die SGSN-Änderung
durchgeführt
und wird die Standortinformation erst danach an die Mobilstation
(MS) gesendet.
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Wenn
jedoch z.B. der SGSN in einem Fall nicht geändert wird, bei dem der SGSN
verankert ist, tritt der Fehlerfall auf, wenn die MS eine Standortaktualisierung
an das CN-Netzwerk sendet (wobei in diesem Fall die Standortaktualisierung
zu dem Anker-SGSN1 geht, der den neuen Standortbereich (RA2) nicht
steuert).
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Diese
Situation ist gemäß 2 veranschaulicht,
bei der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in 1 bezeichnen.
Gemäß 2 ist der
SGSN1 verankert und dient der SGSN2 als ein Weitergabe-SGSN. Das
heißt,
dass der SGSN1 die Verbindung zu der MS steuert, obwohl sie sich
in dem Bereich befindet, der normalerweise von dem SGSN2 gesteuert
wird. In diesem Fall dient der SGSN2 im Grunde nur zum Weiterleiten
einer entsprechenden Nachrichtenübermittlung
und Signalisierung zwischen der MS und dem Anker-SGSN1.
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Gemäß der Erfindung
wird dieses Problem wie vorstehend beschrieben gelöst, indem
die RNC2 angewiesen wird, dass sie die Standortinformation nicht
an die MS senden soll, die RA2 angibt. Dadurch wird die CN-Domäne (d.h.
der Anker-SGSN1) nicht durch die MS verwirrt, die sich eigentlich
in RA2 befindet, obwohl der SGSN1 normalerweise den RA1 steuert.
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Ein
zusätzliches
Beispiel ist in der Folge unter Bezugnahme auf 3 beschrieben,
bei der gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente wie in 1 bezeichnen.
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Bei
diesem Beispiel ist es möglich,
die Standortinformation in dem CN zu aktualisieren, ohne dass die
MS irgendeine Standortaktualisierung sendet. In diesem Fall verlagert
das Netzwerk die RNC und den SGSN (d.h. die von RNC2 und SGSN2 gesteuerten
Verbindung/en) und aktualisiert SGSN2 die Standortdatenbank von
der Standortinformation, die er von der RNC in dem SRNC-Verlagerungsvorgang
empfängt.
Danach gibt der SGSN2 an der MS nur an, dass deren aktueller Standort
der RA2 ist. Die MS aktualisiert das SIM ("Subscriber Identity Module": Teilnehmerkennungsmodul)
basierend auf dieser Nachricht. Ebenfalls in diesem Fall steuert
z.B. der SGSN2 das Senden der Standortinformation durch die RNC2
an die MS, damit die MS nicht die Standortaktualisierung startet,
weil die Standortaktualisierung von dem Netzwerk abgewickelt wird.
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Daher
werden insbesondere bei dem Beispiel gemäß 3 die Funkressourcen
optimiert, da keine unnötigen
Standortinformationsaktualisierungen übertragen werden, wodurch die
Last auf dem Netzwerk reduziert wird.
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Zusätzlich ist
es möglich,
dass einige andere Typen von CN-Instanzen in dem CN vorhanden sein können, die
einige andere Typen von Aktualisierungen anstelle der normalen RA-Aktualisierung
(Standortaktualisierung) wie für
das GPRS-Kernnetzwerk benötigen
können.
In diesem Fall sollte es möglich sein,
zu steuern, wann die Information im Fall der SRNC-Verlagerung z.B.
durch die neue RNC an die Mobilstation gesendet wird, sowie den
Typ der an die Mobilstation gesendeten Information zu steuern.
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Ein
Beispiel für
ein solches Kernnetzwerk (CN) ist ein Kernnetzwerk, das auf der
IP-basierten Mobilitätsverwaltung
basiert, nämlich
Mobilität
gemäß Mobile-IP
oder IP Version 6. Das CN besteht aus Zugangsnetzwerkroutern (ANR),
die z.B. einen IPv6-Mobilität-Agent
enthalten.
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Dies
ist gemäß 4 veranschaulicht,
wobei gleiche Bezugszeichen wie gemäß 1 verwendet gleiche
oder ähnliche
Elemente darstellen.
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Bei
dem gemäß 4 veranschaulichten Fall
wird gesteuert, wann z.B. die RNC die Information sendet. Außerdem sendet
die RNC eine Routerankündigungsnachricht
mit einem IP-Teilnetzwerkpräfix,
was angibt, dass die Mobilstation das IP-Teilnetzwerk gewechselt
hat, und führt
sie eine Bindungsaktualisierung gegenüber dem Kernnetwerk durch.
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Demnach
kann die Kernnetzwerkinstanz (d.h. der SGSN oder ANR) auch bei diesem
Beispiel durch die Nachrichten während
oder unverzüglich nach
einer Durchführung
einer RNC-Verlagerung verwirrt werden, ähnlich zu dem Fall einer Standortaktualisierung,
der mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben
ist. Deshalb wird gemäß der Erfindung ein
Senden dieser Nachrichten unterdrückt.
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Es
wird bemerkt, dass die Information von einer anderen Instanz des
Netzwerks gesendet werden kann, die dafür zuständig ist.
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Die
vorstehende Beschreibung und die begleitende Zeichnung veranschaulichen
die Erfindung nur anhand eines Beispiels. Daher kann das Ausführungsbeispiel
der Erfindung innerhalb des Umfangs der zugehörigen Ansprüche variieren.
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Zum
Beispiel kann die RNC als Alternative konfiguriert sein, alle CN-Domänen und
die Zellen zu kennen, die von diesen gesteuert werden. Das heißt, dass
z.B. die RNC1 in diesem Fall wissen würde, dass der SGSN1 Zellen
der Basisstationen BS1 bis BS3 steuert, und dass der SGSN2 Zellen
der Basisstationen BS4 bis BS6 steuert. Auf diese Weise würde die
RNC wissen, wann sie die Standortinformation senden kann oder nicht.
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Die
Erfindung ist auch auf Konzepte wie etwa Turbolader und die Trennung
von Steuerung und Transport anwendbar. Diese Konzepte ändern die eineindeutige
Entsprechung von RNC und CN-Domäne
(d.h. entweder MSC (mobile Vermittlungsstelle) oder SGSN). Das heißt, dass
jede beliebige CN-Domäne
mit jeder beliebigen RNC in dem gleichen PLMN (öffentlichen landgestützten Mobilfunknetzwerk)
verbunden sein kann. Kann die CN-Domäne verankert
oder nicht verankert werden, weist dieser Betrieb ein anderes Problem
auf, aber kann für diesen
Fall auch die gleiche Lösung
verwendet werden.
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Zurzeit
startet die MS immer die Standortaktualisierung. Es kann jedoch
möglich
sein, dass die Standortaktualisierung in dem Netzwerk ausgeführt wird,
ohne dass die MS den Vorgang startet. Ist das Netzwerk fähig, die
Standortaktualisierung zu starten, kann gemäß der Erfindung verhindert
werden, dass die Endgeräte
die Standortaktualisierung starten, wenn die MS eine Standortbereichsgrenze überquert
hat.