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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
ERFINDUNGSGEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der
drahtlosen Kommunikationen und insbesondere auf ein Verfahren zur
Durchführung
eines Handover zwischen zwei Zellen in einem paketvermittelten drahtlosen
System.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER
TECHNIK
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Seit
kurzem existiert im Telekommunikationsbereich der Trend, sich mehr
und mehr auf drahtlose Paketdaten-Kommunikationen anstatt auf drahtlose
leitungsvermittelte Kommunikationen zu konzentrieren. Mit dem enormen
Anstieg in der Anzahl der Internet-Benutzer und im Einsatz von Internet Protokollen
(IP) ist anzunehmen, dass es sehr bald mehr paketvermittelte Kommunikationen
als leitungsvermittelte Kommunikationen geben wird, die gegenwärtig im
zellularen Kommunikationsbereich dominieren.
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Hersteller
und Betreiber von zellularen Kommunikationssystemen suchen dementsprechend nach
Lösungen,
die wirkungsvoll für
die Integration ihrer vorhandenen leitungsvermittelten Dienste mit drahtlosen
paketvermittelten Diensten sind, und die zuverlässige und spektrums-effizientere
Verbindungen für
paketvermittelte Benutzer wie zum Beispiel Internet Benutzer bereitstellen
können.
Dieser Trend hat dazu geführt,
dass die Entwicklung verschiedener paketvermittelter Kommunikationssystemtypen blicht,
und eins der besser bekannten paketvermittelten zellularen Systeme
im Telekommunikationsbereich ist die Erweiterung des gegenwärtigen zellularen
GSM Kommunikationssystems (Global System for Mobile Communications),
genannt GPRS (General Paket Radio Service).
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GPRS
ist ein paketvermitteltes System, das die gleiche physikalische
Trägerstruktur
wie das gegenwärtige
zellulare GSM Kommunikationssystem verwendet, und das auf die Koexistenz
mit GSM eingerichtet ist und die gleiche Deckung bereitstellt. Die GPRS
Funkschnittstelle basiert also auf einem TDMA-strukturierten (TDMA
= Time Division Multiple Access) System mit 200 kHz Trägem, die
mit GMSK Modulation (GMSK = Gaussian Minimum Shift Keying) in acht
Zeitschlitze aufgeteilt sind. Das Multiplexing erfolgt derart, dass
mehrere Benutzer dem gleichen Zeitschlitz zugewiesen werden können und nur
dann Gebrauch von den Ressourcen machen, wenn Daten übertragen
werden müssen.
Einem einzelnen Benutzer können
ferner mehrere Zeitschlitze zugewiesen werden, um den Datendurchsatz
des Benutzers durch die Luft zu erhöhen.
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Die
GPRS Spezifikationen weisen eine Anzahl verschiedener Codiersysteme
zum Einsatz in Abhängigkeit
von der Qualität
des Funkträgers
auf. Mit GPRS werden Datenraten von weit über 100 kbps möglich sein.
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Ferner
wurde vor kurzem ein neuer Luftschnittstellen-Modus in GSM entwickelt,
von dem sowohl die Leitungsvermittlung als auch die Paketvermittlung
betroffen sind. Dieser neue Luftschnittstellen-Modus wird EDGE genannt
(EDGE = Enhanced Data Rates for Global Evolution), und seine Hauptmerkmale
sind neue Modulation- und Codiersysteme sowohl für paketvermittelte als auch
leitungsvermittelte Datenkommunikationen. Bei EDGE wie auch bei der
GMSK-Modulation (Gaussian Minimum Shift Keying), die heute sowohl
in der GPRS- als auch der GSM-Leitungsvermittlung zum Einsatz kommt,
wird eine 8PSK Modulation eingeführt
(8PSK = 8-Symbol Phase Shift Keying). In guten Funkumgebungen kann
diese Modulation den Benutzer mit höheren Datenraten als GMSK versorgen.
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Der
paketvermittelte Datenmodus mit EDGE Modulation wird EGPRS (Enhanced
GPRS) genannt, und der leitungsvermittelte Datenmodus mit EDGE Modulation
wird ECSD (Enhanced Circuit Switched Data) genannt. Mit EGPRS und
8PSK Modulation werden Datenraten von über 384 kbps möglich sein.
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Kürzliche
Entwicklungen, die sich auf ein anderes TDMA-basiertes zellulares
System – das
dem ANSI/136 Standard entsprechende, im Folgenden mit TDMA/136 bezeichnete
zellulare Kommunikationssystem – beziehen,
konzentrieren sich auf ein Paketdatensystem, das mit dem leitungsvermittelten TDMA/136
Modus integriert werden soll. Dieses Paketdatensystem wird ebenfalls
auf der neuen EDGE Technologie basieren, wie für die GPRS Erweiterung definiert.
Dies wird dann TDMA/136 Betreibern mit einem Paketdatenmodus ermöglichen,
Datenraten bis zu 384 kbps auf 200 kHz Trägem mit GMSK- und 8PSK-Modulation
bereitzustellen, wie für
EGPRS definiert.
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Während sich
die Entwicklung von zellularen Paketdaten-Kommunikationen in der
Vergangenheit mit der Entwicklung eines Systems befasste, das die Ressourcen
zur Übertragung
von Daten, die Verzögerungen
gegenüber
unempfindlich sind (oft als „Best
Effort" Daten bezeichnet),
effizient nutzt, verschiebt sich der Schwerpunkt zur Zeit auf die
gegenüber
Verzögerungen
empfindliche Übertragung
von Daten und auf Anforderungen für eine höhere Dienstgüte, wobei
das Hauptanwendungsgebiet Sprachkommunikationen sind.
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Während es
heutzutage unkompliziert ist, eine leitungsvermittelte Verbindung
für Sprachkommunikationen
einzurichten und zu warten, ist eine paketvermittelte Verbindung
herkömmlicherweise
für verzögerungs-unempfindliche
Daten konzipiert, und es ist deshalb nicht so einfach, eine paketvermittelte Verbindung
für Sprachkommunikationen
einzurichten und zu pflegen. In einem für „Best Effort" Daten konzipierten
Paketdatensystem müssen
verschiedene Änderungen
vorgenommen werden, bevor sein Einsatz in verzögerungs-empfindlichen Anwendungen, wie
zum Beispiel Sprachkommunikationen, möglich ist.
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Ein
wichtiger Bereich, in dem Änderungen vorgenommen
werden müssen,
ist die Weiterreichung (Handover) zwischen zwei Zellen, das heißt wenn
die Mobilstation (MS) aus irgendeinem Grunde eine Verbindung zu
einer anderen Zelle einrichten muss, die sich von der aktuell benutzten
Zelle unterscheidet.
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Im
aktuellen GPRS existiert kein Handover, nur eine erneute Zellenauswahl.
Handover bedeutet ein nahloser Übergang
von einer Zelle zu einer anderen während einer laufenden Datenübertragung.
In GPRS dagegen, bei der erneuten Auswahl einer Zelle, unterbricht
die Mobilstation die Verbindung mit der alten Zelle, bevor ihr neue
Ressourcen in der neuen Zelle zugewiesen werden. Dies ist vergleichbar
mit der Zellenauswahl im Leerlaufmodus in GSM.
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Die
Entscheidung der erneuten Zellenauswahl wird von der Mobilstation
getroffen. Die Mobilstation im Paketübertragungsmodus misst die
Signalstärke
auf ihrer eigenen Zelle und auf den Nachbarzellen. Der Ortungs-Algorithmus
befindet sich in der Mobilstation, das heißt, es werden keine Messungsberichte
an das Netz gesendet. Nachdem die Entscheidung, die Zelle zu wechseln,
getroffen wurde, hört
die Mobilstation auf, die alte Zelle abzuhorchen, und beginnt damit,
notwendige Systeminformationen in der neuen Zelle zu lesen. Dann
greift die Mobilstation auf die neue Zelle zu und sendet eine Zellen-Aktualisierung
an den SGSN (Serving GPRS Support Node). Der SGSN empfängt die
Zellen-Aktualisierung und entdeckt, dass bereits eine Paket-Abwärtsübertragung
im Gange ist. Der SGSN sendet eine „Flush" Nachricht mit den Adressen der bedienenden
Zelle und der Zielzelle und der Kennung der Mobilstation an die
PCU (Packet Control Unit), die für die
alte Zelle verantwortlich ist.
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Wenn
die PCU für
die Zielzelle verantwortlich ist, werden nicht bestätigte LLC
Frames (LLC = Logical Link Control) in eine Warteschlange in Richtung der
Zielzelle verschoben, und die PCU weist neue Ressourcen in der neuen
Zelle zu, und die Übertragung
wird erneut gestartet. Wenn die PCU nicht für die Zielzelle verantwortlich
ist, löscht
sie alle LLC Frames, die für
die betreffende Mobilstation bestimmt sind, und überlässt die erneute Übertragung
den höheren
Schichten. Dies wird im einzelnen beschrieben in GSM 04.60: „Digital
Cellular Telecommunications System (Phase 2+); General Packet Radio
Service (GPRS); Mobile Station (MS)-Base Station System (BSS) Interface;
Radio Link Control/Medium Access Control (RLC/MAC) Protocol, V.6.2.0" GSM 05.08: „Digital
Cellular Telecommunications System (Phase 2+); Radio Subsystem Link
Control, V.6.2.0" und
3G TS 23.060: „3rd
Generation Partnership Project; Technical Specification Group Services
and System Aspects; General Packet Radio Service (GPRS); Service
Description; Stage 2 V 3.2.1".
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Da
die Mobilstation aufhört,
die alte Zelle abzuhorchen, ohne dass ihr in der Zielzelle Ressourcen im
bestehenden GPRS zugewiesen wurden, unterbricht der Zellenwechsel
und die LLC Bewegungsprozedur im Paketübertragungsmodus die Übertragung
um ungefähr
1-5 Sekunden, je nachdem wie schnell die Mobilstation einen vollständigen Satz
von Systeminformation einholen kann. Diese Unterbrechungszeit überschreitet
beträchtlich
die Unterbrechungszeit-Vorgabe für
Sprache (100-150 ms).
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Im
aktuellen EGPRS gibt es einen Modus, in dem das Netzwerk die Neuauswahl
der Zelle steuern kann, obwohl auch in diesem Modus die laufende Übertragung
unterbrochen wird und in der neuen Zelle neu eingerichtet werden
muss. Dieser Modus ist im oben erwähnten GSM 04.60 beschrieben.
Um daher verzögerungs-empfindliche
Dienste in einem Paketdatensystem angemessen zu unterstützen, wird
eine Handover-Prozedur benötigt,
die im Voraus, wie im GSM zum Beispiel, Ressourcen zuweist.
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Zur
Bereitstellung eines nahtlosen Handover im GSM werden im Voraus
Ressourcen in der Zielzelle zugewiesen, bevor die Mobilstation die
alte Zelle verlasst. Im Handover-Befehl wird Information über die
Frequenz, den Zeitschlitz und die Ausgangsleistung gesendet, die
von der Mobilstation zu benutzen sind. Somit stehen der Mobilstation
in der Zielzelle garantiert Ressourcen zur Verfügung. Bei Empfang des Handover
Befehls greift die Mobilstation auf die Zielzelle zu und empfängt Timing
Advance Information vom Ziel BSS (Basisstationssystem). Das Handover
wird vom Netzwerk gesteuert, und die Mobilstation sendet fortlaufend
Messungsberichte (jede Sekunde zwei Berichte) auf dem SACCH Kanal (SACCH
= Slow Associated Control Channel).
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US Patent Nr. 5711003 A offenbart
ein Verfahren zur Durchführung
eines Handover zwischen zwei Zellen in einem zellularen TDMA Mobilfunknetz, mit
dem Sprachunterbrechung vermieden wird.
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In
der
WO-A-0163948 (Stand
der Technik nach Paragraph 54(3) EPC), die
US Patent 7054285B2 entspricht,
wird die Einführung
eines PSACCH (Packet SACCH) offenbart. Messungsberichte werden von
der Mobilstation an das Netz auf dem PSACCH in Aufwärtsrichtung
gesendet, und systembezogene Information, wie zum Beispiel Timing
Advance Wert und Leistungssteuerwerte, werden in Abwärtsrichtung übertragen.
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US Patent Nr. 5711003A gibt
eine Handover Prozedur in einem GSM System an und betont insbesondere,
dass der Handover Befehl einen Befehl für die Mobilstation, kein Zugriffs-Burst
an die neue Basisstation zu senden, enthalten sollte. Mit Hilfe
dieses Befehls und durch Bestimmen des Timing Advance durch die
Mobilstation kann eine kürzere
Unterbrechungszeit in der Prozedur erzielt werden. Dieser Verweis
ist nicht für
ein kombiniertes leitungs- und paketvermitteltes System bestimmt,
und es ist keine Handover Prozedur beschrieben, an der sowohl Sprach-
als auch paketvermittelte Kommunikation beteiligt sind.
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Die
EP-A-0699011 gibt
ebenfalls eine Handover Prozedur in einem Mobilfunksystem an, jedoch für ein leitungsvermitteltes
(TDMA) System. Es ist keine Handover Prozedur beschrieben, die an
ein paketvermitteltes System gerichtet ist, an der sowohl Sprach-
als auch paketvermittelte Kommunikation beteiligt sind.
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Die
WO-A-9815152 zeigt
eine Handover Prozedur in einem Mobilfunksystem für ein leitungsvermitteltes
(TDMA) System. Insbesondere bezieht sich dieser Verweis auf eine
neue Transcoder- und Ratenanpassungseinheit
(TRAU), die zwei Aufwärts- und
zwei Abwärtskanäle bereitstellt,
um ein verteiltes Handover zu bieten. Dieser Verweis bezieht sich auch
nur auf leitungsvermittelte Mobilfunksysteme, und es ist keine Paketvermittlung
beschrieben.
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Die
US Patentschrift 5940380A bezieht
sich ebenfalls nur auf ein leitungsvermitteltes System (siehe zum
Beispiel Spalte 1, Zeilen 16-46) und beschreibt im Detail, wie eine
Mobilstation Zeitschlitze in einem etablierten System benutzen kann.
Keine Handover Prozedur in einem paketvermittelten System ist beschrieben,
an der sowohl Sprach- als auch paketvermittelte Kommunikation beteiligt
sind.
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Die
EP-A-1045607 (Stand
der Technik nach Paragraph 54(3) EPC), wie die anderen Quellenangaben,
bezieht sich auf eine Handover Prozedur in einem Mobilfunksystem
für ein
leitungsvermitteltes (TDMA) System. Sie beschreibt im Detail, dass
die Handover Zeit dadurch verkürzt
werden kann, dass man der Zielbasisstation erlaubt, Systemsteuerungsinformationen
zu erwerben, bevor das eigentliche Handover stattfindet (siehe Zusammenfassung „vor einem
Wechsel"). Keine
Handover Prozedur ist beschrieben, die sich an ein paketvermitteltes
System richtet, an der sowohl Sprach- als auch paketvermittelte
Kommunikation beteiligt sind.
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ZUSAMMENFASSSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Handover Prozedur für den paketvermittelten
Bereich bereit, um verzögerungs-empfindliche
Dienste, wie Sprache über
IP (Voice over IP), angemessen zu unterstützen.
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Erfindungsgemäß ist ein
Verfahren zum Handover einer Mobilstation von einer bedienenden Basisstation
an eine Zielbasisstation in einem paketvermittelten drahtlosen Kommunikationssystem
vorgesehen, wie in Anspruch 1 definiert.
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In
der vorliegenden Erfindung, da gleich zu Anfang der Zielzelle Ressourcen
zugeordnet und zugeteilt werden, ist nicht erforderlich, dass die
Mobilstation den gemeinsamen Steuerkanal benutzt, der eine gemeinsame
Ressource für
alle Benutzer in der Zelle ist, um Zugriffsnachrichten an die Zielzelle
zu senden. Insbesondere werden Ressourcen in Aufwärts- und/oder
Abwärtsrichtung
zwischen der Mobilstation und der Basisstation zugeordnet, während die Verbindung
zwischen der Mobilstation und der bedienenden Basisstation aufrechterhalten
wird, so dass eine Mobilstation ihre Verbindung zum Netzwerk über die
Zielbasisstation in weitgehend nahtloser Weise neu einrichten kann,
ohne eine laufende Datenübertragungssitzung
durch die Verbindung zum Netzwerk über die bedienende Basisstation
zu unterbrechen. Die Datenübertragungssitzung
kann demzufolge eine zeitempfindliche Übertragung wie zum Beispiel
eine Sprachkommunikationssitzung, sein.
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Erfindungsgemäß ist das
Kommunikationssystem ein GPRS/EGPRS System, und die Mobilstation
benutzt einen Paketdatenkanal (PDCH) und zwar einen mit dem Paket
verbundenen Steuerkanal (PACCH), um auf die Zielzelle zuzugreifen.
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Gemäß eines
weiteres Aspekts der Erfindung benutzt die Mobilstation Teile eines
Verkehrskanals zum Übertragen
von notwendiger Information an das Netzwerk, um physikalische Parameter
zu berechnen. Ressourcen in der Zielzelle werden über die bedienende
Zelle zugeordnet und zugeteilt. Insbesondere erhält die Mobilstation notwendige
Information über
die neue Zelle, wobei die Mobilstation fähig ist, sofort Information
an das Netzwerk zu senden, ohne den gemeinsamen Steuerkanal zu benutzen, der
von allen Benutzern in einer Zelle gemeinsam benutzt wird.
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Die
oben genannten und weitere spezifische Merkmale, Ziele und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden für einen in der Technik bewanderten Fachmann
beim Lesen der ausführlichen
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ohne weiteres
erkenntlich sein.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In 1 ist
schematisch ein Zellenmuster in einem beispielhaften zellularen
Kommunikationssystem dargestellt;
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In 2 ist
schematisch die Architektur eines paketvermittelten Systems dargestellt;
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In 3 ist
eine Handover Prozedur für
ein leitungsvermitteltes System dargestellt; und
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In 4 ist
eine Handover Prozedur für
ein paketvermitteltes System gemäß einer
aktuell bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform dargestellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden soll die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ein
GPRS/EGPRS-basiertes zellulares Paketdaten Kommunikationssystem
und deren Erweiterungen beschrieben werden. Es versteht sich jedoch,
dass die Erfindung auch auf andere paketvermittelte drahtlose Systeme
anwendbar ist. In der Beschreibung der Erfindung werden Vergleiche mit
GSM, in der Darstellung eines leitungsvermittelten Kommunikationssystems,
angestellt.
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In 1 ist
schematisch ein Zellenmuster entsprechend eines leitungsvermittelten
GSM oder GPRS/EGPRS Kommunikationssystems dargestellt, das allgemein
mit Bezugsziffer 2 bezeichnet ist. In einem bestimmten
Bereich, das heißt
einer ersten Zelle ist typisch der Einsatz von Frequenzen geplant,
die in einem anderen Bereich, das heißt einer zweiten Zelle, wieder
benutzt werden, die entfernt von der ersten Zelle ist. Das Planen
von Frequenzen dient dem Zweck, genügend Wiederbenutzungsabstand
einzuführen,
so dass die Kommunikation auf zum Beispiel Frequenz F1 in einer
Zelle 4 nicht die Kommunikation auf der gleichen Frequenz F1 in
einer anderen Zelle 6 stört.
In 1 zum Beispiel ist eine theoretische 1/3 Wiederbenutzung
dargestellt, wobei Frequenzen F1, F2 und F3 gleichmäßig über einen
Deckungsbereich verteilt sind, und jede Frequenz einen Teilbereich oder
eine Zelle bedient. Die 1/3 Wiederbenutzung zeigt an, dass es drei
verschiedene Frequenzen gibt, die über den gesamten Deckungsbereich
verteilt sind. Die Frequenzen können
beliebig für
die Wiederbenutzung geplant werden, je nachdem wie viel Spektrum
zur Verfügung
steht. Die Frequenzverteilung kann auch innerhalb eines Systems
vorgenommen werden, zum Beispiel je nach Topologie und geografischen
Verhältnissen.
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In
einem anderen Einsatz eines GSM Kommunikationssystems werden auch
Zeitschlitz wiederbenutzt, um eine zweidimensionale Wiederbenutzung,
sowohl der Frequenz als auch der Zeit, zu erzielen. Diese Grundsätze sind
in
US Patent 6438115B1 beschrieben.
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Wiederum
mit Bezugnahme auf 1 ist eine Mobilfunkausrüstung, das
heißt
eine Mobilstation (MS) 10, in Kommunikation mit einer Basisstation (BS) 12 in
einer Zelle 16 dargestellt. Die MS kann fortlaufend Messungen
auf den umgebenden Basisstationen, zum Beispiel BS 14,
vornehmen, um einen BS Kandidaten zu finden, mit dem ein Handover durchgeführt werden
kann, wenn die bedienende Basisstation 12 in eine Situation
kommt, in der sie die Kommunikation nicht ausreichend aufrechterhalten kann.
Dies tritt zum Beispiel dann ein, wenn sich die Mobilstation von
einer bedienenden Basisstation 12 wegbewegt und sich einer
anderen Basisstation nähert.
Messungen können
dem Netzwerk über
die bedienende BS 12 gemeldet werden, und eine Handover
Entscheidung kann im Netzwerk getroffen werden. Die Messungsberichte
können
Signalstärke- oder
Qualitätsmessungen
wie BER (Bitfehlerrate) oder BLER (Blockfehlerrate) enthalten. Die
Mobilstation führt
die Messungen auf der Verbindung vom Netzwerk zur Mobilstation durch.
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In 2 ist
die Architektur eines paketvermittelten Systems wie einem GPRS dargestellt.
Informationspakete, die von einem externen Netzwerk 22 kommen,
treten an einem GGSN (Gateway GPRS Support Node) 24 in
das GPRS Netzwerk ein. Danach werden die Pakete vom GGSN 24 über das Backbone
Netzwerk 26 an einen SGSN 28 geroutet, der den
Bereich bedient, in dem die adressierte GPRS Mobilstation (36)
residiert. Vom SGSN werden die Pakete in einer dedizierten GPRS Übertragung an
das korrekte BSS (Basisstationssystem) 30 geroutet. Ein
GPRS Register kann, muss aber nicht, mit einem HLR (Home Location
Register) des GSM Systems integriert sein (Die HLR und GPRS Register sind
in 2 mit 32 bezeichnet). Teilnehmerdaten können zwischen
dem SGSN 28 und der MSC (Mobilfunkdienst Vermittlungszentrale) 34 ausgetauscht werden,
wobei die MSC an ein VLR (Visitor Location Register) gekoppelt sein
kann, um die Zusammenwirkung von Diensten, wie zum Beispiel eingeschränktes Roaming,
zu gestatten.
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In 3 ist
schematisch die Handover Prozedur 40 für ein leitungsvermitteltes
GSM System dargestellt. Das bedienende BSS 43 teilt der
MSC 41 mit, dass ein Handover benötigt wird (HO benötigt 61),
die MSC fordert ein Handover von dem Ziel BSS 44 an (HO
Anforderung 62) und das Ziel-BSS bestätigt die Anforderung (HO Req
Ack 63). Um ein nahtloses Handover im GSM zu gewährleisten,
werden Ressourcen in der Zielzelle im Voraus zugeordnet, bevor die
Mobilstation die alte Zelle verlässt.
Information über
die Frequenz, den Zeitschlitz und die Ausgangsleistung, die von
der Mobilstation benutzt werden sollten, wird im Handover Befehl
(HO Befehl 64, 65) von der MSC 41 an
die Mobilstation 42 über
das bedienende BSS 43 gesendet. Die Mobilstation hat somit
garantiert Ressourcen in der Zielzelle. Wie in 3 dargestellt,
wenn der Handover Befehl empfangen wird, greift die Mobilstation 42 auf
die Zielzelle (HO Zugriff 66) zu und empfängt „Timing
Advance" Information
vom Ziel BSS 44. Das Ziel BSS 44 benachrichtigt
die MSC 41, dass das Handover detektiert wurde (HO Detect 67),
und die Mobilstation sendet eine Handover abgeschlossen Nachricht
(HO fertig 68, 69) an die MSC über das Ziel BSS. Das Handover
wird vom Netzwerk gesteuert, und die Mobilstation sendet laufend
Messungsberichte (zwei Berichte jede Sekunde) auf dem SACCH (Slow
Associated Control Channel).
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In 4 ist
die Handover Prozedur 50 für den paketvermittelten Bereich,
insbesondere für
ein GPRS/EGPRS-basiertes Paketdaten-Kommunikationssystem gemäß einer
aktuell bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, dargestellt. In den folgenden Ausführungen
wird angenommen, dass das Netzwerk weiß, dass ein Handover vorgenommen
werden muss (dies kann zum Beispiel, wie oben beschrieben, unter
Einsatz des PSACCH (Packet SACCH) erfolgen, wobei das Netzwerk die
Handover Entscheidung auf Basis der Messungsberichte trifft, die
von der Mobilstation empfangen wurden), und dass die Zielzelle identifiziert
wurde.
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Wie
in 4 dargestellt, sendet das bedienende BSS 52,
das die Mobilstation 51 bedient, eine Paket Handover Anforderung
(PHO benötigt 71)
an den SGSN (Serving GPRS Support Node) 54, und der SGSN
fängt an,
mit dem Ziel BSS 56 Ressourcen zu verhandeln, um die QoS-Bedingung
(QoS = Dienstgüte)
für die
betroffenen Flüsse
zu erfüllen. Wenn
im Ziel BSS 56 Ressourcen entsprechend der Paket Handover
Anforderung (PHO Anforderung 72) zur Verfügung stehen,
wird ein „Paket
Handover akzeptiert" (PHO
Req akzeptiert 73) von dem Ziel BSS an den SGSN 54 gesendet.
Wenn die Handover Anforderung von dem neuen BSS 56 akzeptiert
wird, wird eine Kopie des BSS Kontexts (Der BSS Kontext enthält zum Beispiel
QoS Parameter wie Verzögerugs-
und Durchsatz-Bedingungen) in der bedienenden Zelle an die Zielzelle übertragen.
Nach erfolgreicher Durchführung
des Handover wird dann der BSS Kontext in der bedienenden Zelle
gelöscht.
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Wenn
Ressourcen in der Zielzelle zugeordnet werden (PHO Req accepted 73),
wird ein Paket Handover Befehl (PHO Cmd 74, 75)
vom SGSN über das
bedienende BSS 52 an die Mobilstation 51 gesendet.
Der Paket Handover Befehl könnte
die Frequenz, das BSIC, eine reduzierte Zuteilungsnachricht in Aufwärts- und/oder
eine reduzierte Zuteilungsnachricht in Abwärtsrichtung enthalten. Wenn der
Handover Befehl an der Mobilstation empfangen wird, stellt sich
die Mobilstation auf die Zielzelle ein. Bis zu diesem Zeitpunkt,
wie in 4 dargestellt, wird normaler Betrieb zwischen
der Mobilstation und der bedienenden Basisstation aufrechtbehalten,
so dass zum Beispiel eine laufende Datenübertragung zwischen der Mobilstation
und dem Netzwerk durch die bedienende Basisstation nicht unterbrochen
wird.
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Um
einen Timing Advance Wert zu erhalten, ist in dem Paket Handover
Befehl eine modifizierte Paketabfrage-Anforderung enthalten. Die
Mobilstation antwortet mit einer Paketsteuerbestätigung (Packet Control ack 76)
(gesendet in vier identischen Zugriffs-Bursts), die auf dem PACCH
mit der neuen Frequenz an die Zielbasisstation übertragen wird. Dem SGSN 54 wird
ein Paket Handover Detektiersignal (Packet HO Detect 77)
gesendet, woraufhin das Netzwerk eine Power Control/Timing Advance
Nachricht (Packet PC/TA 78) sendet, die ebenfalls auf dem PACCH
an die Mobilstation gesendet wird.
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Nachdem
die Mobilstation den Timing Advance Wert empfangen hat, kann die Übertragung
in der neuen Zelle wieder aufgenommen werden, das heißt, zwischen
der Mobilstation und dem Netzwerk wird über die Zielbasisstation der
normale Betrieb wieder eingerichtet, wie in 4 dargestellt.
In der neuen Zelle kann die Mobilstation Systeminformation und die
restlichen Teile der Paketnachrichten in Aufwärtsrichtung und/oder Abwärtsrichtung
erwerben.
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Durch
den Einsatz der oben beschriebenen Prozedur werden die Ressourcen
in der Zielzelle anfänglich über die
bedienende Zelle zugeteilt, und die Mobilstation braucht somit keine
Zugriffsnachrichten auf den Gemeinsamen Steuerkanal, dem PRACH (Packet
Random Access Channel) zu senden (das heißt einen oder zwei Phasenzugriffe
durchführen), bevor
die Übertragung
wieder gestartet wird.
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Allgemein
gesagt, stellt die vorliegende Erfindung eine Handover Prozedur
für paketvermittelte Kommunikationssysteme
bereit, die der in leitungsvermittelten Systemen verwendeten Prozedur ähnlich ist,
während
gleichzeitig soweit wie möglich
die im aktuellen EGPRS Standard vorgesehenen Nachrichten, zum Beispiel
Paketsteuerbestätigungs-
und PC/TA-Nachrichten, verwendet werden.
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Die
oben erwähnten
Nachrichten sind ferner im GSM 04.60 beschrieben.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen eines paketvermittelten
Kommunikationssystems beschrieben wurde, die den EGPRS/GSM Spezifikationen
entsprechen, wird darauf hingewiesen, dass die vorgestellten Lösungen gleichermaßen auf
jedes andere paketvermittelte Kommunikationssystem mit der gleichen
oder ähnlichen Struktur
und Funktionalität
angewendet werden können.
Die hier beschriebenen spezifischen Ausführungsformen sollten deshalb
als Beispiele, nicht als den Geltungsbereich der Erfindung einschränkend verstanden
werden, der durch den Geltungsbereich der folgenden Ansprüche definiert
ist.