DE60132213T2

DE60132213T2 - Verfahren, vorrichtung und computerprogramm zum verbindungsaufbau in einem packetorientierten drahtlosen netzwerk

Info

Publication number: DE60132213T2
Application number: DE60132213T
Authority: DE
Inventors: Peter A. McKinney BARANY; Chandra Sekhar Nepean Bontu; Shamim Akbar Nepean RAHMAN
Original assignee: Nortel Networks Ltd
Current assignee: Nortel Networks Ltd
Priority date: 2000-07-24
Filing date: 2001-07-24
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2021-07-25
Also published as: US7126939B2; EP1308058B1; WO2002009448A3; CN1444831A; CN1227926C; DE60132213D1; JP3946137B2; AU2001279004A1; JP2004505521A; US20020034166A1; WO2002009448A2; WO2002009448B1; EP1308058A2

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf paketbasierte Verbindungen in drahtlosen Netzwerken
Hintergrund
Mobilkommunikations-Systeme, wie zum Beispiel zellulare oder persönliche Kommunikationsdienst-(PCS-)Systeme bestehen aus einer Vielzahl von Zellen. Jede Zelle stellt eine Funk-Kommunikationszentrale bereit, in der eine mobile Einheit eine Verbindung mit einer anderen mobile Einheit oder einer drahtgebundenen Einheit aufbaut, die mit einem öffentlichen Fernsprech-Wählnetz (PSTN) verbunden ist. Jede Zelle schließt eine Funk-Basisstation ein, wobei jede Basisstation mit einer Basisstations-Steuerung oder Funkvermittlungsstelle verbunden ist, die die Verarbeitung von Anrufen oder Verbindungen zwischen oder unter mobilen Einheiten oder mobilen Einheiten und PSTN-Einheiten steuert.
Es gibt verschiedene drahtlose Protokolle zur Definition von Kommunikationen in einem Mobilnetzwerk. Ein derartiges Protokoll ist das Zeitmultiplex-Vielfachzugriff-(TDMA-)Protokoll, wie zum Beispiel die TIA/EIA-136-Norm, die von der Telecommunications Industry Association (TIA) bereitgestellt wurde. Bei der TIA/EIA-136-TDMA-Norm überträgt jeder Kanal einen Rahmen, der in sechs Zeitschlitze unterteilt ist, um mehrfache (3 bis 6) mobile Einheiten pro Kanal zu unterstützen. Andere TDMA-basierte Systeme schließen Kommunikations-Systeme nach der Global System for Mobile (GSM) Norm ein, die einen TDMA-Rahmen verwendet, der in acht Zeitschlitze (oder Bursts-Perioden) unterteilt ist.
Traditionelle sprachorientierte drahtlose Systeme, wie zum Beispiel die TIA/EIA-136- und GSM-TDMA-Systeme verwenden leitungsvermittelte Verbindungspfade, bei denen eine Leitung für die Dauer der Verbindung zwischen der mobilen Einheit und der Funkvermittlungsstelle belegt ist. Eine derartige Verbindung ist optimal für Kommunikationen, die relativ kontinuierlich sind, wie zum Beispiel Sprache. Daten-Netzwerke, wie zum Beispiel lokale Netzwerke (LANs), Weitbereichs-Netzwerke (WANs) und das Internet verwenden jedoch paketvermittelte Verbindungen, bei denen die Kommunikation zwischen Knoten auf einer Kommunikations-Verbindungsstrecke durch Datenpakete erfolgt. Jeder Knoten belegt die Kommunikations-Verbindungsstrecke lediglich solange, wie der Knoten Datenpakete senden oder empfangen muss. Mit der schnellen Zunahme der Anzahl von Zellularfunk-Teilnehmern in Verbindung mit der zunehmenden Popularität von Kommunikationen über Daten-Netzwerke, wie zum Beispiel Intranetze oder das Internet, wird eine paketvermittelte drahtlose Daten-Verbindung, die einen bequemen und effizienten Zugang an Daten-Netzwerke, elektronische Post, Datenbanken und andere Arten von Daten ergibt, wünschenswert.
Es wurden verschiedene paketvermittelte drahtlose Verbindungs-Protokolle vorgeschlagen, um effizientere Verbindungen zwischen einer mobilen Einheit und einem Daten-Netzwerk bereitzustellen. Ein derartiges Protokoll ist das General Packet Radio Service-(GPRS-)Protokoll, das vorhandene GSM-Systeme ergänzt. Eine weitere Technologie, die auf GPRS aufbaut, ist die Enhanced Data Rate for Global Evolution-(EDGE-)Technologie, die noch höhere Datenraten bietet. Die Verbesserung von GPRS durch EDGE wird als erweitertes GPRS (EGPRS) bezeichnet. Eine weitere Variation von EGPRS ist die EGPRS COMPACT-Technologie.
Die paketvermittelten drahtlosen Verbindungs-Protokolle ergeben einen effizienten Zugang an traditionelle Daten-Netzwerke, wie zum Beispiel das Internet, LANs, WANs und dergleichen. Eine zunehmende Verwendung derartiger Daten-Netzwerke dient für Sprache und andere Formen von Echtzeit- oder Datenstrom-Kommunikationen (wie zum Beispiel Video, Audio und Video, und so weiter). Es wurden verschiedene Protokolle definiert, um derartige Echtzeit- oder Datenstrom-Kommunikationen über die Daten-Netzwerke zu ermöglichen, die in vielen Fällen paketvermittelte Netzwerke sind. Ein populäres paketvermitteltes Netzwerk ist das Internet-Protokoll-(IP-)Netzwerk.
Um Verbindungen oder Anrufe über IP-Netzwerke aufzubauen, können das Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll (SIP), H.323 oder andere Arten von Mitteilungen verwendet werden. Sobald eine Verbindung aufgebaut ist, werden andere Kommunikations-Protokolle dazu verwendet, zuverlässige Echtzeit-Kommunikationen bereitzustellen. Derartige andere Protokolle schließen das Echtzeit-Protokoll (RTP), das Ressourcen-Reservierungs-Protokoll (RSVP) und andere ein. Aufgrund der relativ großen Größe typischer Mitteilungen, wie zum Beispiel von SIP-, RSVP-, oder H.323-Mitteilungen können jedoch unannehmbar große Verzögerungen eingeführt werden, wenn versucht wird, eine paketbasierte Anruf-Sitzung über ein drahtloses Netzwerk aufzubauen.
Ein Beispiel eines derartigen Verfahrens zum Aufbau eines Zuganges an ein Mobil-Telekommunikations-System ist in der europäischen Patentanmeldung 1005243 beschrieben. Das in dieser Anmeldung beschriebene Verfahren schließt die Schritte der Bereitstellung eines logischen Zugangs-Steuerkanals zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation; das Senden eines Kanal-Anforderungs-Signals auf dem logischen Zugangs-Steuerkanal von der Mobilstation an die Basisstation; die Umsetzung des logischen Zugangs-Steuerkanals auf zumindest einen physikalischen Kanal, der eine Mehr-Rahmen-Struktur aufweist, die aus einer Anzahl von Rahmen besteht; wobei die Anzahl von Rahmen in mehrere Funk-Blöcke unterteilt ist, die eine vorgegebene Anzahl von Zeitschlitzen umfassen und eine Verbindungszustands-Flagge (USF) in Funk-Blöcken in der Abwärtsstrecken-Richtung bereitstellen, die anzeigt, dass die folgende Gruppe von Zeitschlitzen (TS) in der Aufwärtsstrecken-Richtung Zugangszeit-Schlitze sind, die für Zugangs-Bursts verwendet werden; und der Auswahl der Zugangs-Bursts in einer zufälligen Zugangs-Prozedur; wobei ein erster Teil der Zugangs-Zeitschlitze ausschließlich für Prioritäts-Anwendungen mit strikten Verzögerungs-Anforderungen reserviert ist, während ein zweiter Teil der Zugangs-Zeitschlitze für alle Anwendungen reserviert ist.
Während sich drahtlose Netzwerke weiterentwickeln, besteht ein Bedarf an verbesserten Verfahren und Mechanismen, um Sprache und andere Formen von Echtzeit- oder Datenstrom-Kommunikationen über paketvermittelte drahtlose Netzwerke zu ermöglichen.
Zusammenfassung
Gemäß einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Aufbau einer Verbindung in einem drahtlosen Netzwerk geschaffen, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogramm-Produkt geschaffen, wie es im Anspruch 20 angegeben ist.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Mobilstation zur Verwendung in einem drahtlosen Kommunikations-System geschaffen, wie sie im Anspruch 29 angegeben ist.
Gemäß einem zusätzlichen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Funknetzwerk-Steuersystem geschaffen, wie es im Anspruch 33 angegeben ist.
Allgemein umfasst gemäß einer Ausführungsform ein Verfahren zur Bereitstellung einer Verbindung in einem drahtlosen Netzwerk das Senden einer Identifikation zur Identifikation der Verbindung oder des Anrufs als eine paketvermittelte Verbindung und die Kommunikation von Steuersignalisierung in Verkehrs-Kanälen des drahtlosen Netzwerkes, um die paketvermittelte Verbindung aufzubauen.
Einige Ausführungsformen der Erfindung können einen oder mehrere der folgenden Vorteile einschließen. Es wird ein effizienter Mechanismus zur Übermittlung einer Steuersignalisierung geschaffen, die mit paketvermittelten Verbindungen über ein drahtloses Netzwerk verbunden ist. Diese Effizienz ermöglicht einen relativ schnellen Verbindungs-Aufbau und eine schnelle Verbindungs-Auslösung. Durch Verringern der Dauer der Zeit, die für verschiedene Verbindungs- oder Anruf-Dienste erforderlich ist, wie zum Beispiel dem Verbindungs-Aufbau, die Verbindungs-Auslösung, und zusätzliche Dienste, wird die Bequemlichkeit für den Benutzer verbessert und es kann eine effizientere Nutzung der verfügbaren Bandbreite in einem drahtlosen Netzwerk geschaffen werden. Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der folgenden Beschreibung der Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines Kommunikations-Systems gemäß einer Ausführungsform.
2 zeigt die Zuordnung einer logischen Kanal-Kombination zur Übertragung von Steuer-Mitteilungen gemäß einer Ausführungsform.
3 ist ein Mitteilungs-Ablaufdiagramm zwischen einer Mobilstation und einer Funk-Netzwerk-Steuerung (RNC) zur Durchführung des Verbindungs-Aufbaus gemäß einer Ausführungsform.
4 ist ein Mitteilungs-Ablaufdiagramm einer Folge zur Auslösung einer Verbindungs-Sitzung gemäß einer Ausführungsform.
5 ist ein Mitteilungs-Ablaufdiagramm einer Folge zum Überführen einer Verbindung in einen Haltezustand gemäß einer Ausführungsform-
6 zeigt einen Paket-Daten-Verkehrs-Kanal (PDTCH) zur Übertragung von Verbindungssteuer-Signalisierung gemäß einer Ausführungsform.
7A–7C sind ein Mitteilungs-Ablaufdiagramm einer Verbindungs-Aufbau-Folge gemäß einer weiteren Ausführungsform.
8 ist ein Blockschaltbild der Komponenten des Kommunikations-Systems nach 1.
Ausführliche Beschreibung
In der folgenden Beschreibung sind vielfältige Einzelheiten angegeben, um ein Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Es ist jedoch für den Fachmann verständlich, dass die vorliegende Erfindung ohne diese Einzelheiten ausgeführt werden kann, und dass vielfältige Abänderungen oder Modifikationen der beschriebenen Ausführungsformen möglich sind.
Gemäß 1 schließt ein Mobil-Kommunikations-System 10, das ein zellulares oder ein persönliches Kommunikationsdienst-(PCS-)System sein kann, eine Vielzahl von Zellen 14 ein, die jeweils eine Basisstation 18 einschließen. Die Basisstationen 18 sind in der Lage, mit Mobilstationen 20 (beispielsweise Mobiltelefone, Mobilcomputer, persönliche digitale Assistenten oder andere Arten von mobilen Einheiten) über Funkfrequenz-(RF-)Träger 26 zu kommunzieren.
Gruppen von Basisstationen 18 sind mit entsprechenden Basisstations-Steuerungen (BSCs) 11 verbunden. Für paketvermittelte Kommunikationen stehen die BSCs 11 mit einem Datenverkehrs-Dienst-Knoten 35 in Wechselwirkung, der bei einer Ausführungsform einen Dienste bereitstellender GPRS-(allgemeiner Paket-Funkdienst-)Unterstützungs-Knoten (SGSN) ist. In weiteren Ausführungsformen können die BSCs 11 fortgelassen werden, wobei die Basisstationen 18 mit dem SGSN 35 verbunden sind.
Obwohl in dieser Beschreibung auf Zellen 14 Bezug genommen wird, sind Ausführungsformen der Erfindung in gleicher Weise auf andere Zellensegmente (beispielsweise Zellensektoren) anwendbar. Wie der Begriff „Zellensegment" hier verwendet wird, bezieht er sich allgemein auf eine Zelle, einen Zellensektor oder irgendeine andere Unterteilung einer Zellen.
Der SGSN 35 kann mit einer Funkvermittlungs-Stelle (MSC) 12 gekoppelt sein, die leitungsvermittelte drahtlose Kommunikationen bereitstellt. Obwohl dies nicht gezeigt ist, ist die MSC 12 mit einem Netzwerk von Zellen verbunden, die die Gruppe von Zellen 14 oder eine andere Gruppe von Zellen sein können.
Paketvermittelte Datendienste können unter Verwendung von Kanälen ablaufen, die durch ein erweitertes GPRS-(EGPRS-)Protokoll oder ein EGPRS COMPACT-Protokoll definiert sind, die von dem European Telecommunications Standards Institute (ETSI) festgelegt sind. Wie der Begriff hier verwendet wird, bezieht sich die Bezugnahme auf ein „GPRS-System" entweder auf ein EGPRS- oder ein EGPRS COMPACT-System. Paketvermittelte Datendienste können weiterhin durch Codemultiplex-Vielfachzugriffs-(CDMA-)Systeme bereitgestellt werden, wie zum Beispiel Breitband-CDMA-Systeme (W-CDMA) oder CDMA-2000-Systeme. Leitungsvermittelte Dienste in dem drahtlosen Netzwerk können gemäß dem Global Systems for Mobile (GSM) oder TIA/EIA-136-Technologie erfolgen, die beide Zeitmultiplex-Vielfachzugriffs-(TDMA-)Technologien sind. Alternativ können leitungsvermittelte Dienste auch gemäß einem CDMA-Protokoll erfolgen.
Der SGSN 35 steuert den Aufbau, die Verarbeitung und die Beendigung von paketvermittelten Kommunikationen mit Mobilstationen 20 in den Zellen 14 gemäß dem EGPRS- oder EGPRS COMPACT-Protokoll. Ebenfalls gemäß GPRS kommuniziert der SGSN 35 über ein Kern-Netzwerk 37 mit einem Überleiteinrichtungs-(Gateway-)GPRS-Unterstützungs-Knoten (GGSN) 36, der eine Schnittstelle zu einem paketvermittelten Daten-Netzwerk 32 bereitstellt. Verschiedene Arten von Datendiensten, wie zum Beispiel elektronische Post, Web-Browsen, Dateiübertragung usw. sind über das paketvermittelte Daten-Netzwerk 32 verfügbar. Ein Beispiel eines öffentlichen Daten-Netzwerkes schließt das Internet ein, während Beispiele von privaten Daten-Netzwerken lokale Netzwerke (LANs) oder Weitbereichs-(WANs)Netzwerke einschließen, die Teil von verschiedenen Unternehmen sein können (beispielsweise Firmen, Universitäten usw.). Obwohl die gezeigte Ausführungsform den SGSN 35 und den GGSN 36 als die Knoten zeigt, die paketvermittelte Dienste für drahtlose Geräte, wie zum Beispiel Mobilstationen 20 bereitstellen, können andere Arten von Knoten gemäß anderen Technologien in weiteren Ausführungsformen verwendet werden.
Zusätzlich zu konventionellen Datendiensten, wie zum Beispiel elektronischer Post, Web-Browsen, Dateiübertragung und so weiter, die über das Daten-Netzwerk 32 verfügbar sind, sind Sprache und andere Formen von Echtzeit-Datenkommunikationen (beispielsweise Audio/Video-Datenströme) ebenfalls über das Daten-Netzwerk 32 möglich. Derartige Sprache- oder andere Echtzeit-Datenkommunikationen können Endgeräte 40 und 42 beinhalten, die Netzwerk-Schnittstellen-Steuerungen zur Kommunikation über das Daten-Netzwerk 32 einschließen. Bei einer Ausführungsform ist das Endgerät 40 ein Daten-Netzwerkfähiges Telefon, wie zum Beispiel das i2004-Telefon der Firma Nortel Networks Ltd.. Derartige Daten-Netzwerk-fähige Telefone wandeln Sprache und andere Arten von Echtzeit-Daten in Pakete um, die über das Daten-Netzwerk 32 übermittelt werden. Ein Beispiel des Endgerätes 42 ist ein Computer, der mit Sprachverarbeitungs-Fähigkeiten und einer Soft-Telefon-Routine ausgerüstet ist, wie zum Beispiel das i2050-Produkt der Firma Nortel. Somit können Benutzer miteinander über das Daten-Netzwerk 32 kommunizieren, ohne über traditionelle leitungsvermittelte Netzwerke, wie zum Beispiel das PSTN 16 zu gehen.
Endgeräte auf dem paketvermittelten Daten-Netzwerk 32 können weiterhin mit Telefongeräten kommunizieren, die mit einem öffentlichen Fernsprech-Wählnetz (PSTN) 16 über eine Medien-Überleiteinrichtung 33 verbunden sind, die zwischen dem PSTN 16 und dem paketvermittelten Daten-Netzwerk 32 eingekoppelt ist. Die Medien-Überleiteinrichtung 33 führt eine Umwandlung zwischen paketvermittelten Sprachrahmen und leitungsvermittelten Sprachrahmen durch.
Ein Medien-Überleiteinrichtungs-Steuerfunktions-(MGCF-)Modul 39 führt eine Umwandlung zwischen einer paketvermittelten und einer leitungsvermittelten Signalisierung in einer Anruf-Sitzung zwischen Endgeräten auf zwei Seiten der Medien-Überleiteinrichtung 33 durch. Beispielsweise kann das MGCF-Modul 39 eine Signalisierungssystem-Nummer-7-(SS7-)Signalisierung an das PSTN 16 erzeugen. Zusätzlich schließt das Kommunikations-System ein Verbindungszustands-Steuerfunktions-(CSCF-)Modul 41 ein, das eine Gesamt-Verbindungs-Steuerung für eine paketbasierte Kommunikations-Sitzung bereitstellt. Bei manchen Ausführungsformen ist das CSCF-Modul 41 ein SIP-Proxy oder Server, der Anruf-Anforderungen stellvertretend für andere Einheiten empfängt, logische Adressen oder Identifikationen in den Anruf-Anforderungen auflöst und die Anruf- oder Verbindungs-Anforderungen an das beabsichtigte Ziel weiterleitet.
Ein Beispiel des Daten-Netzwerkes 32 ist ein verbindungsloses paketvermitteltes Netzwerk, wie zum Beispiel ein Internetprotokoll-(IP-)Netzwerk. Das IP ist in der Anforderung von Kommentaren (RFC) 791 mit dem Titel „Internet Protocol" vom September 1981 beschrieben. Andere Versionen des IP, wie zum Beispiel IPv6, oder andere paketvermittelte Normen können in weiteren Ausführungsformen ebenfalls verwendet werden. Eine Version von IPv6 ist in der RFC 2460 mit dem Titel „Internet Protocol, Version 6 (IPv6) Specification", Dezember 1998 beschrieben.
Paketvermittelte Netzwerke, wie zum Beispiel IP-Netzwerke kommunizieren mit Pakten, Datagrammen oder anderen Daten-Einheiten über die Netzwerke. Im Gegensatz zu leitungsvermittelten Netzwerken, die einen dedizierten Ende-zu-Ende-Kanalabschnitt (beispielsweise einen Zeitschlitz) für die Dauer einer Anruf- oder Verbindungs-Sitzung bereitstellen, beruht ein paketvermitteltes Netzwerk auf einer verbindungslosen Internetzwerk-Schicht. Pakete oder andere Daten-Einheiten, die in ein paketvermitteltes Daten-Netzwerk eingeleitet werden, können unabhängig über irgendein Netzwerk (und möglicherweise über unterschiedliche Netzwerke) zu einem Zielpunkt laufen. Die Pakete können sogar außerhalb ihrer Reihenfolge ankommen. Die Routenführung der Pakete beruht auf einer oder mehreren Adressen, die in jedem Paket übertragen werden.
Eine andere Art eines paketbasierten Netzwerk ist ein verbindungsorientiertes paketbasiertes Netzwerk, wie zum Beispiel ein in der asynchronen Übertragungs-Betriebsart (ATM) arbeitendes Netzwerk oder ein Frame-Relay-Netzwerk. Bei einem verbindungsorientierten paketbasierten Netzwerk wird eine virtuelle Schaltung oder Verbindung zwischen zwei Endpunkten aufgebaut, so dass Pakete in der gleichen Reihenfolge zugestellt werden, wie sie ausgesandt wurden.
Um eine Verbindungs-Sitzung über ein paketvermitteltes Netzwerk, wie zum Beispiel ein IP-Netzwerk aufzubauen, können Steuer-Mitteilungen gemäß einem Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll (SIP) verwendet werden. SIP ist ein Teil der Multi-Medien-Daten- und Steuer-Architektur von der Internet Engineering Task Force (IETF). Eine Version von SIP ist in der RFC 2543 mit dem Titel „SIP: Session Initiation Protocol" von August 1999 beschrieben. SIP kann zur Initialisierung von Anruf-Sitzungen sowie zur Einladung von Mitgliedern zu einer Sitzung verwendet werden, die durch irgendwelche anderen Mechanismen angekündigt worden sein kann, wie zum Beispiel elektronische Post, Nachrichten-Gruppen, Web-Seiten und andere Mechanismen. Andere Protokolle in der IETF-Multi-Medien- und Steuer-Architektur schließen das in der RFC 2205 beschriebene Ressourcen-Reservierungs-Protokoll (RSVP) zur Reservierung von Netzwerk-Ressourcen, das in der RFC 1889 beschriebene Echtzeit-Transport-Protokoll (RTP) zum Transport von Echtzeit-Daten und zur Bereitstellung einer Dienstgüte-(QoS-)Rückführung; das in der RFC 2326 beschriebene Echtzeit-Datenstrom-Protokoll (RTSP) zur Steuerung der Zustellung von Datenstrom-Medien; das in der RFC 2327 beschriebene Sitzungs-Beschreibungs-Protokoll (SDP) zur Beschreibung von Multi-Medien-Sitzungen, und das Sitzungs-Ankündigungs-Protokoll (SAP) ein, wie es in der RFC 2974 beschrieben ist, um Multi-Medien-Sitzungen durch Punkt-zu-Mehrpunkt-Mitteilungen anzukündigen.
Andere Normen können in weiteren Ausführungsformen zum Aufbau von paketvermittelten Verbindungen über das Daten-Netzwerk 32 verwendet werden. Derartige andere Normen können irgendwelche andere Normen sein, die interaktive, Echtzeit-Sprache- oder andere Datenstrom-Kommunikationen über das Daten-Netzwerk 32 vorsehen. Eine alternative Norm ist die H.323-Empfehlung der Internationalen Telekommunikations Union (ITU). Zusätzlich können in weiteren Ausführungsformen Protokolle verwendet werden, die die Steuersignalisierung für Anruf-Sitzungen über ATM oder andere verbindungsorientierte Daten-Netzwerke 32 definieren.
Wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Begriff „Verbindungs- oder Anruf-Sitzung" allgemein auf irgendeine interaktive Sprach-, Video- oder andere Echtzeit-Sitzung, die zwischen zwei oder mehr Netzwerk-Elementen aufgebaut wird, die mit dem Daten-Netzwerk 32 gekoppelt sind. Die Netzwerk-Elemente können ein mit dem Daten-Netzwerk 32 gekoppeltes Endgerät einschließen, wie zum Beispiel das Endgerät 40 oder 42. Ein anderes Endgerät, das an der Verbindungs-Sitzung beteiligt sein kann, ist ein mit dem PSTN 16 gekoppeltes Telefon. Ein weiteres Endgerät, das in der Verbindungs-Sitzung über das Daten-Netzwerk 32 beteiligt sein kann, ist eine der Mobilstationen 20, die über die drahtlose Infrastruktur kommunizieren, die durch die Basisstationen 18 und den SGSN 35 bereitgestellt wird. Wie der Ausdruck hier verwendet wird, bezieht sich „paketvermittelte Verbindung" oder „paketvermittelte Verbindungs-Sitzung" auf eine Verbindungs-Sitzung, die über das paketvermittelte Daten-Netzwerk 32 aufgebaut wird, und die den Austausch von Echtzeit-Daten, wie zum Beispiel Sprache, Video und dergleichen beinhaltet. Allgemeiner bezieht sich „paketbasierte Verbindung" oder „paketbasierte Anruf-Sitzung" auf eine Verbindungs-Sitzung, die über irgendeinen Typ von paketbasierten Daten-Netzwerk 32 aufgebaut wird (entweder ein verbindungsloses oder verbindungsorientiertes Netzwerk). In der Folgenden Beschreibung wird auf paketvermittelte Verbindungen Bezug genommen. In anderen Ausführungsformen kann jedoch irgendeine Art von paketbasierten Verbindungen oder Anrufen ausgeführt werden.
Eine Technik für eine Mobilstation 20 zum Aufbau einer paketvermittelten Verbindung über das Daten-Netzwerk 32 mit einem anderen Endgerät (beispielsweise 40, 42) besteht in dem Senden von Verbindungs-Steuer-Signalisierung gemäß dem Verbindungs-Steuer-Protokoll, das auf dem Daten-Netzwerk 32 verwendet wird und durch die Endgeräte 40, 42 und die Medien-Überleiteinrichtung 33 ermöglicht wird. Eine derartige Verbindungs-Steuerung ist SIP. Andere paketvermittelte Verbindungs-Steuer-Protokolle, wie zum Beispiel H.323, können bei weiteren Ausführungsformen verwendet werden. Die Verbindungs-Steuer-Signalisierung wird über das Funk-Zugangs-Netzwerk (unter Einschluss der Basisstation 18, der Basisstations-Steuerungen 11 und des SGSN 35) übermittelt. Die Basisstationen 18 und Basisstations-Steuerungen 11 können insgesamt als eine Funk-Netzwerk-Steuerung (RNC) bezeichnet werden. Das Funk-Zugangs-Netzwerk kann ein GSM/EDGE-Funk-Zugangs-Netzwerk (GERAN) sein, das gemäß dem EGPRS- oder EGPRS COMPACT-Protokoll arbeitet. Alternativ kann das Funk-Zugangs-Netzwerk ein terrestrisches UMTS-(universelles Mobil-Telekommunikations-System-)Funk-Zugangs-Netzwerk (UTRAN) gemäß dem W-CDMA-Protokoll sein.
Die Verbindungs-Steuer-Signalisierung, die über das Funk-Zugangs-Netzwerk übermittelt wird, wird von dem GGSN 36 an das CSCF-Modul 41 weitergeleitet. Die Verbindungs-Steuer-Signalisierung wird von dem CSCF-Modul 41 empfangen und eine Verbindungs-Sitzung wird aufgebaut, nachdem eine Verbindungs-Aufbau-Prozedur ausgeführt wurde. Wenn das Ziel-Endgerät mit dem PSTN 16 gekoppelt ist, so ist das MGCF-Modul 39 ebenfalls an der Verbindungs-Aufbau-Prozedur beteiligt.
Bei einer typischen SIP-Verbindungs-Aufbau-Folge kann die Mitteilungs-Größe der SIP-Verbindungs-Steuer-Mitteilungen ziemlich groß sein, weil die SIP-Mitteilungen Text- oder ASCII-basiert sind und in IP-Paketen übertragen werden, die IP-Kopffelder sowie UDP(Benutzer-Datagramm-Protokoll-)Kopffelder einschließen. UDP ist in der RFC 768 mit dem Titel „User Datagram Protocol" vom August 1980 beschrieben und ergibt eine Transport-Schicht zur Verwaltung von Verbindungen zwischen Netzwerk-Elementen über ein IP-Netzwerk.
Aufgrund der relativ großen Mitteilungs-Größen von SIP-Mitteilungen zur Durchführung eines Verbindungs-Aufbaus, einer Verbindungs-Auslösung und zusätzlicher Dienste wird ein effizienter Mechanismus zur Kommunikation derartiger Mitteilungen zur Durchführung des Verbindungs-Aufbaus, der Verbindungs-Auslösung und zusätzlicher Dienste über das Funk-Zugangs-Netzwerk gemäß einigen Ausführungsformen der Erfindung vorgesehen. Bei einer Ausführungsform ist die SIP-Verbindungs-Aufbau-Zeit über das drahtlose Netzwerk vergleichbar mit der Verbindungs-Aufbau-Zeit, die typischerweise in einem leitungsvermittelten drahtlosen GSM-Netzwerk auftritt.
Bei einer Ausführungsform werden neue MS-(Mobilstations-)Codes für den wahlfreien Zugangs-Kanal (RACH), den zufälligen Paket-Zugangs-Kanal (PRACH) und den zufälligen COMPACT-Paket-Zugangs-Kanal (CPRACH) definiert. RACH, PRACH oder CPRACH wird von einer Mobilstation verwendet, um den Zugang an das Funk-Zugangs-Netzwerk anzufordern. Es werden unterschiedliche der RACH-, PRACH- und CPRACH-Kanäle in Abhängigkeit von dem Typ des Funk-Zugangs-Netzwerkes verwendet. RACH wird in einem GSM-Funk-Zugangs-Netzwerk verwendet, PRACH wird in einem EGPRS-Funk-Zugangs-Netzwerk verwendet, und CPRACH wird in einem EGPRS COMPACT-Funk-Zugangs-Netzwerk verwendet. Der MS-Code kann 8 Bits oder 11 Bits breit sein, in Abhängigkeit davon, welcher von RACH, PRACH und CPRACH verwendet wird.
Bei einer Ausführungsform schließen 8-Bit-MS-Codes, die in einem RACH-Burst übertragen werden können, einen Code AF[8:1] ein, der einen Code AF₈AF₇AF₆AF₅AF₄AF₃AF₂ und AF₁ darstellt, um einen Ursprung für AMR-(adaptive Multi-Raten-)paketvermittelte Vollraten-Sprach-Verbindungen zu bilden, einen Code AH[8:1] zum Bilden des Ursprungs von paketvermittelten AMR-Halbraten-Sprach-Verbindungen, einen Code BF[8:1] zur Beantwortung eines paketvermittelten Vollraten-Suchruf-Sprachanrufs und einen Code BH[8:1] zur Beantwortung eines paketvermittelten AMR-Halbraten Suchruf-Sprachanrufs ein.
Ähnliche 8-Bit-MS-Codes können für PRACH definiert werden, und schließen eine Code CF[8:1] für den Ursprung eines paketvermittelten AMR-Vollraten-Sprachanrufs, einen Code CH[8:1] für den Ursprung eines paketvermittelten AMR-Halbraten-Sprachanrufs, einen Code DF[8:1] zur Beantwortung eines paketvermittelten AMR-Vollraten-Suchruf-Sprachanrufs und einen Code DH[8:1] zur Beantwortung eines paketvermittelten AMR-Halbraten-Suchruf-Sprachanrufs ein. In ähnlicher Weise können 11-Bits-MS-Codes für PRACH und CPRACH definiert werden. Zwei unterschiedliche Trainings-Sequenzen TS1 und TS2 können für unterschiedliche Modulations-Schemas über die Um-Verbindungsstrecke zwischen den Mobilstationen 20 und den Basisstationen 18 verwendet werden. Die 11-Bit-MS-Codes, die definiert sind, sind TS1 EF[8:1] oder TS2 GS[8:1] für den Ursprung eines paketvermittelten AMR-Vollraten-Sprachanrufs, TS1 EH[8:1] oder TS2 GH[8:1] für den Ursprung eines paketvermittelten AMR-Halbraten-Sprachanrufs, TS1 FF[8:1] oder TS2 HF[8:1] zur Beantwortung eines paketvermittelten AMR- Vollraten-Suchruf-Sprachanrufs, und TS1 FH[8:1] oder TS2 HH[8:1] zur Beantwortung eines paketvermittelten AMR-Halbraten-Suchruf-Sprachanrufs.
Die vorstehenden Codes werden lediglich zu Erläuterungszwecken angegeben, weil unterschiedliche Code definiert werden können, um unterschiedliche Dienste in verschiedene Ausführungsformen bereitstellen zu können.
Eine Mobilstation 20 übermittelt eine RACH-Mitteilung zur Durchführung einer Kanal-Anforderung, um entweder einen Anruf auszuführen oder einen Suchruf zu beantworten. Die Kanal-Anforderung kann auch mit einem PRACH- oder CPRACH-Burst in Abhängigkeit von der Art des Systems ausgeführt werden. Wie er hier verwendet wird, bezieht sich der Begriff „zufälliger Zugangskanal" allgemein auf irgendeinen von RACH, PRACH oder CPRACH: Wenn der gewünschte Anruf ein paketvermittelter Anruf ist, so enthält die RACH-Mitteilung einen der Codes, die vorstehend definiert wurden. Als Antwort auf eine RACH-Mitteilung, die einen paketvermittelten Anruf-Code enthält, ordnet die Funk-Netzwerk-Steuerung oder der SGSN 35 eine vorgegebene logische Kanal-Kombination und einen physikalischen Kanal zu, um den paketvermittelten Anruf auszuführen. Die logische Kanal-Kombination wird nachfolgend anhand der 2 beschrieben, und ein physikalischer Kanal bezieht sich auf einen Rahmen-Zeitschlitz und eine Träger-Frequenz, die einer Mobilstation zugeordnet sind.
Gemäß einiger Ausführungsformen werden SIP-Mitteilungen (und alle anderen Anruf-Steuer-Mitteilungen) in dedizierten Paket-Daten-Verkehrskanal-(PDCH-)Bursts übertragen, wie dies durch EGPRS oder EGPRS COMPACT definiert ist. Ein Beispiel eines PDTCH-Bursts 150 ist in 6 gezeigt. Durch Verwenden des PDTCH in Umsetzung auf einen dedizierten physikalischen Kanal zur Übertragung von SIP-Mitteilungen ist die Zeit für die paketvermittelte Verbindungs-Aufbau-Folge vergleichbar mit der Zeit einer leitungsvermittelten GSM-Verbindungs-Aufbau-Folge. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von PDTCH in Umsetzung auf einen dedizierten physikalischen Kanal zur Übertragung von SIP-Mitteilungen besteht darin, dass die Mitteilungen für das Funk-Zugangs-Netzwerk, wie zum Beispiel das GERAN, sind. Dies heißt mit anderen Worten, dass die SIP-Mitteilungen, die in dedizierten PDTCH-Bursts übertragen werden, als Verkehr behandelt und nicht durch das Funk-Zugangs-Netzwerk verarbeitet werden. Ein physikalischer Kanal ist „dediziert", wenn er zur Verwendung durch eine vorgegebene Mobilstation zugeordnet ist, und der physikalische Kanal wird nicht gemeinsam mit einer anderen Mobilstation genutzt, während er der vorgegebenen Mobilstation zugeordnet ist.
In 2 wird gemäß einer Ausführungsform eine neue logische Kanal-Kombination in dem GERAN definiert. Die logische Kanal-Kombination schließt Folgendes ein: TCH + FACCH + SACCH + PDTCH + PACCH + PTCCH.
TCH ist der logische Kanal (umgesetzt auf den gleichen dedizierten physikalischen Kanal wie PDTCH), der zur Übertragung von Sprach-Trägerdaten für den optimierten Sprach-Träger verwendet wird. FACCH ist der schnelle zugeordnete Steuer-Kanal. SACCH ist der langsame zugehörige Steuer-Kanal. PACCH ist der Paket-zugeordnete Steuer-Kanal. PTCCH ist der Paket-Zeitsteuer-Kanal. Wie dies vorstehend erwähnt wurde, werden SIP-Mitteilungen 100 zusammen mit anderen Steuer-Mitteilungen, wie zum Beispiel RSVP-Mitteilungen 102, RTCP-Mitteilungen 104 und DTMF-(Zweiton-Mehrfrequenz-)Mitteilungen 106 in den dedizierten PDTCH-Bursts 108 übertragen. Bei anderen Ausführungsformen wird anstelle der Verwendung von dedizierten physikalischen Kanälen PDTCH auf einem gemeinsam genutzten physikalischen Kanal übertragen (ein gemeinsam genutzter Zeitschlitz oder Zeitschlitze eines Rahmens), wobei sich eine Vergrößerung der Verzögerung nach dem Wählen ergibt.
Bei einer Anordnung, die als eine optimierte Sprachträger-Anordnung bezeichnet wird, werden Sprachrahmen 110 dem dedizierten Verkehrs-Kanal-(TCH-)Burst 112 übertragen. Zusätzlich werden SID-(Stille-Beschreibungs-)Rahmen 114, die während Perioden von Stille über das drahtlose Netzwerk übertragen werden, ebenfalls in dem TCH-Burst 112 übertragen. In einer alternativen Anordnung werden anstelle der Übertragung der Sprachrahmen 110 und der SID-Rahmen 114 in einem TCH-Burst 112 die Sprachrahmen 110 und die SID-Rahmen 114 in PDTCH-Bursts 108 übertragen. Diese alternative Anordnung wird als eine gemeinsam genutzte Anordnung bezeichnet.
Funk-Ressourcen-(RR-)Verwaltungs-Mitteilungen 116 werden in einem PACCH-Burst 118, SACCH-Burst 120 oder FACCH-Burst 122 übertragen. Der PACCH-Burst 118 wird zur Übertragung von RR-Mitteilungen 116 während der Verbindungs-Aufbau-Vorgänge verwendet. Die SACCH- und FACCH-Bursts 120 und 122 übertragen zugehörige Steuer-Mitteilungen nach dem Verbindungs-Aufbau während einer Anruf-Sitzung. Zeit-Voreilungs- und Verzögerungs-Mitteilungen 124 werden in PTCCH-Bursts 126 übertragen. Derartige Mitteilungen sind für das Funk-Zugangs-Netzwerk nicht transparent. Bei einer alternativen Ausführungsform können einige der RR-Mitteilungen 116 auch in dem dedizierten PDTCH-Bursts 108 übertragen werden.
Wenn das Funk-Zugangs-Netzwerk ein UTRAN ist, so wird eine andere logische Kombination (die als eine Transport-Kanal-Kombination bezeichnet wird) definiert, um die vorstehenden Mitteilungen und Signale auf dedizierte UTRAN-Kanäle umzusetzen. Paketvermittelten Anruf-Steuersignalen, wie zum Beispiel SIP, RSVP und dergleichen werden unterschiedliche Kanalisierungs-Code und/oder Verwürfelungs-Folgen zugeordnet, als diejenigen, die Sprach-Trägerdaten zugeordnet werden.
Bei einer Ausführungsform werden zwei Gruppen von Funk-Trägern (RBs) definiert, eine erste Gruppe (beispielsweise RBs 5–31) und eine zweite Gruppe (beispielsweise RBs 0–4, die im übrigen als Signalisierungs-RBs oder SRBs bekannt sind). Die erste Gruppe von RBs wird zur Kommunikation von Daten verwendet, die einem primären Paketdaten-Protokoll-(PDP-)Kontext unterworfen sind. Ein PDP-Kontext kann die folgende Information enthalten. Ein PDP-Typ kann spezifiziert werden, der IP, X.25 oder PPP (Punkt-zu-Punkt-Protokoll) als das Paketdaten-Protokoll identifizieren kann. Die PDP-Adresse ist ebenfalls in dem PDP-Kontext enthalten, ebenso wie ein Dienstgüte-(QoS-)Profil, dass das QoS-Profil identifiziert, das für einen vorgegebenen Datenstrom angefordert oder ausgehandelt wurde. Wenn eine Kommunikations-Sitzung als erstes aufgebaut wird, so wird ein primärer PDP-Kontext aktiviert, der das Vorgabe-QoS-Profil enthält.
Während die erste Gruppe von RBs zur Übertragung von Daten verwendet wird, die einer QoS unterworfen sind, die in dem primären PDP-Kontext angegeben ist, wird die zweite Gruppe von RBs (SRBs) zur Übertragung von Signalisierungs-Daten mit bereits reservierten QoS-Anforderungen verwendet. So werden in dem Beispiel nach 2 die PDTCH- und TCH-Bursts 108 und 112 in der ersten Gruppe von RBs übertragen, während die Steuer-Signalisierungs-Mitteilungen (RR-Mitteilungen 116 und Zeit-Voreilungs- und Verzögerungs-Mitteilungen 124) in der zweiten Gruppe der RBs (SRBs) übertragen werden.
In Abhängigkeit davon, ob ein Anruf mit der vollen Rate oder ein Anruf mit der halben Rate aufgebaut wird, wird eine der Folgenden logischen Kanal-Kombinationen zugeordnet: TCH/F + FACCH/F + SACCH/F + PDTCH/F + PACCH/F + PTCCH (Anruf mit voller Rate), und TCH/H + FACCH/H + SACCH/H + PDTCH/H + PACCH/H + PTCCH (Anruf mit halber Rate).
PTCCH-Bursts müssen lediglich alle 16 26-Multi-Rahmen ausgesandt oder konfiguriert werden. Ein Multi-Rahmen wird zur Übermittlung von Steuer- und Verkehrs-Signalisierung zwischen Mobilstationen und Basisstationen verwendet. Bei einer Ausführungsform schließt jeder Multi-Rahmen 52 Rahmen ein, wobei jeder Rahmen acht Zeitschlitze enthält. Ein Multi-Rahmen beginnt mit dem Rahmen FN0 und endet mit dem Rahmen FN51. Die Rahmen bilden einen Block. Bei manchen Ausführungsformen kann der PTCCH nicht erforderlich sein. Bei manchen Ausführungsformen können müssen nicht FACCH und PACCH erforderlich sein (einer oder der andere können ausreichend sein).
Unter Verwendung eines PDTCH, der auf einem dedizierten physikalischen Kanal umgesetzt ist, zur Übertragung von paketbasierter Steuer-Signalisierung, und eines TCH, der auf dem gleichen physikalischen Kanal umgesetzt ist, um Sprach-Trägerdaten zu übertragen, wird ein effizienter Mechanismus zum Aufbau und zum Auslösen von paketvermittelten Anruf-Sitzungen über ein Funk-Zugangs-Netzwerk, wie zum Beispiel GERAN oder UTRAN, geschaffen.
In 3 ist ein vereinfachter Mitteilungs-Fluss zum Aufbau einer paketvermittelten Verbindung oder eines Anrufs zwischen einer Mobilstation 20 und einem Endgerät (beispielsweise 40, 42 oder 33) auf dem paketvermittelten Daten-Netzwerk 32 gezeigt. Die 7A bis 7C beschreiben einen ausführlicheren Verbindungs-Aufbau-Ablauf (siehe unten). 3 zeigt den Austausch von Mitteilungen zwischen der Mobilstation und der Funk-Netzwerk-Steuerung (RNC). Die RNC leitet die Steuer-Mitteilungen an den SGSN 35 weiter. Steuer-Mitteilungen, die sich auf das Funk-Zugangs-Netzwerk beziehen, werden von dem SGSN 35 verarbeitet, während SIP-Mitteilungen an das Daten-Netzwerk 32 übermittelt und von SIP-Proxies und einem oder mehreren Endgeräten verarbeitet werden, die an dem Anruf beteiligt sind.
Gemäß einer Ausführungsform sendet die Mobilstation 20 zur Einleitung eines Anrufs oder einer Verbindung einen RACH-Burst (bei 202) an die RNC, um eine Kanal-Anforderung auszuführen. Die Mobilstation 20 kann außerdem einen RACH-Burst zur Beantwortung eines Suchrufs senden. Für eine paketvermittelte Verbindung enthält der RACH einen der vorstehend genannten paketvermittelten MS-Codes. Anstelle eines RACH-Burst kann auch ein PRACH- oder CPRACH-Burst verwendet werden. Als Antwort hierauf übermittelt die RNC über einen Zugangs-Gewährungs-Kanal (bei 204) einen dedizierten physikalischen Verkehrs-Kanal oder Zeitschlitz, der auch zur Unterstützung einer Zuordnung der logischen Kanal-Kombination und des physikalischen Kanals für paketvermittelte Verbindungen fähig ist. Die Zuordnung der logischen Kanal-Kombination ermöglicht es der Mobilstation 20, die Übermittlung von SIP-Mitteilungen unter Verwendung eines PDTCH auszuführen, der auf einen dedizierten physikalischen Kanal umgesetzt ist.
Als nächstes sendet die Mobilstation (bei 206) einen anfänglichen PDTCH-Burst, der eine SIP-Einladungs-Anforderung enthält, der in ein IP-Paket mit zugehörigen IP- und UDP-Kopffeldern eingekapselt ist. Die Einladungs-Anforderung schließt die Ziel-Adresse des angerufenen Endgerätes ein, und zeigt an, dass das angerufene Endgerät zur Teilnahme an einer Anruf-Sitzung eingeladen ist. Die RNC sendet den Burst an den SGSN 35, der die SIP-Einladungs-Mitteilung eingekapselt in ein IP-Paket über den GGSN 36 an das CSCF-Modul 41 sendet. Die Einladungs-Anforderung wird von dem CSCF-Modul 41 verarbeitet, das die in der Einladungs-Anforderung enthaltene logische Adresse auflöst, um den Ort des angerufenen Endgerätes zu identifizieren. In Abhängigkeit von dem Ort des Ziel-Endgerätes erzeugt das CSCF-Modul 41 eine Signalisierung zum Aufbau einer Verbindung über das Daten-Netzwerk 32 oder über das PSTN 16.
Eine SIP-Rufton-Antwort wird von dem angerufenen Endgerät zurück geliefert, sobald dieses lokalisiert wurde und die Einladungs-Anforderung empfangen hat. Die Rufton- oder RINGING-Antwort wird zurück durch das CSCF-Modul 41, dem GGSN 36, dem SGSN 35 und die RNC hindurch zurück übertragen, die die Rufton-Antwort in einem weiteren PDTCH-Burst (bei 208) an die Mobilstation sendet. Wenn der Anruf von dem angerufenen Endgerät angenommen wurde, liefert das angerufene Endgerät SIP OK-Antworten zurück, die von der Basisstation (bei 210) in einem PDTCH-Burst weitergeleitet wird. Als Antwort auf die OK-Antwort sendet die Mobilstation (bei 212) einen PDTCH-Burst, der eine SIP ACK-Mitteilung überträgt, um die OK-Antwort zu bestätigen. An diesem Punkt ist die Verbindung aufgebaut worden und die Kommunikation von Sprache oder anderen Echtzeit-Daten kann ablaufen. Zusätzlich wird die RR-Verwaltungs-Signalisierung, die in dem PACCH übertragen wird, zwischen der Mobilstation und der RNC (bei 214) ausgetauscht, beispielsweise zur Durchführung von Nachbarzellen-Signalstärke-Messungen.
Zusätzlich werden für einen optimierten Sprachträger bestimmte Parameter (beispielsweise UDP-Port-Nummern, IP-Ziel-Adresse usw.) für die Konstruktion von RTP-/UDP-/IP-Kopffeldern sowohl von der Mobilstation als auch der RNC auf sowohl der Aufwärtsstrecke als auch der Abwärtsstrecke in einem PACCH-Burst ausgesandt.
Gemäß 4 kann, nachdem eine Anruf-Sitzung, wie zum Beispiel eine RTP-Anruf-Sitzung unter Verwendung des vorstehend erläuterten Mechanismus (bei 302) aufgebaut wurde, eines der beteiligten Endgeräte den Anruf auslösen. In dem Beispiel nach 4 leitet die Mobilstation die Auslösung des Anrufs ein. Um dies durchzuführen, sendet die Mobilstation eine PDTCH-Burst, der die SIP-Bye-Mitteilung überträgt (bei 304), an die RNC, die den PDTCH-Burst an den SGSN 35 weiterleitet. Die Bye-Anforderung wird von dem CSCF-Modul 41 verarbeitet, das die Bye-Anforderung an das Ziel-Endgerät weiterleitet. Das Ziel-Endgerät liefert eine SIP-OK-Antwort über das CSCF-Modul 41 und den GGSN 36an den SGSN 35. Die OK-Antwort wird an die RNC übermittelt, die die OK-Antwort in einen PDTCH-Burst (bei 306) an die Mobilstation übermittelt. Nach dem Empfang der OK-Mitteilung von der RNC sendet die Mobilstation einen PACCH-Burst mit der passenden RR-Verwaltungs-Signalisierung (bei 308), um dem Funk-Zugangs-Netzwerk anzuzeigen, dass die Anruf-Sitzung beendet wurde. Dies ermöglicht es dem Funk-Zugangs-Netzwerk, die Kanäle freizugeben, die während der Anruf-Sitzungen für andere Anrufe verwendet wurden.
Zusätzlich zum Verbindungs-Aufbau und zur Verbindungs-Auslösung können PDTCH-Bursts auch zur Übertragung einer SIP-Signalisierung zur Ausführung zusätzlicher Dienste verwendet werden, wie zum Beispiel eines Anruf-Haltens, einer Mehrteilnehmer-Konferenz-Schaltung, usw.. In 5 ist ein Beispiel einer Anruf-Halte-Folge gezeigt. Eine RTP-Anruf-Sitzung wird (bei 402) zwischen der Mobilstation und einer entfernt angeordneten Station über das Funk-Zugangs-Netzwerk aufgebaut. Das sich an einer entfernten Stelle befindende Endgerät kann die Mobilstation in einen Halte-Zustand bringen, was dadurch erreicht wird, das eine SIP-Einaldungs-Anforderung mit c = 0 gesendet wird (dies heißt mit anderen Worten, dass die IP-Adresse bei einer ein Beispiel darstellenden Anordnung 0.0.0.0 ist) (bei 404). Diese Anforderung wird in dem PDTCH-Burst von der RNC an die Mobilstation übertragen. Die Mobilstation bestätigt die Einladungs-Anforderung mit einer OK-Mitteilung, die in einem PDTCH-Burst bei 406 zurück an die Basisstation übertragen wird, und die an das entfernt angeordnete Endgerät über das Funk-Zugangs-Netzwerk und das Daten-Netzwerk 32 weitergeleitet wird. Das entfernt angeordnete Endgerät liefert dann eine SIP-ACK-Mitteilung zurück, die von der RNC an die Mobilstation (bei 408) in einer PDTCH-Mitteilung übermittelt wird, die die ACK-Mitteilung überträgt. An diesem Punkt wird die RTP-Anruf-Sitzung angehalten (bei 410).
Sobald das entfernt angeordnete Endgerät bereit ist, die Mobilstation aus dem Halte-Zustand anzunehmen, sendet es eine weitere Einladungs-Anforderung (die eine tatsächliche IP-Adresse enthält), die von der Basisstation (bei 412) in einem PDTCH-Burst an die Mobilstation weitergeleitet wird. Die Mobilstation liefert eine OK-Antwort zurück, die in einem PDTCH-Burst (bei 414) übertragen wird. Das entfernt angeordnete Endgerät sendet bei Empfang der OK-Antwort eine ACK-Anforderung, die von der Basisstation in einem PDTCH-Burst (bei 416) übermittelt wird. An diesem Punkt ist die RTP-Anruf-Sitzung wieder hergestellt (bei 418).
In den 7A bis 7C ist ein ausführlicherer Mitteilungs-Ablauf zur Durchführung eines Verbindungs-Aufbaus zwischen einer Mobilstation und einem Endpunkt gezeigt, der mit dem Daten-Netzwerk 32 verbunden ist. Die Mobilstation führt zunächst einen Funk-Ressourcen-Steuerungs-(RRC-)Verbindungs-Aufbau (bei 602) und einen lu-Signalisierungs-Verbindungs-Aufbau (bei 604) mit der RNC aus. Als nächstes führt die Mobilstation eine GPRS-Anschluss-Prozedur (bei 606) aus. Die Anschluss-Prozedur wird durchgeführt, um das Funk-Zugangs-Netzwerk zu informieren, das die Mobilstation verfügbar ist. Um den primären PDP-Kontext zu aktivieren, sendet die Mobilstation (bei 608) eine Aktiviere-PDP-Kontext-Anforderung an die RNC, die (bei 610) die Anforderung an den SGSN 35 weiterleitet. Als Antwort führt der SGSN 35 eine Funk-Zugangs-Träger-Zuordnungs-Prozedur (bei 612) aus, um einen oder mehrere Zugangs-Träger der Mobilstation zuzuordnen.
Sobald ein oder mehrere Funk-Träger aufgebaut wurden, sendet der SGSN 35 (bei 614) eine Erzeuge-PDP-Kontext-Anforderung an den GGSN 36. Der GGSN 36 antwortet mit einer Erzeuge-PDP-Kontext-Antwort (bei 616) an den SGSN 35. Wenn der SGSN 35 die Erzeuge-PDP-Kontext-Antwort empfängt, sendet der SGSN 35 eine Aktiviere-PDP-Kontext-Annahme-Mitteilung (bei 618) an die RNC, die die Annahme-Mitteilung (bei 620) an die Mobilstation weiterleitet. An diesem Punkt wurde ein primärer PDP-Kontext aktiviert, und Funk-Träger wurden zugeordnet. Bis zu diesem Punkt entsprechen die von 602 bis 620 ausgeführten Prozeduren einer typischen Verbindungs-Aufbau-Prozedur, die zwischen der Mobilstation, der RNC, dem SGSN 35 und dem GGSN 36 ausgeführt wird.
Sobald der primäre PDP-Kontext gebildet wurde, können PDTCH-Bursts zur Übertragung verschiedener Arten der Steuer-Signalisierung unter Einschluss der SIP-Signalisierung und anderer Signalisierung verwendet werden. Beispielsweise kann, wie dies weiterhin gezeigt ist, die Mobilstation eine dynamische Host-Konfigurations-Protokoll-(DHCP-)Prozedur (bei 624) ausführen, bei der die Mobilstation Konfigurations-Information von einem DHCP-Server erhält. Die Konfigurations-Information schließt die IP-Adresse der Mobilstation ein. DHCP ist in der RFC 1541 mit dem Titel „Dynamic Host Configuration Protocol" vom Oktober 1993 beschrieben. DHCP-Mitteilungen können in PDTCH-Bursts zwischen den Mobilstationen und der RNC gemäß einiger Ausführungsformen übertragen werden.
Während der DHCP-Prozedur 624 empfängt die Mobilstation einen Domain-Namen des CSCF-Moduls 41. Zur Ermittlung der IP-Adresse des CSCF-Moduls 41 sendet die Mobilstation (bei 626) eine DNS-Abfrage an einen DNS-Server. Als Antwort sendet der DNS-Server (bei 628) einen DNS-Antwort zurück an die Mobilstation, wobei die DNS-Antwort die IP-Adresse des CSCF-Moduls 41 enthält. Die DNS-Abfrage- und DNS-Antwort-Mitteilungen können gemäß einiger Ausführungsformen in PDTCH-Bursts übertragen werden.
Um einen Verbindungs-Aufbau unter Verwendung von SIP zu ermöglichen, wird typischerweise eine SIP-Registrierungs-Anforderung übermittelt. Die SIP-Registrierungs-Anforderung kann an die gut bekannte „alle SIP-Server"-Sammelsende-Adresse „sip.mcast.net"gesandt werden, um ein Beispiel zu nennen. Weil die Adresse des CSCF-Moduls 41 bekannt ist, sendet die Mobilstation die SIP-Registrierungs-Anforderung (bei 630) an das CSCF-Modul 41. Die Registrierungs-Anforderung kann mehrere Felder einschließen, unter Einschluss eines „To:"-Feldes, dass die registrierte Adresse enthält, deren Registrierung erzeugt oder aktualisiert werden soll; ein „From:"-Feld, das die registrierte Adresse der Einheit enthält, die für die Registrierung verantwortlich ist; und ein „URI-Anforderung:"-Feld, dass das Ziel der Registrierungs-Anforderung benennt. Als Antwort auf die SIP-Registrierungs-Anforderung registriert das CSCF-Modul 41 den Ort der Mobilstation und sendet eine SIP OK-Antwort (bei 632) an die Mobilstation zurück.
An dieser Stelle ist die Mobilstation in der Lage, einen Verbindungs-Aufbau durchzuführen, der dadurch eingeleitet wird, dass die Mobilstation eine SIP-Einladungs-Anforderung (bei 634) an das CSCF-Modul 41 sendet. Die Einladungs-Anforderung wird in einem dedizierten PDTCH-Burst zwischen der Mobilstation und der RNC gemäß einiger Ausführungsformen übermittelt. Das CSCF-Modul 41 leitet die SIP-Einladungs-Anforderung (bei 636) an den Netzwerk-Endpunkt weiter, der mit dem Daten-Netzwerk 32 gekoppelt ist, und der die Medien-Oberleiteinrichtung 33 (1) oder ein anderer Endpunkt sein kann. Als Antwort sendet der Netzwerk-Endpunkt (der in diesem Beispiel als die Medien-Oberleiteinrichtung betrachtet wird) (bei 638) eine SIP 183 Sitzungs-Fortschritts-Mitteilung, um anzuzeigen, dass der Netzwerk-Endpunkt ausreichende Ressourcen hat, um auf alle Anruf-Anforderungen zu antworten. Die SIP 183 Sitzungs-Fortschritts-Mitteilung wird (bei 640) von dem CSCF-Modul 41 an die Mobilstation weitergeleitet. Zwischen der RNC und der Mobilstation wird die SIP 183 Sitzungs-Fortschritts-Mitteilung in dem dedizierten PDTCH-Kurst übertragen.
Als Antwort auf die SIP 183-Mitteilung sendet die Mobilstation (bei 642) eine provisorische Bestätigungs-(PRACK-)Antwort zurück an das CSCF-Modul 41. Die PRACK-Antwort wird (bei 644) an den Netzwerk-Endpunkt weitergeleitet. Der Netzwerk-Endpunkt sendet dann (bei 646) eine 200 OK-Antwort zurück an das CSCF-Modul 41, das (bei 648) eine 200 OK-Antwort an die Mobilstation weiterleitet. Die PRACK- und OK-Mitteilungen werden ebenfalls in dedizierten PDTCH-Bursts zwischen der RNC und der Mobilstation übertragen.
Um einen Abwärtsstrecken-Datenstrom mit einer gewünschten Dienstgüte (QoS) aufzubauen, sendet der Netzwerk-Endpunkt (bei 650) eine RSVP PATH-Mitteilung an den GGSN 36. Die RSVP PATH-Mitteilung enthält die Sender_Tspec-Information, die das Verkehrs-Profil angibt, dessen Erzeugung durch den Netzwerk-Endpunkt erwartet wird. Der GGSN 36 leitet (bei 652) die RSVP PATH-Mitteilung an die Mobilstation weiter. Zwischen der RNC und der Mobilstation werden die RSVP-Mitteilungen gemäß einiger Ausführungsformen in dedizierten PDTCH-Bursts übertragen.
Wenn der bereits für die Mobilstation ausgebildete primäre PDP-Kontext nicht in der Lage ist, die in der RSVP PATH-Mitteilung angeforderte QoS zu liefern, kann die Mobilstation einen sekundären PDP-Kontext ausbilden. Im Hinblick auf den primären PDP-Kontext kann eine Mobilstation ein oder mehrere sekundäre PDP-Kontexte mit unterschiedlichen QoS-Profilen aktivieren, sofern und wenn dies erforderlich ist. Eine Aktivierungs-Prozedur für einen sekundären PDP-Kontext und eine Funk-Zugangs-Träger-Zuordnung und Funk-Träger-Aufbau-Prozedur werden (bei 654) zwischen der Mobilstation und dem GGSN 36 ausgeführt.
Sobald der sekundäre PDP-Kontext, der den gewünschten QoS-Grad liefert, aufgebaut wurde, sendet die Mobilstation (bei 656) eine RSVP RESV-Mitteilung als Antwort auf die RSVP PATH-Mitteilung. Die RSVP RESV-Mitteilung wird von dem GGSN 36 empfangen, der (bei 658) die RSVP RESV-Mitteilung an den Netzwerk-Endpunkt weiterleitet. Die RSVP RESV-Mitteilung wird wiederum in einem dedizierten PDTCH-Burst übertragen.
Der vorstehend beschriebene RSVP-Prozess wird weiterhin in der Rückwärtsrichtung ausgeführt, um einen Aufwärtsstrecken-Datenstrom mit der gewünschten QoS aufzubauen. Dies ist durch eine RSVP PATH-Mitteilung dargestellt, die von der Mobilstation ausgegangen und übertragen wird (bei 659). Als Antwort sendet der Netzwerk-Endpunkt eine RSVP RESV-Mitteilung (bei 660). Auf der Grundlage des Abwärtsstrecken-RSVP-Prozesses kann auch eine Prozedur zur Modifikation des sekundären PDP-Kontextes durchgeführt werden, falls dies erforderlich ist.
Die Mobilstation sendet dann (bei 616) eine COMET-Mitteilung an das CSCF-Modul 41, um anzuzeigen, dass die Bedingungen erfüllt sind. Die COMET-Mitteilung wird (bei 662) an den Netzwerk-Endpunkt weitergeleitet. Als Antwort sendet der Netzwerk-Endpunkt (bei 664) eine 200 OK-Mitteilung an das CSCF-Modul 41, das (bei 666) die 200 OK-Antwort an die Mobilstation weiterleitet. Zwischen der RNC und der Mobilstation werden die COMET- und 200 OK-Mitteilungen in dedizierten PDTCH-Bursts übertragen.
An diesem Punkt ist der Netzwerk-Endpunkt zum Antworten an die Mobilstation bereit. Eine SIP 180 Rufton-Antwort wird (bei 668) an das CSCF-Modul 41 gesandt, das (bei 670) die Rufton-Antwort an die Mobilstation weiterleitet. Eine PRACK-Mitteilung wird dann (bei 672) von der Mobilstation an CSCF-Modul 41 gesandt, die (bei 674) die PRACK-Mitteilung an den Netzwerk-Endpunkt weiterleitet. Als Antwort liefert der Netzwerk-Endpunkt (bei 676) eine 200 OK-(PRACK-)Antwort zurück, die (bei 678) durch das CSCF-Modul 41 an die Mobilstation weitergeleitet wird. Nach diesen Vorgängen sendet der Netzwerk-Endpunkt ebenfalls (bei 680) eine 200 OK-Mitteilung als Antwort auf die SIP-Einladungs-Anforderung, die bei 634 übertragen wird. Die 200 OK-Antwort wird (bei 682) von dem CSCF-Modul 41 an die Mobilstation weitergeleitet. Die Mobilstation sendet dann eine SIP Ack-Mitteilung (bei 680) zurück an das ACSCF-Modul 41, das (bei 682) die Ack-Mitteilung an den Netzwerk-Endpunkt weiterleitet. Die zwischen 660 und 682 ausgetauschten Mitteilungen werden alle in PDTCH-Bursts übertragen.
Wenn die Ack-Antwort empfangen wird, wird ein RTP-Träger-Pfad (bei 684) zwischen der Mobilstation und dem Netzwerk-Endpunkt aufgebaut. Sprache und anderer Echtzeit-Verkehr wird zwischen der Mobilstation und dem Netzwerk-Endpunkt über den RTP-Träger-Pfad übertragen.
Im Folgenden wird das Betriebsverhalten der paketvermittelten Verbindungen unter Verwendung von Techniken gemäß einigen Ausführungsformen verglichen mit GSM-leitungsvermittelten Verbindungen beschrieben. Der Verkehrs-Fluss durch einen Zellen-Ort ist als das Produkt der Anzahl von Verbindungen während einer bestimmten Zeitperiode N und der mittleren Dauer des Anrufs T definiert. In der Verkehrs-Theorie wird die Zeiteinheit allgemein als eine Periode von einer Stunde betrachtet. Daher kann die Anzahl von Anrufen oder Verbindungen N in Ausdrücken der Ankunfts-Rate λ (Anzahl der Anrufe pro Zeiteinheit) ausgedrückt werden, und die mittlere Dauer des Anrufs, T, kann in Ausdrücken der Zeiteinheit pro Anruf ausgedrückt werden. Die Verkehrs-Intensität A (in Erlang) ist durch Folgendes gegeben:
worin λ in Einheiten von „Anrufen pro Hauptverkehrsstunde" und T in Einheiten von „Sekunden" ist.
Für ein 4/12-Frequenz-Wiederbenutzungs-Muster und eine Bandbreite von 15 MHz steht die Folgende Anzahl von Kanälen pro Sektor zur Verfügung:
Für die leitungsvermittelte GSM-Verbindungs-Aufbau-Sequenz wird angenommen, dass die logische Kanal-Kombination VII (die einen Zeitschlitz erfordert) zur Unterstützung der Umsetzung von SDCCHs auf grundlegende physikalische Kanäle verwendet wird. SDCCH/8 (0 ... 7) + SACCH/8 (0 ... 7) VII
Zusätzlich hierzu wird die logische Kanal-Kombination IV (die ebenfalls einen Zeitschlitz erfordert) für den Baken-Träger verwendet: FCCH + SCH + BCCH + CCCH IV
Daher ist für eine leitungsvermittelte GSM-Verbindungs-Aufbau-Folge die Anzahl von Kanälen pro Sektor für einen 4/12-Frequenz-Wiederbenutzungs-Muster und eine Bandbreite von 15 MHz gleich 48.
Für SIP-Verbindungs-Aufbau-Folge wird angenommen, dass die logische Kanal-Kombination IV (die einen Zeitschlitz erfordert) oder XI (die einen Zeitschlitz erfordert) sowohl für den Baken-Träger als auch dem COMPACT CPBCCH-Träger verwendet wird. FCCH + SCH + BCCH + CCCH IV PFCCH + PSCH + CPBCCH + CPCCCH + PDTCH + PACCH + PTCCH XI
Daher ist für eine SIP-Verbindungs-Aufbau-Folge die Anzahl der Kanäle pro Sektor für ein 4/12-Frequenz-Wiederbenutzungs-Muster und eine Bandbreite von 15 MHz gleich 49.
In manchen Fällen sind Systeme, die die paketvermittelte Verbindungs-Aufbau-Prozedur unter Verwendung von SIP gemäß einiger Ausführungsformen implementieren, spektral effizienter als Systeme, die die leitungsvermittelte GSM-Verbindungs-Aufbau-Prozedur unter Verwendung von RIL3-CC, RIL3-MM, RIL3-RR und DTAP verwenden, wie dies weiter unten erläutert wird. Die Blockierung ist das Fehlschlagen von Verbindungen aufgrund einer unzureichenden Anzahl von verfügbaren Kanälen. Beispielsweise bedeutet ein Blockierungs-Wert von 0,02, dass zwei Anrufe für jeweils 10 Anruf-Versuche blockiert werden. Die Tabelle 1 zeigt eine Vergleich zwischen den Blockierungs-Werten für die typische leitungsvermittelte GSM-Verbindungs-Aufbau-Folge und die typische SIP-Verbindungs-Aufbau-Folge in einem Anordnungs-Beispiel.

Blockierung 2%

T (mittlere Gesprächsdauer) (sek.) λ (Anrufe pro Hauptverkehrs-Stunde)

GSM SIP (unter Verwendung von MCS-1)

120 1150 1140

300 460 465

600 230 234

1200 115 117
Somit können wie es in dem Beispiel der Tabelle 1 gezeigt ist, Systeme, die die paketvermittelte Verbindungs-Aufbau-Prozedur unter Verwendung von SIP verwenden, für mittlere Anruf-Dauern, die größer als ungefähr 120 Sekunden sind, geringfügig spektral effizienter sein, als Systeme, die die leitungsvermittelten GSM-Verbindungs-Aufbau-Prozeduren unter Verwendung von RIL3-CC, RIL3-MM, RIL3-RR und DTAP implementieren. Der Vorteil des SIP-Verbindungs-Aufbaus kann sich jedoch verringern, sobald zusätzliche Funk-Ressourcen-Verwaltungs-Mitteilungen für den SIP-Verbindungs-Aufbau berücksichtigt werden. Weiterhin kann es einige zusätzliche Funk-Ressourcen-Verwaltungs-Signalisierungen für die sekundäre PDP-Kontext-Aktivierung geben.
Die spektrale Effizienz einer typischen SIP-Verbindungs-Aufbau-/Verbindungs-Auslöse-Folge kann weiter dadurch verbessert werden, dass das UDP/IP-Kopffeld auf SIP-Anforderungs-Verfahren und den Antwort-Codes komprimiert wird, die während einer typischen SIP-Verbindungs-Aufbau-/Verbindungs-Auslösungs-Folge übermittelt werden. Weiterhin kann die spektrale Effizienz durch Verwendung von Codierungs-Schemas MCS-3 bis MCS-9 verbessert werden. Schließlich kann, wenn eine einfache Tokenisierungs-Technik implementiert wird, die Größe der SIP-Anforderungs-Verfahren und Antwort-Codes um ungefähr 12% reduziert werden.
In 8 sind die Komponenten einer Funk-Netzwerk-Steuerung 700, des Datenverkehrs-Dienst-Knotens 35 und einer mobilen Einheit 20 gezeigt. Diese Komponenten dienen zu Erläuterungszwecken und sollen den Schutzumfang der Erfindung nicht beschränken. Bei weiteren Ausführungsformen sind andere Architekturen derartiger Komponenten möglich. Beispielsweise kann die Funk-Netzwerk-Steuerung 700 tatsächlich mehrere Plattformen einschließen, wie zum Beispiel eine Basisstation und eine Basisstations-Steuerung. In der Funk-Netzwerk-Steuerung 700 ist ein Sendeempfänger 727 mit einem Antennenturm 754 verbunden, der Träger 26 sendet und empfängt. Der Sendeempfänger 727 ist mit einer Steuereinheit 750 (oder mehreren Steuereinheiten) verbunden, auf denen verschiedene Software-Routinen 749 ausführbar sein können. Eine Speicher-Einheit 747 (oder mehrere Speicher-Einheiten) können ebenfalls mit der Steuereinheit 750 verbunden sein. Weiterhin schließt die Funk-Netzwerk-Steuerung 700 eine MSC-Schnittstelle 752 ein, die mit einer Verbindungsstrecke 764 (beispielsweise einer T1-Verbindungsstrecke) gekoppelt ist, die ihrerseits mit einer MSC gekoppelt ist. Die Funk-Zugangs-Steuerung 700 schließt weiterhin eine Schnittstelle 751 (die in einer Ausführungsform eine lu-ps-Schnittstelle 751 gemäß dem EGPRS- oder EGPRS COMPACT-Protokoll ist) zur Kommunikation über eine Verbindungsstrecke (beispielsweise einer lu-ps-Verbindungsstrecke) mit dem SGSN 35 ein.
Der SGSN 35 schließt bei einer Ausführungsform Schnittstellen-Einheiten 777 und 779 zur Kommunikation über die lu-ps- beziehungsweise Gs-Verbindungsstrecken ein. Der Verarbeitungs-Kern des Datenverkehrs-Dienst-Knotens 35 schließt eine Steuer-Einheit 769 (oder mehrere Steuer-Einheiten) ein. Eine Speicher-Einheit 771 (oder mehrere Speicher-Einheiten) ist mit der Steuer-Einheit 769 gekoppelt. Routinen und Module, die eine Datenverkehrs-System-Steuerung 740 bilden, können anfänglich in der Speicher-Einheit 771 gespeichert und von der Steuer-Einheit 769 zur Ausführung geladen werden. Der SGSN 35 schließt weiterhin eine Schnittstelle 781 (beispielsweise eine Gn-Schnittstelle) zur Kommunikation mit dem GGSN 36 (1) ein. Bei einer weiteren Ausführungsform kann die Schnittstelle 781 eine Netzwerk-Schnittstellen-Steuerung oder ein anderer Sendeempfänger sein, der über das Daten-Netzwerk 32 kommunizieren kann.
Träger werden zwischen den Antennen 754, die mit der Funk-Netzwerk-Steuerung 700 gekoppelt sind, und einer Antenne 762 einer Mobilstation übertragen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Mobilstation 20 ist ein Funk-Sendeempfänger 764 mit der Antenne 762 verbunden, um Träger 26 zu senden und zu empfangen. Eine Steuer-Einheit 766 (oder mehrere Steuer-Einheiten) können mit dem einen oder mehreren Funk-Sendeempfängern 764 gekoppelt sein. Die Steuer-Einheit 766 ist mit einer Speicher-Einheit 768 (oder mehreren Speicher-Einheiten) gekoppelt.
Software-Routinen 768, die auf der Steuer-Einheit 766 ausführbar sind, können anfänglich in einem nicht-flüchtigen Teil der Speicher-Einheit 768 gespeichert sein. Eine Eingangs-/Ausgangs-(I/O-)Steuerung 774 ist mit der Tastatur 770 und der Anzeige 772 der Mobilstation 20 gekoppelt.
Um die Übermittlung von IP-Paketen und SIP-Mitteilungen zu unterstützen, schließt die Mobilstation 20 weiterhin einen UDP/IP-Stapel 704 sowie einen SIP-Stapel 702 ein. Auf der Sendeseite fügt der UDP/IP-Stapel 704 geeignete UDP- und IP-Kopffelder zum Einkapseln in ein IP-Paket ein. Auf der Empfangsseite leitet der UDP/IP-Stapel 704 die Nutz-Information, beispielsweise eine SIP-Mitteilung, aus einem empfangenen IP-Paket ab. Der SIP-Stapel 702 ist eine Zustands-Maschine, die eine Analyse, Verarbeitung und Erzeugung von SIP-Anforderungen und Antworten liefert. Andere Module sind ebenfalls in der Mobilstation 20 vorhanden, unter Einschluss eines RSVP-Agenten und Modulen, die in der Lage sind, DHCP- und DNS-Mitteilungen zu erzeugen und zu empfangen.
Die verschiedenen Software-Schichten, Routinen oder Module, die hier beschrieben wurden, können auf verschiedenen Verarbeitungs-Elementen ausführbar sein, wie zum Beispiel den vorstehend erläuterten Steuer-Einheiten. Jede Steuer-Einheit kann einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine Prozessor-Karte (die einen oder mehrere Mikroprozessoren oder Mikrocontroller einschließt) oder andere Steuer- oder Computer-Einrichtungen einschließen. Wie der Begriff hier verwendet wird, kann sich „Steuerung" auf entweder Hardware oder Software oder eine Kombination dieser beiden beziehen. Eine „Steuerung" kann sich weiterhin auf eine einzige Komponente oder mehrere Komponenten (entweder Hardware oder Software) beziehen.
Eine Speicher-Einheit schließt ein oder mehrere Maschinen-lesbare Speicher-Medien zum Speichern von Daten und Befehlen ein. Die Speicher-Medien schließen unterschiedliche Formen von Speicher unter Einschluss von Halbleiter-Speicher-Einrichtungen, wie zum Beispiel dynamische oder statische Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAMs oder SRAMs), löschbare und programmierbare Festwert-Speicher (EPROMs), elektrisch löschbare und programmierbare Festwert-Speicher (EEPROMs) und Flash-Speicher, Magnetplatten, wie zum Beispiel Festplatten, Floppy-Laufwerke und auswechselbare Platten, andere magnetische Medien unter Einschluss von Bändern und optische Medien ein, wie zum Beispiel Compact-Disks (Cds oder digitale Video-Disks (DVDs)). Befehle, die die verschiedenen Software-Schichten, Routinen oder Module in den verschiedenen Neztwerk-Elementen bilden, sind in jeweiligen Speicher-Einheiten gespeichert. Die Befehle bewirken bei ihrer Ausführung durch eine jeweilige Steuer-Einheit, dass die entsprechende Station oder das System programmierte Vorgänge ausführt.
Die Befehle für Software-Schichten, Routinen oder Module werden an die Station oder das System in einer von vielen unterschiedlichen Arten transportiert. Beispielsweise werden Code-Segmente, die auf Floppy-Disks, CD- oder DVD-Medien einer Festplatte gespeicherte oder über eine Netzwerk-Schnittstellen-Karte, ein Modem oder eine andere Schnittstellen-Einrichtung transportierte Befehle einschließen, in das System geladen und als entsprechende Software-Schichten, Routinen oder Module ausgeführt. Bei dem Lade- oder Transport-Prozess übermitteln Datensignale, die in Träger-Schwingungen verkörpert sind (über Telefon-Leitungen, Netzwerk-Leitungen, drahtlose Verbindungsstrecken, Kabel und dergleichen übertragen werden) die Code-Segmente, unter Einschluss von Befehlen, an das Netzwerk-Element. Derartige Träger-Schwingungen können die Form von elektrischen, optischen, akustischen, elektromagnetischen oder anderen Arten von Signalen aufweisen.
Obwohl die Erfindung bezüglich einer beschränkten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann vielfältige Modifikationen und Abänderungen hiervon erkennen. Es ist daher vorgesehen, dass die beigefügten Ansprüche alle derartigen Modifikationen und Abänderungen abdecken.

Claims

Verfahren zum Aufbau einer Verbindung in einem drahtlosen Netzwerk, das: das Senden (202) einer Anforderung für eine paketvermittelte Verbindung über das drahtlose Netzwerk umfasst, wobei die paketvermittelte Verbindung zur Übermittlung von Echtzeit-Daten unter Verwendung von paketvermittelten Kommunikationen dient, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin Folgendes umfasst: Übermitteln (206, 208, 210, 212, 304, 306, 404, 406, 408, 412, 414, 416) von Steuer-Signalisierungen zum Aufbau der paketvermittelten Verbindung in einem Verkehrskanal des drahtlosen Netzwerkes.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Senden der Anforderung das Senden der Anforderung in einem zufälligen Zugangskanal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Senden der Anforderung das Senden der Anforderung mit einem vorgegebenen Code in dem zufälligen Zugangskanal eines erweiterten allgemeinen Paketfunk-Dienstesystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem das Senden der Anforderung in dem zufälligen Zugangskanal das Senden der Anforderung in einem von RAC, PRACH und CPRACH umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin die Rückgewinnung des vordefinierten Codes zum Senden in der Anforderung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, bei die Rückgewinnung des vordefinierten Codes die Rückgewinnung eines zufälligen Zugangskanal-Mobilstations-Codes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in dem Verkehrskanal die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in einem Paketdaten-Verkehrskanal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Übermittlung der Steuer-Signalisierung die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in einem PDTCH eines erweiterten allgemeinen Paketfunk-Dienstesystems umfasst.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Übermittlung der Steuer-Signalisierung die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in einem Paketdaten-Verkehrskanal umfasst, der auf einen dedizierten physikalischen Kanal umgesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiterhin die Übermittlung von Trägerverkehr in einem weiteren Verkehrskanal umfasst, der auf den dedizierten physikalischen Kanal umgesetzt ist.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in dem Verkehrskanal die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in einem PDTCH umfasst, und bei dem die Übermittlung des Trägerverkehrs die Übermittlung des Trägerverkehrs in einem TCH umfasst, wobei der PDTCH und der TCH entsprechend einem erweiterten allgemeinen Paketfunk-Dienste-Protokoll definiert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Übermittlung der Steuer-Signalisierung die Übermittlung von Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Übermittlung der Steuer-Signalisierung die Übermittlung einer Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Einladungs-Anforderung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin das Senden einer Auslöse-Mitteilung zur Beendigung der paketvermittelten Verbindung in einem Verkehrskanal umfasst.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem das Senden der Auslöse-Mitteilung das Senden einer Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Bye-Mitteilung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin das Senden von Dienstgütebezogenen Mitteilungen in einem Verkehrskanal umfasst.
Verfahren nach 16, bei dem das Senden der Dienstgüte-bezogenen Mitteilungen das Senden von Ressourcen-Reservierungsprotokoll-Mitteilungen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in dem Verkehrskanal die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in einem PDTCH umfasst, wobei das Verfahren weiterhin die Übermittlung von Trägerverkehr in einem TCH umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in dem Verkehrskanal die Übermittlung der Steuer-Signalisierung in einem PDTCH umfasst, wobei das Verfahren weiterhin die Übermittlung von Trägerverkehr in einem PDTCH umfasst.
Computerprogramm-Produkt, das zumindest ein Computer-lesbares Speichermedium umfasst, auf dem Computerprogramm-Codeeinrichtungen angeordnet sind, um zu bewirken, dass ein System ein Verfahren ausführt, das: das Senden (202) eines zufälligen Zugangskanals zur Anforderung eines Zugangs an ein drahtloses Netzwerk umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren weiterhin Folgendes umfasst: Hinzufügen eines vorgegebenen Codes in den zufälligen Zugangskanal zur Anzeige dafür, dass der Zugang eine paketvermittelte Verbindung zum Austausch von Echtzeit-Daten zwischen Endpunkten unter Verwendung von paketvermittelten Kommunikationen beinhaltet; und Ausführen der paketvermittelten Verbindung unter Verwendung einer vorgegebenen logischen Kanalkombination (108, 112, 118, 120, 122, 126), wobei eine Verbindungsaufbau-Signalisierung für die paketvermittelte Verbindung in Verkehrskanälen (108) des drahtlosen Netzwerkes übermittelt wird.
Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 20, bei dem das Senden des zufälligen Zugangskanals das Senden von einem von RACH, PRACH und CPRACH umfasst.
Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 20, bei dem die Verbindungsaufbau-Signalisierung für die paketvermittelte Verbindung in PDCHs übermittelt wird.
Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 20, bei dem die Verbindungsaufbau-Signalisierung Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen umfasst, und das Verfahren die Übermittlung der Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen in den Verkehrskanälen umfasst.
Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 23, bei dem die Übermittlung der Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen die Übermittlung der Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen in PDTCHs eines allgemeinen Paketfunk-Dienst-(GPRS-)Netzwerkes umfasst.
Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 23, bei dem die Übermittlung der Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen die Übermittlung einer Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Einladungs-Mitteilung umfasst.
Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 25, bei dem die Übermittlung der Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen den Empfang von Antwort-Mitteilungen auf die Einladungs-Mitteilung umfasst.
Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 23, bei dem die Übermittlung der Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen die Übermittlung einer Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Bye-Mitteilung zur Auslösung einer Verbindung umfasst.
Computerprogramm-Produkt nach Anspruch 23, bei dem die Verbindungsaufbau-Signalisierung weiterhin Steuer-Mitteilungen zur Bereitstellung eines Zusatz-Dienstes umfasst, und bei dem das Verfahren die Übermittlung der Steuer-Mitteilungen zur Bereitstellung des Zusatz-Dienstes umfasst.
Mobilstation (20) zur Verwendung in einem drahtlosen Kommunikationssystem, das Basisstationen (18) aufweist, mit: einem Speicherelement (768), das zur Speicherung eines vorgegebenen Codes angeordnet ist, der paketvermittelten Verbindungen zugeordnet ist; und einer Steuereinrichtung (766, 776), die zum Senden (202) eines zufälligen Zugangskanals an eine der Basisstationen über eine drahtlose Verbindungsstrecke für den Zugriff auf das drahtlose Kommunikationssystem angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass: der zufällige Zugangskanal in vorgegebenem Code zur Anzeige dafür umfasst, dass der Zugang eine paketvermittelte Verbindung beinhaltet; und die Steuerung so ausgebildet ist, dass sie die paketvermittelte Verbindung unter Verwendung einer zugeordneten vorgegebenen logischen Kanalkombination (108, 112, 118, 120, 122, 126) ausführt, wobei die Verbindungssteuer-Signalisierung für die paketvermittelte Verbindung in Verkehrskanälen (108) der drahtlosen Verbindungsstrecke übermittelt wird.
Mobilstation nach Anspruch 29, bei der der zufällige Zugangskanal einen von RACH, PRACH und CPRACH umfasst.
Mobilstation nach Anspruch 30, bei der die Verkehrskanäle PDCHs umfassen.
Mobilstation nach Anspruch 31, bei der die Verbindungssteuer-Signalisierung Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen umfasst.
Funk-Netzwerk-Steuersystem (700) mit: einer Schnittstelle (727) zu einer drahtlosen Verbindungsstrecke, die zu einer Kommunikation mit einer Mobilstation (20) fähig ist; und einer Steuereinrichtung (750, 749), die zur Empfang (202) eine Anforderung zum Aufbau einer paketvermittelten Verbindung über die drahtlose Verbindungsstrecke ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass: die Steuereinrichtung weiterhin zur Zuordnung (204) einer logischen Kanalkombination als Antwort auf die Anforderung ausgebildet ist, und die Steuereinrichtung weiterhin so ausgebildet ist, dass sie eine Verbindungssteuer-Signalisierung für die paketvermittelte Verbindung in Verkehrskanälen der drahtlosen Verbindungsstrecke übermittelt (206, 208, 210, 212, 304, 306, 404, 406, 408, 412, 414, 416).
Funk-Netzwerk-Steuersystem nach Anspruch 33, bei dem die logische Kanalkombination TCH + FACCH + SACCH + PDTCH + PACCH + PTCCH umfasst, wobei die Verkehrskanäle PDTCH umfassen.
Funk-Netzwerk-Steuersystem nach Anspruch 34, bei dem die Verbindungssteuer-Signalisierung Sitzungs-Initialisierungs-Protokoll-Mitteilungen umfasst.
Funk-Netzwerk-Steuersystem nach Anspruch 34, bei dem die Steuereinrichtung zur Übermittlung einer Erfolgs-Anzeige der paketvermittelten Verbindung in dem PACCH ausgebildet ist.
Funk-Netzwerk-Steuersystem nach Anspruch 34, bei dem die Steuereinrichtung so ausgebildet ist, dass sie eine Funk-Ressourcen-Verwaltungs-Signalisierung in dem PACCH übermittelt, um den Status der Paket vermittelten Verbindung anzuzeigen.