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Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Mechanismen
der Funkressourcensteuerung (Radio Resource Control) (RRC) in drahtlosen
Kommunikationsnetzwerken und insbesondere ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zum Auswählen eines
Kommunikationskanals.
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Hintergrund
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In
drahtlosen Kommunikationsnetzwerken, beispielsweise einem universellen
mobilen Telekommunikationssystem (Universal Mobile Telecommunications
System) (UMTS), können
Kommunikationskanäle
erzeugt werden zwischen: Einer mobilen Kommunikationsvorrichtung
zum Bereitstellen eines Zugangs auf Netzwerkdienste über Funkkommunikationskanäle, einem
Funkzugangsnetzwerk (Radio Access Network) (RAN), das wenigstens
einen Funk-Basistransceiverstation
zum Senden und Empfangen einer Information bzw. von Informationen über die
Kommunikationskanäle
und wenigstens eine Funknetzwerksteuerungseinrichtung (radio network
controller) zum Steuern, auf welchem Kommunikationskanal über welche
Funk-Basistransceiverstation eine mobile Kommunikationsvorrichtung
kommuniziert und zum Leiten des Kommunikationsverkehrs, einem Kernnetzwerk,
das Netzwerkknoten zum Bereitstellen von Netzwerksteuermerkmalen, wie
Rechnungsstellung und Authentifizierung, und Leiten von Kommunikationsverkehr
zu dem und von dem geeigneten RAN und zu und von anderen Netzwerken,
und weiteren Netzwerken, wie entweder einem öffentlichen Fernsprechnetz
(Public Switched Telephone Network) (PSTN) oder einem Paketdatennetzwerk
(Packet Data Network) (PDN), zum Leiten von Kommunikationsverkehr
zu dem und von dem Kernnetzwerk. Eine mobile Kommunikationsvorrichtung
kann zwischen von derselben Funknetzwerksteuerungseinrichtung unterstützten Basistransceiverstationen
entsprechend Signalstärkemessungen, die
von jeder Basistransceiverstation empfangen werden, übergehen.
Ein Übergang
zwischen Funk-Basistransceiverstationen,
die von derselben Funknetzwerksteuerungseinrichtung unterstützt werden
und ferner von demselben Kernnetzwerk unterstützt werden, erfordert nur eine
Funkschnittstellenaktualisierung und eine Schnittstellenaktualisierung zwischen
der RNC und der Basistransceiverstation. Ein Übergang zwischen Funknetzwerksteuerungseinrichtungen,
die von verschiedenen Kernnetzwerken unterstützt werden, erfordert jedoch
eine Funkschnittstellenaktualisierung, eine Schnittstellenaktualisierung
zwischen der RNC und der Basistransceiverstation, eine Schnittstellenaktualisierung
zwischen der RNC und dem Kernnetzwerk, und ein Übergang zwischen Kernnetzwerken
erfordert eine zusätzliche
Schnittstellenaktualisierung zwischen dem Kernnetzwerk und entweder
dem PSTN oder dem PDN.
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Wenn
eine mobile Kommunikationsvorrichtung zwischen der RNC übergeht,
wird die Aktualisierung als Routingbereichsaktualisierung (Routing Area
Update) (RAU) bezeichnet. Wenn eine mobile Kommunikationsvorrichtung
zwischen Kernnetzwerken übergeht,
wird die Aktualisierung als Ortsbereichsaktualisierung (Local Area
Update) (LAU) bezeichnet. Die RAU und die LAU erfordern ein viel
größeres Signalisierungsvolumen über die
Funkverbindung als die Schnittstellenaktualisierung, die erforderlich
ist, wenn die mobile Kommunikationsvorrichtung zwischen Basistransceiverstationen,
die von derselben Funknetzwerksteuerungseinrichtung unterstützt werden, übergeht.
Betrachtet man die begrenzten Ressourcen und die empfindliche Natur
der Funkverbindung, sollten daher die Schnittstellenaktualisierungen,
die beim Übergang
zwischen der RNC und den Kernnetzwerken erforderlich sind, gut gesteuert
werden, um unnötigen
Energieverbrauch und Signalisierung über die Funkschnittstelle zu
vermeiden. Weil dies auftritt, wenn die mobile Kommunikationsvorrichtung
zwischen Basistransceiverstationen, die von dem verschiedenen RAN
oder Kernnetzwerk unterstützt
werden, übergeht,
gibt es die Möglichkeit, dass
die Position der mobilen Kommunikationsvorrichtung und Funkverbindungsbedingungen
zu häufigen
und unnötigen
Aktualisierungen führen.
Diese unkontrollierte Frequenz kann übermäßigen Energieverbrauch von
der mobilen Kommunikationsvorrichtung und übermäßigen Verkehr über die
Funkschnittstelle bewirken.
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Um
eine übermäßige LAU
und RAU zu mildern, erfordert die Standardspezifikation 3GPP 05.08,
dass im Falle einer LAU oder RAU ein Signalpegel von einer bedienenden
bzw. Serving-Basistransceiverstation
verglichen mit einem Signalpegel von einer benachbarten Basistransceiverstation durch
einen vorbestimmten Randwert eingestellt werden sollte. Ein Einstellen
des Referenzsignals kann unter einigen Umständen verhindern, dass unnötige Aktualisierungen
auftreten, und daher helfen, Energieverbrauch zu verringern und
Funkverbindungseffizienz zu verbessern. Beispielswiese kann ein
Einstellen des Referenzsignals helfen, zu verhindern, dass eine
mobile Kommunikationsvorrichtung, die sich in einem Bereich im Netzwerk
zwischen zwei Netzwerkzellen, die von zwei verschiedenen Funk-Basistransceiverstationen
bedient werden, befindet, unter bestimmten Ausbreitungscharakteristiken
unnötig
zwischen den zwei Zellen umschaltet. Auf Grund der Empfindlichkeit
von Funkkanälen
und daher der unvorhersehbaren Natur von Funkkanälen kann jedoch dieselbe Position
zu einer anderen Zeit unter verschiedenen Ausbreitungscharakteristiken liegen
oder kann eine andere durch andere Ausbreitungscharakteristiken
definierte Position vielleicht nicht ebenso gut auf den gleichen
eingestellten Wert ansprechen. Die US-A-5822 696 offenbart ein verfahren
zum Zuordnen einer Schwellengrenze für die Anzahl von Aktualisierungen
oder Übergaben
für ein mobiles
Netzwerk, welche eine mobile Station in einer festgesetzten Zeitdauer ausführen kann,
wobei die mobile Station abhängig
von der Anzahl der Übergaben,
die bereits aufgetreten sind, einem Kanal in entweder einer Mikrozelle
oder einer Makrozelle zugeordnet wird. Die US-A-2002/02977 offenbart
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ändern der Signalpegelaktualisierungsschwelle
in einem mobilen Kommunikationssystem basierend auf einer vorher festgesetzten
Signalqualitätsschwelle.
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Daher
gibt es einen Bedarf, ein verbessertes Verfahren und zum Einstellen
des Referenzsignalpegels bereitzustellen, um übermäßige Netzwerkaktualisierungen
zu mildern.
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Kurzdarstellung
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Die
Erfindung ist in den Ansprüchen
dargelegt. Um die im Hintergrund identifizierten Einschränkungen
zu überwinden,
werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auswählen eines
Kommunikationskanals bereitgestellt.
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In
einer Ausführungsform
wird ein eine Kanalauswahlhistorie verwendender Kanalauswahlmechnismus
zum Auswählen
eines Kommunikationskanals zwischen einer Serving-Basistransceiverstation
und einer benachbarten Basistransceiverstation dargelegt. Bei Empfang
eines Signals von der benachbarten Basistransceiverstation mit einem
Signalpegel, der einem Referenzsignalpegel von der Serving-Basistransceiverstation
gleichkommt oder übersteigt,
ermittelt der Kanalauswahlmechanismus, ob eine Kanalauswahl entweder
zu einer Ortsbereichsaktualisierung oder einer Routingbereichsaktualisierung
führen
würde.
Wenn eine Aktualisierung auftreten würde, ermittelt der Kanalauswahlmechanismus,
ob vorhergehend entweder eine Aktualisierung desselben Routingbereichs
oder Ortsbereichs auftraten. Wenn vorhergehend keine Aktualisierung desselben
Routingbereichs oder Ortsbereichs auftrat, werden ein inkrementaler
Wert festgesetzt und eine Kennungsinformation für den Routingbereich oder Ortsbereich
gespeichert. Wenn vorhergehend eine Routingbereichsaktualisierung
oder Ortsbereichsaktualisierung auftrat, wird der inkrementale Wert,
der denen Routing- oder Ortsbereichsinformation zugeordnet wird,
inkrementiert. Der Kanalauswahlmechanismus vergleicht den inkrementierten Wert
mit einem vorbestimmten Wert und wählt entweder einen ersten Randwert
aus, wenn der inkrementierte Wert dem vorbestimmten Wert nicht gleichkommt
oder diesen übersteigt,
oder wählt
einen zweiten Randwert aus, wenn der inkrementierte Wert einem vorbestimmten
Wert gleichkommt oder diesen übersteigt.
Der Kanalauswahlmechanismus bestimmt dann, ob der Signalpegel der
benachbarten Basistransceiverstation dem Signalpegel der Serving-Basistransceiverstation
plus dem ausgewählten Randwert
gleichkommt oder diesen übersteigt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 stellt
Verfahrensschritte dar, die ein Verfahren zum Mildern einer übermäßigen Netzwerkaktualisierung
identifizieren, das in einem Kanalauswahlmechanismus einer mobilen
Kommunikationsvorrichtung verwendet wird,
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2 stellt
eine relevante UMTS-Architektur einer mobilen Kommunikationsvorrichtung
dar, die den Kanalauswahlmechanismus verwendet, und
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3 stellt
ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise ein UMTS-Kommunikationsnetzwerk,
das Kommunikationsdienste unterstützt, für eine Kommunikationsvorrichtung
dar, die den Kanalauswahlmechanismus verwendet.
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Ausführliche
Beschreibung
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Während eine
Verwendung und eine Implementierung bestimmter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung unten ausführlich vorgestellt werden,
ist es selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung viele erfinderische Konzepte bereitstellt,
die in einer breiten Vielfalt von Kontexten verkörpert sein können. Die
hier erörterten
speziellen Ausfüh rungsformen
sind nur für
spezielle Weisen erläuternd,
die Erfindung auszuführen
und zu verwenden, und sollen nicht den Umfang der Erfindung einschränken.
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Ein
Kanalauswahlmechanismus einer Kommunikationsvorrichtung, der eine
Kanalauswahlhistorie verwendet, wird vorgestellt, um übermäßige Netzwerkaktualisierungen
zu mildern. Die Kommunikationsvorrichtung empfängt eine Information über Kommunikationskanäle, einschließlich Netzwerkkennungsinformation,
und ein Signal mit einer Signalstärke von den benachbarten Basistransceiverstationen
und vergleicht die empfangene Signalstärke mit der Signalstärke der
Serving-Basistransceiverstation bzw. dienenden Basistransceiverstation.
Der Kanalauswahlmechanismus ist in der Lage, aus der Information
und der Signalstärke
zu erhalten, ob eine Routingbereichsaktualisierung (RAU) oder eine
Ortsbereichsaktualisierung (LAU) erforderlich ist. Wenn eine von
beiden Aktualisierungen erforderlich ist, die Netzwerkinformation
abhängig
von der erforderlichen Aktualisierung einer von beiden oder beiden
zugeordnet sind, wird die RAU oder LAU gespeichert und abhängig davon,
ob vorhergehend eine Aktualisierung auftrat, entweder ein inkrementaler
Wert festgesetzt oder inkrementiert. Abhängig von dem Wert des inkrementalen
Wertes vergleicht der Kanalauswahlmechanismus die Signalstärke mit
der Signalstärke der
Serving-Basistransceiverstation plus entweder einem ersten Randwert
oder einem zweiten Randwert, um eine Kanalauswahl zu ermitteln.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 sind Verfahrensschritte, die
ein Verfahren zum Mildern einer übermäßigen Netzwerkaktualisierung,
das in einem Kanalauswahlmechanismus einer mobilen Kommunikationsvorrichtung
verwendet wird, identifizieren, dargestellt und allgemein mit 10
bezeichnet. Bei Block 12 empfängt der Kanalauswahlmechanismus eine
Information, einschließlich
einer Netzwerkkennung, die Orts- und Routingbereiche identifizieren, und
Signale mit einem Signalpegel, die eine Signalstärke von einer Basistransceiverstation,
welche ei ner Serving-Basistransceiverstation benachbart ist, angeben,
die einen Kommunikationsdienst für
die mobile Kommunikationsvorrichtung bereitstellen. Der Kanalauswahlmechanismus
ermittelt, ob der von der benachbarten Basistransceiverstation empfangene Signalpegel
dem Signalpegel, der hier als Referenzsignalpegel bezeichnet ist,
der Serving-Basistransceiverstation gleichkommt oder diesen übersteigt. Wenn
der Signalpegel dem Referenzsignalpegel nicht gleichkommt oder diesen übersteigt,
wird die Kanalauswahlprozedur beendet. Wenn der Signalpegel den
Signalpegel der Basistransceiverstation gleichkommt oder diesen übersteigt,
bestimmt der Kanalauswahlmechanismus aus der Netzwerkinformation,
ob der Kanal der benachbarten Basistransceiverstation zu einer Ortsbereichsaktualisierung (LAU)
oder einer Routingbereichsaktualisierung (RAU) führen würde. Wenn die Kanalauswahl
nicht zu einer LAU oder RAU führen
würde,
wird eine Kanalauswahl durchgeführt.
Wenn eine Kanalauswahl zu einer LAU oder RAU führen würde, ermittelt der Kanalauswahlmechanismus
bei Block 14, ob vorhergehend eine Auswahl zwischen denselben
zwei Bereichen auftrat. Wenn vorhergehend keine Auswahl zwischen
denselben zwei Bereichen auftrat, speichert der Auswahlmechanismus
die Netzwerkkennungsinformation und setzt einen inkrementalen Wert
fest. Wenn vorhergehend eine Auswahl zwischen denselben zwei Bereichen
auftrat, wird der Wert inkrementiert. Bei Block 16 wählt der
Kanalauswahlmechanismus entweder einen ersten vorbestimmten Randwert,
wenn der inkrementale Wert nicht einer vorbestimmten Grenze gleichkommt
oder diese übersteigt,
oder wählt
er einen zweiten vorbestimmten Randwert, wobei der zweite Randwert
größer ist
als der erste Randwert, wenn der inkrementale Wert einer vorbestimmten
Grenze gleichkommt oder diese übersteigt.
Bei Block 18 vergleicht der Kanalauswahlmechanismus das
empfangene Signal mit dem Referenzsignal plus dem ausgewählten Randwert.
Wenn das empfangene Signal dem Referenzsignal plus dem ausgewählten Randwert
nicht gleichkommt oder dieses übertrifft,
wird keine Kanalauswahl durchgeführt.
Wenn das empfangene Signal dem Referenzsignal plus dem ausgewählten Randwert
gleichkommt oder dieses übertrifft,
wird eine Kanalauswahl ausgeführt.
Der Kanalauswahlmechanismus kann eine Kennungsinformation und zugehörige inkrementale
Werte allmählich
oder vollständig
entfernen, wenn über
eine bestimmte Zeitdauer keine Aktualisierung mit einem gespeicherten
Bereich auftrat.
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Unter
Bezugnahme auf die 2 ist die relevante GPRS-, EDGE-
oder UMTS-Architektur einer mobilen Kommunikationsvorrichtung dargestellt,
die den allgemein mit 30 bezeichneten Kanalauswahlmechanismus verwendet.
Die relevante Architektur 30 umfasst einen Funkkanal 32 zum
Verbinden mit einer Basistransceiverstation über eine Funkverbindung, einen
physikalischen Schichtmechanismus 34 zum Erzeugen des Funkkanals 32,
einen Verbindungsschichtmechanismus 36, der einen Medium-Zugriffskontroll
(Medium Access Control) (MAC)-Mechanismus 38 umfasst, und
einen Funkverbindungssteuerungsmechanismus (Radio Link Control mechanism) 40 zur
Multiplexier- und Demultiplexiersteuerung sowie Benutzerdaten zu
und von Steuer- und
Benutzerdatenkanälen 42a und 42b und zu
und von Transportkanälen 44,
und einen Funkressourcensteuermechanismus (Radio Resource Control
mechanism) 46 zum Verarbeiten von Steuerdaten 42a, 48 und
Bereitstellen von Steuerinformation über einen Steuerkanal 50.
Eine zusätzliche
Architektur und Beschreibung ist nicht vorgesehen, da es viele verschiedene
Variationen von mobilen Kommunikationsvorrichtungen gibt, so dass
die grundlegende Architektur einem Fachmann auf dem Gebiet bekannt wäre. Die
mobile Kommunikationsvorrichtung kann jedoch abhängig von dem unterstützten Dienst
zusätzliche
Softwarekomponenten, wie IP, TCP, UPD und RTP, und Anwendungsschichtensoftware,
wie e-Mail, Internet-Suchmaschinen und Zeitplanungs- und Kalendersoftware,
zusätzlich
zu verschiedenen Middlewarekomponenten umfassen.
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Der
RCC-Mechanismus 46 umfasst einen Datenverarbeitungsmechanismus
zum Speichern und Verarbeiten bzw. Bearbeiten von Daten entsprechend
den Prozessen, die in der zu der 1 gehörigen Beschreibung
identifiziert sind. Der Datenverarbeitungsmechanismus umfasst einen
Prozessor 52, einen Speicher 54 und einen Digitalsignalprozessor (Digital
Signal Processor) (DSP) 56 zum Empfangen von Kanalinformation,
Speichern und Verarbeiten der Kanalauswahlinformation und Ausführen der
Prozeduren sowie Bereitstellen der Steuerinformation, die für die Kanalauswahl
notwendig ist. In der Ausführungsform
der Erfindung empfängt
der RRC-Mechanismus 46 Signalpegel von Serving- und benachbarten
Basistransceiverstationen, Netzwerkkennungsinformation, und vergleicht
entsprechend dieser Information Signalpegel von benachbarten Basistransceiverstationen
mit entweder: Dem Referenzsignal in dem Fall, in dem keine RAU oder
LAU erforderlich ist, mit dem Referenzsignal plus einem ersten Randwert in
dem Fall, in dem eine RAU oder LAU erforderlich ist und dieselbe
RAU oder LAU nicht vorhergehend eine vorbestimmte Anzahl von Malen
auftrat, und mit dem Referenzsignal plus einem zweiten Randwert, wobei
der zweite Randwert um einen vorbestimmten Betrag größer ist
als der erste Randwert, in dem Fall in dem dieselbe RAU oder LAU
vorher eine vorbestimmte Anzahl von Malen auftrat. Obwohl die 2 einen
in dem RRC-Mechanismus eingeschlossenen Datenverarbeitungsmechanismus
darstellt, sollte von einem Fachmann auf dem Gebiet verstanden werden,
dass der Datenverarbeitungsmechanismus eine gemeinsam benutzte Ressource
sein kann, die von weiteren Komponenten in der Architektur geteilt
wird.
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Nun
unter Bezugnahme auf die 3 ist ein beispielhaftes drahtloses
Kommunikationsnetzwerk, beispielsweise ein geeignete Standardspezifikationen
einhaltendes GSM-, GPRS- oder
UMTS-Kommunikationsnetzwerk, das Kommunikationsdienste für eine mobile
Kommunikationsvorrichtung unterstützt, die den Kanalauswahlmechanismus
verwendet, dargestellt und allgemein mit 60 bezeichnet. Das drahtlose
Kommunikationsnetzwerk umfasst ein Kernnetzwerk 62, das
mit einem Funkzugriffsnetzwerk (RAN) 64, 66 und
weiteren Netzwerken 68, wie einem öffentlichen Fernsprechnetz
(PSTN) oder Paketdatennetzwerk (PDN), verbunden ist. Das drahtlose
Kommunikationsnetzwerk umfasst weiterhin ein Kernnetzwerk 70,
das mit einem RAN 72, 74 und weiteren Netzwerken 76,
wie einem öffentlichen
Fernsprechnetz (PSTN) oder Paketdatennetzwerk (PDN), und einer mobilen
Kommunikationsvorrcihtung 78 verbunden ist. Die RAN 64, 66, 72 und 74 umfassen vielfache
Basistransceiverstationen, die eine Funkschnittstelle zwischen der
mobilen Kommunikationsvorrichtung 78 und einer Funknetzwerksteuereinrichtung
zum Zuordnen von Funkressourcen und Leiten von Kommunikationen über die
Basistransceiverstationen bereitstellen. In dieser Darstellung umfasst das
RAN 64 eine Netzwerksteuerungseinrichtung, die zwei Gruppen
von Basistransceiverstationen, welche mit RA1 und RA2 identifiziert
sind, unterstützt und
ferner von einem Kernnetzwerk 62, welches durch LA1 identifiziert
wird, unterstützt
wird. Das RAN 66 umfasst eine Netzwerksteuerungseinrichtung,
die eine Gruppe von Basistransceiverstationen, welche mit RR3 identifiziert
ist, unterstützt
und ferner von einem Kernnetzwerk 62, 70 unterstützt wird
und durch LA2 identifiziert ist. Das RAN 72 umfasst eine Netzwerksteuerungseinrichtung,
die eine Gruppe von Basistransceiverstationen, die mit RA4 identifiziert
ist, unterstützt
und ferner von einem Kernnetzwerk 70 unterstützt wird,
das durch LA3 identifiziert ist. Das RAN 74 umfasst eine
Netzwerksteuerungseinrichtung, die eine Gruppe von Basistransceiverstationen,
die mit RA5, RA6 identifiziert ist, unterstützt und ferner von einem Kernnetzwerk 70,
das durch LA3 identifiziert ist, unterstützt wird.
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Kommunikationsverkehr
wird zu und von der mobilen Kommunikationsvorrichtung 78,
zu und von dem RAN 64 und zu und von dem Kernnetzwerk 62 sowie
einem weiteren Netzwerk 68 entsprechend zu den RA und LA
geleitet. Als Beispiel kann in dieser bestimmten Darstellung die
mobile Kommunikationsvorrichtung 79 LA1, RA1 zugewiesen
sein. Obwohl es nicht dargestellt ist, überlappt sich in der Praxis eine
Zellenabdeckung zwischen RAN gegenseitig. Wenn die mobile Kommunikationsvorrichtung 78 Signalpegel,
die angeben, dass ein Übergang
zwischen Basisstationen auftreten sollte, empfängt, ermittelt der Kanalauswahlmechanismus,
wie er unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben
wurde, ob eine Kanalauswahl zu einer RAU oder LAU führen würde. Wenn
eine Aktualisierung auftreten wür de, beispielsweise
wenn eine Kanalauswahl dazu führen würde, dass
eine mobile Station LA1, RA2 aufweist, wird der Referenzsignalpegel
einer Serving-Basistransceiverstation plus Randwert verwendet, um
diesen mit einem Signalpegel einer benachbarten Basistransceiverstation
zu vergleichen, wenn vorhergehend eine Aktualisierung zwischen RA1
und RA2 eine vorbestimmte Anzahl von Malen auftrat. Daher kann eine
Kanalauswahlhistorie verwendet werden, um übermäßige Netzwerkaktualisierungen
auf Grund einer Kombination von Position und Ausbreitungscharakteristiken
zu mildern.
-
Während die
Verwendung und Implementierung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung unten ausführlich
dargelegt werden, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende
Erfindung viele erfinderische Konzepte bereitstellt, die in einer
breiten Vielfalt von Kontexten verkörpert sein können. Die
hier erörterten
speziellen Ausführungsformen
sind nur Darstellungen für
spezielle Weisen zum Ausführen
und Verwenden der Erfindung und sollen nicht den Umfang der Erfindung
einschränken.