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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Kommunikation und
insbesondere das Gebiet der Errichtung und Aufrechterhaltung einer
Verbindung zwischen einem Kommunikationsgerät und einem Netzwerk.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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In
einem Kommunikationssystem können
diverse Protokolle vorgesehen sein, um eine Kommunikation zwischen
einem Kommunikationsgerät
und einem Netzwerk zu erreichen und zu steuern. Ein solches Kommunikationssystem
ist ein Mobiltelekommunikationssystem, wie zum Beispiel ein GSM-System (General System
for Mobile communication), ein GPRS-System (General Packet Radio Service)
oder ein UTMS-System (Universal Mobile Telecommunications System).
Ein Kommunikationsgerät,
wie zum Beispiel ein Mobilfunk-Endgerät, ein Mobiltelefon,
ein Pager, ein Communicator, ein Smartphone, ein elektronischer
Organizer, etc., kommuniziert mit einem Kernnetzwerk (CN) über ein
Funkteilnehmernetzwerk, wie zum Beispiel das UTRAN (UMTS Terrestrial
Radio Access Network) des UMTS-Systems oder das BSS (Base Station
Sub-system) des GMS/GPRS-Systems. Das UTRAN beinhaltet einen oder
mehrere Knoten B (Basisstationen), die durch eine Funknetzwerksteuerung
(RNC) gesteuert werden. Auf ähnliche
Weise beinhaltet das BSS ein oder mehrere Basis-Transceiver-Stationen
(Basisstationen), die durch eine Basisstationssteuerung (BSC) gesteuert
werden.
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Um
die Spur zu verfolgen, in welchem von verschiedenen Verbindungsgebieten
(RA) oder Lokalisierungsgebieten (LA) des Systems sich ein tragbares
Kommunikationsgerät
befindet, ist jedes tragbare Kommunikationsgerät einer Identität zugewiesen,
von der das System Kenntnis hat (siehe unten). Das Mobilitäts-Management-Protokoll
ist für
die Aktualisierung von dem Lokalisierungsgebiet verantwortlich,
wenn ein Übergang
von einem ersten Gebiet in ein zweites Gebiet stattfindet.
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Das
Kernnetzwerk kann zwei Service-Domänen enthalten, die CS (leitungsvermittelte)
Domäne sowie
die PS (paketvermittelte) Domäne.
In der CS-Domäne
kann das Kommunikationsgerät
durch eine internationale Mobilteilnehmeridentität (IMSI) oder durch eine temporäre Mobilteilnehmeridentität (TMSI)
identifiziert werden, die eine temporäre Identität in dem LA/RA ist und die
in der CS-Domäne
nicht obligatorisch ist. In der PS-Domäne kann das Kommunikationsgerät durch
IMSI und durch temporäre Paket-Mobilteilnehmeridentität (T-PMSI)
identifiziert werden, die dem Kommunikationsgerät durch das Netzwerk zugewiesen
ist. Die CS-Domäne
von dem Kernnetzwerk kann drei Netzwerkknoten enthalten, das MSC/VLR
(Mobile Switching Center/Visitor Location Register), das GMSC (Gateway
Mobile Switching Center) und das HLR (Home Location Register). Auf ähnliche
Weise kann die PS-Domäne
von dem Kernnetzwerk drei Netzwerkknoten enthalten, das SGSN (Serving
GPRS Support Node), ein GGSN (Gateway GPRS Support Node) und ein
HLR.
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Prozeduren,
wie zum Beispiel Verknüpfung, Paging
und Lokalisierungsaktualisierung, sind für CS und PS separat definiert.
Eine Aktualisierung des Lokalisierungsgebiets (LA) kann für CS durchgeführt werden,
wohingegen eine Aktualisierung des Verbindungsgebiets (RA) für PS durchgeführt werden
kann. Kombinierte Funktionen sind ebenfalls verfügbar.
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In
dem Kommunikationsgerät
und dem Kommunikationsnetzwerk sind eine Anzahl von Protokollen
vorgesehen, die die Kommunikation über verschiedene Verbindungen
oder Kanäle
erreichen und steuern. Das Mobilitäts-Management (MM) Protokoll ist
verantwortlich für
Mobilitäts-Management
in der CS-Domäne,
und das GPRS-Mobilitäts-Management (GMM)
Protokoll ist in der PS-Domäne
verantwortlich. Die MM- und GMM-Protokolle erleichtern die Mobilitäts-Management-Kommunikation, die
logisch zwischen dem Kernnetzwerk und dem Kommunikationsgerät vorgesehen
ist, und die durch das UTRAN oder das BSS nicht interpretiert wird.
Diese Prozeduren umfassen zum Beispiel Lokalisierungs-Management
zum Verfolgen der Spur der aktuellen Position und/oder des Verbindungsgebiets
des Kommunikationsgeräts,
Authentifikation, temporäres
Identitäts-Management
und Ausstattungsüberprüfung.
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Die
MM- und GMM-Protokolle erhalten und verwalten Signalisierungsverbindungen
für die
in dem Protokollstapel darüberliegenden
Schichten. In der CS-Domäne
kann eine Punkt-zu-Punkt CS-Signalisierungsverbindung zwischen der
MM-Einheit in dem Kommunikationsgerät und der MM-Einheit in dem
CN vorgesehen sein. In der PS-Domäne kann eine virtuelle Punkt-zu-Punkt
PS-Signalisierungsverbindung zwischen der GMM-Einheit in dem Kommunikationsgerät und der
GMM-Einheit in der CN vorgesehen sein. Diese Signalisierungsverbindungen
werden durch die MM/GMM-Einheit verwendet, um beispielsweise eine
Aktualisierung der Position in Richtung des CN durchzuführen und
um höhere
Schichtenprotokolle mit sicheren Verbindungskanälen vorzusehen. Obere Schichten,
die solche Kanäle
anfragen, können
das CC (Call Control) Protokoll zur Steuerung von Gesprächsanrufen,
das SM (Session Management) Protokoll zur Steuerung von Datensitzungen,
und die Steuerung von zusätzlichen
Nachrichtendienstleistungen umfassen, wie beispielsweise SMS (Short
Massage Service), MMS (Multimedia Messaging Service). Die oberen
Schichten fragen die Kanäle
durch Übertragen
einer Verbindungserrichtung zu der MM/GMM-Einheit an, die den Kanal erhält, indem
eine Errichtung von einer Signalverbindung gesteuert wird. Die Signalverbindung
wird durch obere Schichten eingerichtet, wie zum Beispiel die Funkressourcen
(RR) oder die Funkressourcensteuerungs (RRC) Schichten.
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Wenn
GMM eine Prozedur in der WCDMA (Wideband Code Division Multiple
Access) Betriebsart initiiert, dann wird eine PS-Signalisierungsverbindung gesteuert,
und zwar durch Übertragen
einer Verbindungserrichtungs-Anfrage, gefolgt von einer Nachricht
zum Anfragen einer bestimmten MM/GMM-Prozedur. Wenn das GMM die errichtete Verbindung
aufrechterhalten möchte,
nachdem die MM/GMM-Prozedur beendet ist, kann es eine Nachfolge-Anfrage
(FOR) in einer ersten Nachricht zum Anfragen einer bestimmten MM/GMM-Prozedur angeben,
die an das CN übertragen
wird. Eine aufrechterhaltene Verbindung ist zum Beispiel gewünscht, wenn
die GMM-Einheit von den oberen Schichten eine Verbindungserrichtungs-Anfrage
empfangen hat oder wenn sie zusätzliche
Prozeduren durchführen muss.
Die Aufrechterhaltung einer Verbindung anstelle der Errichtung einer
neuen Verbindung vermindert die Service-Antwortzeit, reduziert den
Leistungsverbrauch, spart Funkressourcen und verbessert die Qualität von Dienstleistungen
bezüglich
der oberen Schichten. Im Stand der Technik besteht jedoch ein Problem
darin, dass das FOR zum Errichten der Verbindung in die erste Nachricht
eingebunden sein muss. Wenn daher die GMM-Einheit eine Errichtungs-Anfrage
von einer oberen Schicht empfängt, nachdem
die Anfrage nach einer bestimmten MM/GMM-Prozedur übertragen
wurde und bevor die errichtete Verbindung beendet ist, kann die
Verbindung beendet werden, obwohl die Prozedur anhängig ist
und einen Service erwartet. Wenn die Verbindung aufrechterhalten
werden könnte,
obwohl die Anfrage nach einer MM/GMM-Prozedur übertragen wurde, können die
Servicezeit und der Leistungsverbrauch vermindert werden. Das gleiche
Problem tritt in der CS-Domäne
auf, wenn die MM-Einheit eine Verbindungserrichtungs-Anfrage oder
eine Anfrage nach einer bestimmte MM-Prozedur von der oberen Schicht
empfängt,
wenn eine Verbindungserrichtungs-Anfrage zu der Netzwerk-MM-Einheit übertragen
wurde.
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Die
WO-01/91382 offenbart ein System zum Bereitstellen einer Verbindungsgebietaktualisierungs-Nachricht
in einem auf UTMS basierenden Netzwerk. Eine Verknüpfungs-
und Verbindungsgebietaktualisierungs-Anfrage wird von einer Mobilstation zu
einem Netzwerkknoten übertragen.
Eine Nachfolge-Anfrage wird in der Nachricht gesendet, wenn es einen
anhängigen
Uplink-Verkehr gibt (Signalisierungs- oder Benutzerdaten). Wenn
der Netzwerkknoten die Nachricht verarbeitet hat, dann wird eine
Akzeptanz-Nachricht zu der Mobilstation übertragen, die die Prozedur
beenden kann, indem eine Fertigstellungs-Nachricht zurückgesendet
wird.
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Die
WO-95/33353 offenbart, dass in einem Telefonnetzwerk, nachdem eine
Transaktion, wie zum Beispiel ein Telefongespräch, beendet ist, die Verbindung
nicht vollständig
freigegeben wird. Wenn eine Verbindung bei Beendigung eines aktuellen
Anrufs neu eingerichtet werden soll, dann wird in einem Verbindungs-Management-System
eine Flagge gesetzt. Abhängig
von dem Status der Flagge werden in dem Netzwerk verschiedene Aktionen
durchgeführt. Die
Verbindung kann für
ein vorbestimmtes Intervall aufrechterhalten werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und ein Gerät zur Verfügung zu
stellen, um die Serviceantwortzeit von oberen Schichten von einem Protokollstapel
zu verbessern, wenn ein zwischenliegendes Protokoll Verbindungen
zwischen einem Kommunikationsgerät
und einem Netzwerkknoten erreicht und steuert.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung durch
ein Verfahren in einem Kommunikationsgerät gelöst. Eine Verbindung zwischen
dem Kommunikationsgerät
und einem Netzwerkknoten wird in Reaktion auf die Herausgabe einer
Anfrage erreicht, die mit einer ersten Prozedur in Beziehung steht,
wie zum Beispiel eine Mobilitäts-Management-Prozedur,
herausgegeben durch eine MM/GMM-Einheit in dem Kommunikationsgerät. Gemäß dem Verfahren
wird eine Akzeptanz-Nachricht in Reaktion auf die Übertragung
der Anfrage empfangen. Es wird ebenfalls bestimmt, ob eine Anfrage
bezüglich
einer zweiten Prozedur, die durch eine obere Schicht oder ein internes
MM/GMM-Ereignis
herausgegeben worden sein kann, anhängig ist. Wenn eine Anfrage
anhängig
ist, dann wird eine Aufrechterhaltungs-Anfrage, wie zum Beispiel
ein FOR, zum Aufrechterhalten der errichteten Verbindung zu dem
Netzwerkknoten übertragen.
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Das Übertragen
der Aufrechterhaltungs-Anfrage kann durchgeführt werden, wenn die anhängige Anfrage
bezüglich
der zweiten Prozedur empfangen wird, nachdem die Anfrage bezüglich der
ersten Prozedur übertragen
wurde und bevor die Akzeptanz-Nachricht empfangen wird. Außerdem kann
die Aufrechterhaltungs-Anfrage separat übertragen werden oder in einer
Antwort oder in einer Bestätigungs-Nachricht
enthalten sein, die in Reaktion auf die Akzeptanz-Nachricht übertragen
wird. Die errichtete Verbindung kann beendet werden, wenn sie nicht
mehr genutzt wird.
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Die
Verbindung kann eine leitungsvermittelte oder eine paketvermittelte
Signalisierungsverbindung sein. Das Verfahren kann in ein Mobilitäts-Management-Protokoll
eingebunden sein, wobei zum Beispiel eine MM- oder eine GMM-Einheit
das Verfahren durchführt.
Die Prozedur, die die Anfrage initiiert, kann eine Prozedur zum
Aktualisieren der Position sein, die eine Signalisierungsverbindung
erfordert.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung durch
ein zweites Verfahren gelöst.
Das zweite Verfahren, das in einen Netzwerkknoten implementiert
ist, wird eine errichtete Verbindung zu einem Kommunikationsgerät aufrechterhalten.
Eine Anfrage bezüglich
einer spezifischen Prozedur wird von dem Kommunikationsgerät empfangen.
Als Reaktion auf diese Anfrage wird eine Akzeptanz-Nachricht übertragen,
die irgendwelche Daten bezüglich
der Anfrage enthalten kann. Die Verbindung wird eine vorbestimmte
Zeitperiode aufrechterhalten, nachdem die Akzeptanz-Nachricht übertragen
wurde. Diese Verbindung wird aufrechterhalten, wenn eine Aufrechterhaltungs-Anfrage
innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode empfangen wird.
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Die
errichtete Verbindung kann aufrechterhalten werden, bis die Aufrechterhaltungs-Anfrage zur
Aufrechterhaltung der Verbindung empfangen wird oder bis die Zeitperiode
abgelaufen ist. Die übertragene
Akzeptanz-Nachricht kann als Antwort eine Bestätigungs-Nachricht erfordern,
in der die Aufrechterhaltungs-Nachricht eingebunden ist. Wenn jedoch
eine Errichtungs-Nachricht anhängig
ist, dann kann eine Antwort-Nachricht, die die Aufrechterhaltungs-Nachricht enthält, in Reaktion
auf die Akzeptanz-Nachricht übertragen
werden kann, obwohl die Akzeptanz-Nachricht dies nicht erfordert.
Daher erhält
der Netzwerkknoten die Verbindung über die vorbestimmte Zeitperiode
aufrecht, so dass das Kommunikationsgerät Zeit hat, um die Bestätigungs-Nachricht vorzubereiten
und zu übertragen.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung durch
eine Steuervorrichtung zur Aufrechterhaltung einer errichteten Verbindung
zu einem Kommunikationsknoten von einem Kommunikationsnetzwerk gelöst. Die
Steuervorrichtung ist dazu ausgestaltet, um eine Akzeptanz-Nachricht
zu empfangen und eine Aufrechterhaltungs-Anfrage herauszugeben,
wenn eine mit einer zweiten Prozedur in Beziehung stehende Anfrage
anhängig ist.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung durch
ein Kommunikationsgerät
gelöst,
das die Steuervorrichtung enthält.
Das Gerät
kann ein Mobilfunk-Endgerät, ein Mobiltelefon,
ein Pager, ein Communicator, ein persönlicher digitaler Assistent,
ein Smartphone oder ein elektronischer Organizer sein.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung durch eine Steuervorrichtung
von einem Netzwerkknoten zur Aufrechterhaltung einer errichteten
Verbindung zu einem Kommunikationsgerät gelöst. Die Steuervorrichtung ist dazu
ausgestaltet, um eine Akzeptanz-Nachricht
in Reaktion auf das Empfangen einer mit einer spezifischen Prozedur
in Beziehung stehenden Anfrage zu übertragen und um die Verbindung
zumindest für eine
vorbestimmte Zeitperiode aufrechtzuerhalten, nachdem die Akzeptanz-Nachricht übertragen
wurde, und um außerdem
weiter zu warten, falls eine Aufrechterhaltungs-Anfrage von dem
Kommunikationsgerät
innerhalb der vorbestimmten Zeitperiode empfangen wird.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung durch
einen Netzwerkknoten gelöst,
der eine Netzwerkknoten-Steuervorrichtung zur Aufrechterhaltung
einer errichteten Verbindung zu einem Kommunikationsgerät enthält. Der
Netzwerkknoten kann ein dienender GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN), ein Gateway GPRS-Unterstützungsknoten
(GGSN), ein Mobilvermittlungszentrum/Besucherlokalisierungsregister (MSC/VLR),
ein Heimatlokalisierungsregister (HLR), oder ein Gateway-Mobilvermittlungszentrum
(GMSC) sein.
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Gemäß einem
siebten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung durch
ein Computerprogrammprodukt gelöst,
das auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist, mit computerlesbaren
Befehlen zur Durchführung
des Verfahrens der Erfindung, wenn es auf einer elektronischen Vorrichtung
des Kommunikationsgeräts
läuft,
die digitale Eigenschaften eines Computers hat.
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Gemäß einem
achten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe der Erfindung durch
ein Computerprogrammprodukt gelöst,
das auf einem computerlesbaren Medium gespeichert ist, mit computerlesbaren
Befehlen zur Durchführung
des Verfahrens der Erfindung, wenn es auf einer elektronischen Vorrichtung
des Netzwerkknotens läuft,
die digitale Eigenschaften eines Computers hat.
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Es
ist ein Vorteil der Erfindung, dass die Qualität von Dienstleistungen zu oberen
Schichten, zum Beispiel Datensitzungen und SMS, von einem Protokollstapel
bezüglich
eines Mobilitäts-Management-Protokolls,
wie zum Beispiel ein MM- oder ein GMM-Protokoll, verbessert werden
kann. Außerdem ist
es ein Vorteil, dass erneute Übertragungen
von Signalisierungs-Nachrichten und Service-Antwortzeit vermindert
wird. Folglich wird der Leistungsverbrauch vermindert.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Es
soll hervorgehoben werden, dass der Begriff "enthält/enthalten", wenn er in dieser
Beschreibung verwendet wird, das Vorhandensein von genannten Eigenschaften,
Ganzzahlen, Schritten oder Komponenten bedeutet, aber das Vorhandensein oder
die Hinzufügung
von einem oder mehreren anderen Eigenschaften, Ganzzahlen, Schritten,
Komponenten oder Gruppen davon nicht ausschließt.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
Aufgaben, Merkmale und Vorteil der Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung der verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung
deutlich, in denen verschiedene Aspekte der Erfindung im größeren Detail
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben sind, in
denen:
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1 eine
schematische Ansicht von einem Mobilkommunikationsnetzwerk ist;
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2 eine
Vorderansicht von einem Mobil-Endgerät ist;
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3 ein
Blockdiagramm von einigen Komponenten des Mobil-Endgeräts ist;
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4 ein
Blockdiagramm von einem Netzwerkknoten ist;
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5 ein
Signalisierungsdiagramm von Signalen ist, die zwischen dem Mobil-Endgerät und dem Netzwerkknoten übertragen
werden;
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6 ein
Flussdiagramm von einem Ausführungsbeispiel
des Verfahrens gemäß der Erfindung ist,
das in dem Mobil-Endgerät
ausgeführt
wird; und
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7 ein
Flussdiagramm von einem Ausführungsbeispiel
des Verfahrens gemäß der Erfindung ist,
das in dem Netzwerkknoten ausgeführt
wird.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 und 2 zeigen
ein Mobiltelekommunikationsnetzwerk und ein Mobil-Endgerät 10,
das in dem Netzwerk betrieben werden kann. Das Mobil-Endgerät 10 hat
eine Antenne 11 zum Übertragen von
Signalen zu einer Basis-Transceiver-Station (Basisstationen) B1–B12 und
um Signale von dieser zu empfangen, die das Gebiet bedienen, in
dem sich das Mobil-Endgerät 10 befindet.
Jede Basisstation B1–B12
ist Teil von einem Funkteilnehmernetzwerk, wie zum Beispiel ein
UTRAN und/oder ein BSS. Jede Basisstation B1–B12 wird durch eine Steuerung
gesteuert, wie zum Beispiel eine Funknetzwerksteuerung (RNC) RNC1–RNC2 eines
UMTS-Systems oder eine Basisstationssteuerung (BSC) BSC1–BSC2 von einem
GSM/GPRS-System. Jedes BSC/RNC kann eine oder mehrere Basisstationen
steuern. Das Funkteilnehmernetzwerk ist mit dem Kernnetzwerk (CN)
verbunden, das normalerweise Netzwerkknoten enthält, um Verbindungen zu landesweiten
Kommunikationsnetzwerken vorzusehen, wenn das Mobil-Endgerät 10 in
die Kommunikation von Sprache oder Daten eingebunden ist. Ein Mobilvermittlungszentrum-/Besucherlokalisierungsregister (MSC/VLR),
ein Gateway Mobilvermittlungszentrum (GMSC) und ein Heimatlokalisierungsregister
(HLR) können
eine Verbindung in der CS-Domäne
bereitstellen, und ein dienender GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN) SGSN1–SGSN2,
ein HLR, und ein Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten (GGSN) in der
PS-Domäne.
Jedes MSC/VLR und SGSN kann ein oder mehrere RNC/BSC bedienen, die
verschieden sein können.
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Jede
Basisstation B1–B12
ist Teil von einem Benutzerregistrierungsgebiet (URA) URA1–URA5, das
ein oder mehrere Basisstationen enthält. Jedes URA URA1–URA5 ist
Teil von einem Registrierungsgebiet (RA) RA1–RA3, das ein oder mehrere
URA enthält.
Außerdem
ist jedes RA Teil von einem Lokalisierungsgebiet (LA) LA1–LA2, das
ein oder mehrere RA enthält.
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Eine
Benutzerschnittstelle des Mobil-Endgeräts 10 enthält einen
Kopfhörer
oder Lautsprecher 12, ein Mikrofon 13, ein Display 14 und
eine Benutzer-Eingabeeinrichtung, wie zum Beispiel eine Tastatur 15.
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3 zeigt
einige Komponenten, die das Mobil-Endgerät 10 enthalten kann.
Das Mobil-Endgerät 10 ist
für eine
drahtlose Kommunikation von Sprache und Daten gemäß den UMTS-
oder GSM/GPRS-Mobiltelekommunikationsstandards ausgestaltet. Das
Mobil-Endgerät 10 enthält beispielsweise
einen Modulator 16, der mit einem Sender 17 zum Übertragen
von Signalen über
die Antenne 11 verbunden ist. Außerdem ist die Antenne 11 mit einem
Empfänger 18 verbunden,
der mit einem Demodulator 19 für empfangene Signale verbunden
ist. Die Schnittstelle für
die Kommunikation mit dem Kommunikationsnetzwerk kann mehrere andere Komponenten
enthalten, die hier nicht gezeigt sind. Die Signale enthalten Signalisierungsinformationen gemäß dem Luftschnittstellenstandard
des anwendbaren drahtlosen Netzwerks oder Systems, in dem das Mobil-Endgerät 10 arbeitet.
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Der
Modulator 16 und der Demodulator 19 sind mit einer
Steuerung 30 verbunden. Die Steuerung 30 enthält eine
Schaltung, die für
die Implementierung der Audio- und Logikfunktionen des Mobil-Endgeräts 10 erforderlich
sind. Die Steuerung 30 kann einen digitalen Signalprozessor,
einen Mikroprozessor, verschiedene analoge und digitale Wandler,
ein ASIC (Application Specific Integrated Circuit) und andere Komponenten
beinhalten. Die Steuer- und Signalverarbeitungsfunktionen des Mobil-Endgeräts 10 sind
zwischen diesen Komponenten und Geräten entsprechend ihrer jeweiligen
Eigenschaften aufgeteilt. Die Steuerung 30 enthält außerdem Empfängereinrichtungen
und Ausgabeeinrichtungen oder Sendeeinrichtungen, wie zum Beispiel
Eingangs- und Ausgangsanschlüsse,
an denen Nachrichten gemäß der Erfindung
von dem Empfänger 18 empfangen
bzw. zu dem Sender 17 gesendet werden. Die Steuerung 30 kann
zusammen mit dem Ausgangsanschluss die Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben
von Nachrichten gemäß der Erfindung
bilden.
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Das
Mobil-Endgerät 10 enthält außerdem verschiedene
Speicher, die zusammen als der Speicher 31 gezeigt sind.
Der Speicher kann ein RAM (Random Access Memory), ein ROM (Read
Only Memory) und eine SIM/USIM (Subscriber Identity Module/UMTS
SIM) Karte aufweisen. In dem Speicher 31 kann eine Vielzahl
von Konstanten und Variablen gespeichert werden, die von der Steuerung 10 während des
Betriebs des Mobil-Endgeräts 10 verwendet
werden. Der Speicher 31 kann permanent oder temporär Werte
von verschiedenen Systemparametern und bestimmte Informationen des
Mobil-Endgeräts speichern,
wie zum Beispiel IMSI und P-TMSI.
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Der
Speicher 31 enthält
gemäß der Aspekte dieser
Erfindung außerdem
verschiedene Protokolle zum Initiieren und Steuern von Kommunikation
unter Verwendung der Kommunikationsschnittstelle. Computerlesbare
Instruktionen können
in dem Speicher gespeichert werden, die das Verfahren gemäß der Erfindung
ausführen
können,
wenn es mit Hilfe der Steuerung 30 durchgeführt wird,
die digitale Computereigenschaften hat. Außerdem kann die Steuerung 30 ein
Register zum Speichern von Daten und/oder Instruktionen zur Durchführung des
Verfahrens der Erfindung enthalten.
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4 zeigt
schematisch den Netzwerkknoten, der gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgestaltet ist. Der Netzwerkknoten kann der SGSN-Knoten oder der
MSC/VLR-Knoten oder irgendein anderer Knoten in dem Netzwerk sein.
Der Netzwerkknoten enthält
eine Knotensteuerung 50, die für die Steuerung und Ausführung von
Netzwerkkommunikation und Protokollbasierten Prozeduren verantwortlich
ist, wie zum Beispiel gemäß dem MM/GMM-Protokoll. Die
Knotensteuerung 50 enthält eine
Schaltung, die für
die Implementierung der logischen Funktionen des Netzwerkknotens
erforderlich ist. Die Knotensteuerung 50 kann ein oder
mehrere digitale Signalprozessoren, Mikroprozessoren, verschiedene
analoge und digitale Wandler, ASICs (Application Specific Integrated
Circuit) und andere Komponenten für die Kommunikation mit dem
Mobil-Endgerät 10 mit Hilfe
von einem oder mehreren Zugriffsknoten des Kommunikationssystems
aufweisen, wie zum Beispiel die Basisstationen B1–B12. Die
Knotensteuerung 50 ist mit einer Empfängereinheit 51 und
einer Sendereinheit 52 verbunden, um beispielsweise Daten
von dem Mobil-Endgerät 10 zu
empfangen bzw. zu diesem zu senden. Außerdem kann die Knotensteuerung 50 Daten
erhalten, die gemäß den Mobilitäts-Management-Aspekten
gemäß der Erfindung
erforderlich sind, wie zum Beispiel ein Identifizierer von einem
neuen LA oder RA, in welches das Mobil-Endgerät eingetreten ist, oder eine
neue P-TMSI erhalten.
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Die
Knotensteuerung 50 enthält
außerdem Empfängereinrichtungen
und Ausgabeeinrichtungen oder Sendereinrichtungen, wie zum Beispiel
Eingangs- und Ausgangsanschlüsse,
an denen Nachrichten gemäß der Erfindung
von der Empfängereinheit 51 empfangen
bzw. zu der Sendereinheit 52 gesendet werden können. Die
Knotensteuerung 50 kann zusammen mit dem Ausgangsanschluss
die Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe von Nachrichten gemäß der Erfindung
bilden.
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Aus
Gründen,
die nachfolgend erläutert
werden, enthält
der Netzwerkknoten einen Zähler
oder eine Uhr 54, um die Spur zu verfolgen, wenn eine spezifische
Nachricht zu dem Mobil-Endgerät 10 gesendet
wurde. Der Zähler
bzw. die Uhr 54 kann zurückgesetzt werden, wenn die
Nachricht übertragen ist.
Außerdem,
wenn der Zähler
oder die Uhr einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Knotensteuerung 50 benachrichtigt.
Die Uhr 54 kann zusammen mit der Knotensteuerung 50 eine Wartevorrichtung bilden,
die dazu ausgestaltet ist, eine vorbestimmte Zeitperiode zu warten,
während
der die Verbindung aufrecht erhalten wird. Wenn eine Bestätigungs-Nachricht, wie zum
Beispiel eine Fertigstellungs-Nachricht in 5, nicht
von dem Mobil-Endgerät
in Reaktion auf eine übertragene
Nachricht empfangen wird, wenn der Hinweis herausgegeben ist, dann
kann die Verbindung zwischen dem Mobil-Endgerät 10 und dem Netzwerkknoten
beendet werden, wenn keine Prozedur diese Verbindung benutzt wird.
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Der
Netzwerkknoten enthält
außerdem
verschiedene Speicher, die gemeinsam als der Speicher 53 gezeigt
sind. Der Netzwerkknotenspeicher 53 kann ein RAM (Read
Only Memory) und ein ROM (Read Only Memory) aufweisen. In dem Netzwerkknotenspeicher 53 ist
eine Vielzahl von Konstanten und Variablen gespeichert, die von
der Knotensteuerung 50 während des Betriebs des Netzwerkknotens verwendet
werden. Der Netzwerkknotenspeicher 53 kann permanent oder
temporär
Werte von verschiedenen Systemparametern und spezifische Informationen
des Mobil-Endgeräts
speichern, wie zum Beispiel IMSI und P-TMSI, die mit einem oder
mehreren Mobil-Endgeräten
in Beziehung stehen.
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Der
Netzwerkknotenspeicher 53 kann gemäß den Aspekten dieser Erfindung
außerdem
verschieden Protokolle enthalten, um die Kommunikation einzuleiten
und zu steuern. Computerlesbare Instruktionen können in dem Speicher gespeichert sein,
die das Verfahren gemäß der Erfindung
durchführen,
wenn es durch die Knotensteuerung 50 ausgeführt wird.
Die Knotensteuerung 50 kann außerdem ein Register zum Speichern
von Daten und/oder Instruktionen zum Durchführen des Verfahrens der Erfindung
beinhalten.
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5 ist
ein Signalisierungsdiagramm, das das Signalisierungsschema gemäß der Erfindung darstellt.
Das Mobil-Endgerät 10 enthält einen
Stapel von Protokollen. Das MM-Protokoll ist zur Unterstützung verschiedener
Prozeduren vorgesehen, beispielsweise Lokalisierungs-Management,
Sicherheits-Management, Mobilausstattungs-Management und Authentifikationsprozeduren
zur Durchführung von
Sicherheitsschritten, wie zum Beispiel Netzwerk-Authentifikation, von einer CS-Dienstleistung. Das
GMM-Protokoll unterstützt
PS-Dienstleistungen. GMM ist ein Mobilitäts-Management-Protokoll zur Unterstützung von
Prozeduren, wie zum Beispiel Lokalisierungs-Management, Authentifikation,
temporäres
Identitäts-Management
und Ausstattungsprüfung.
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Die
MM- und GMM-Protokolle dienen oberen Schichten und initiieren, erzeugen
und verwalten für die
darüberliegenden
Schichten (obere Schichten) in dem Protokollstapel die Signalisierungsverbindungen.
Die MM- und GMM-Protokolle erhalten Signalisierungsverbindungen, über die
die oberen Lagen Informationen übertragen
können.
Anfragen zum Erhalten der Verbindungen werden durch die GMM/MM-Einheit
gesteuert. Die Anfrage zum Errichten oder Initiieren einer Verbindung
kann durch eine RRC (Radio Ressource Control) Nachricht bereitgestellt
werden, die eine Nachricht übertragen
kann, wie eine Schicht 3 (L3) Nachricht, zum Beispiel eine Verknüpfungs-Anfrage,
eine Verbindungs-/Lokalisierungsgebiet-Aktualisierungs-Anfrage oder
eine Dienstleistungs-Anfrage, was durch die MM/GMM-Einheit initiiert
wird. Diese Anfragen können
jeweils eine Errichtung von einer Verbindung zu den Netzwerkknoten
steuern. Nachdem die Signalisierungsverbindung errichtet ist, kann
die MM/GMM-Einheit des Mobil-Endgeräts 10 zu dem Netzwerkknoten
eine Anfrage für
eine spezifische MM/GMM-Prozedur über diese
Verbindung übertragen.
Die Anfrage kann zum Beispiel in einer RRC-Nachricht eingebunden
sein. Im Folgenden wird eine solche Anfrage für eine bestimmte MM/GMM-Prozedur
als eine ANFRAGE bezeichnet.
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Wenn
das Mobil-Endgerät 10 beispielsweise von
einem ersten Gebiet in ein zweites Gebiet in der CS-Domäne oder
von einem ersten in ein zweites Verbindungsgebiet in der PS-Domäne eintritt,
dann muss das Mobil-Endgerät 10 eine
Lokalisierungsaktualisierung durchführen. Prozeduren zum Herunterladen
von beispielsweisen Parametern für
das neue LA/RA müssen
vorgesehen sein, wenn das Mobil-Endgerät 10 in das neue LA/RA
eintritt. Solche Anfragen für
Mobilitäts-Management werden
durch das MM/GMM gehandhabt.
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Im
Folgenden wird die Signalisierung zwischen dem Mobil-Endgerät 10 und
dem Netzwerk bezüglich
einer GMM-Implementierung
erläutert.
Jedoch kann die Signalisierung gleichermaßen hinsichtlich einer MM-Implementierung
implementiert werden. Wenn eine Mobilitätsdienstleistung, die eine Verbindung
zu dem Netzwerk benötigt,
d.h. das SGSN oder MSC/VLR, von den oberen Schichten angefordert
wird, dann wird eine Verbindungserrichtungs-Anfrage zu der GMM-Einheit
in dem Mobil-Endgerät 10 übertragen.
Als Reaktion darauf erzeugt und überträgt das GMM
eine ANFRAGE zu unteren Schichten, die die ANFRAGE zur GMM-Einheit des
Netzwerks übertragen,
wenn eine Signalisierungsverbindung errichtet ist. Die ANFRAGE kann eine
Anfrage für
eine spezifische Dienstleistung enthalten, wie zum Beispiel eine
Anfrage gemäß dem Sitzungsmanagement
(SM) Protokoll zum Erhalten eines Signalisierungskanals, um darüber Daten
zu übertragen.
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Die
GMM-Einheit kann eine weitere Prozedur haben, die ausgeführt wird,
wenn die Verbindungserrichtungs-Anfrage von den oberen Schichten empfangen
wird. Solche GMM-Prozeduren
können eine
Verbindungsgebietaktualisierungs-Anfrage, eine
Sicherheitsprüfungs-Anfrage,
etc. beinhalten. Daher kann die Signalisierungsverbindung, in diesem
Fall eine PS-Signalisierungsverbindung, aufrechterhalten und durch
die oberen Schichten verwendet werden. Die ANFRAGE kann irgendwelche anderen
Informationen enthalten, die mit der speziellen Anfrage in Beziehung
stehen, wie zum Beispiel Verbindungseigenschaft des Mobil-Endgeräts, Verbindungsgebiet-Identifizierer,
aktuelles P-TMSI, etc., die implementierungsspezifisch sind.
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Wie
in der Technik bekannt ist, wenn die GMM-Einheit die Verbindungserrichtungs-Anfrage bezüglich einer
zweiten Prozedur von den oberen Schichten empfängt, bevor die ANFRAGE bezüglich einer
ersten Prozedur übertragen
wurde, kann eine Nachfolge-Anfrage (FOR) mit der ANFRAGE bezüglich der
ersten Prozedur verknüpft
werden. Dann wird die errichtete Verbindung beibehalten, wenn die
Prozedur bezüglich
der ersten Prozedur beendet ist, wobei die Verbindung nicht erneut
errichtet werden muss. Es sei angemerkt, dass die zweite Prozedur mit
der gleichen Prozedur in Beziehung stehen kann wie die erste Prozedur.
Dies ist beispielsweise der Fall, wenn eine PS-Sitzung zum gleichen
Zeitpunkt beendet wird, wie eine RA-Aktualisierung fortgesetzt wird,
wobei das GMM eine Entkopplungsprozedur durchführen sollte.
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Alternativ
kann ein FOR angeben, wenn ein Ereignis in der MM/GMM-Schicht selbst
erfordert, dass eine zweite Prozedur durchgeführt werden muss, nachdem eine
erste Prozedur, wie zum Beispiel eine weitergehende Verknüpfung oder
eine RA-Aktualisierungsprozedur, beendet ist.
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In
Reaktion auf die ANFRAGE erzeugt die GMM-Einheit des Netzwerks eine
Akzeptanz-Nachricht, die nachfolgend als AKZEPTIERT bezeichnet wird,
um anzugeben, dass die ANFRAGE empfangen und gehandhabt wurde. Das
AKZEPTIERT kann irgendwelche Informationen bezüglich der spezifischen ANFRAGE
beinhalten, wie zum Beispiel ein neues P-TMIS, ein Verbindungsgebietidentifizierer, etc..
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Einige
GMM-Dienstleistungen machen es erforderlich, dass das Mobil-Endgerät bestätigt, dass die
Daten von der AKZEPTIERT-Nachricht empfangen wurden. Eine solche
Fertigstellungs-Nachricht, nachfolgend als FERTIG bezeichnet, zur
Bestätigung der
Fertigstellung der Prozedur wird zu der Netzwerk-GMM-Einheit übertragen,
wobei sie beispielsweise in einer RRC-Nachricht eingebunden ist.
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Gemäß der Erfindung
können
die oberen Schichten (oder das interne GMM-Ereignis) eine Verbindungserrichtungs-Anfrage
bezüglich
einer zweiten GMM-Prozedur herausgeben, nachdem die ANFRAGE-Nachricht
bezüglich
der ersten GMM-Prozedur zu der Netzwerk-GMM-Einheit übertragen
wurde. Wenn die AKZEPTIERT-Nachricht, die in Reaktion auf die ANFRAGE-Nachricht bezüglich der
ersten Prozedur nicht empfangen wurde, bevor die Verbindungserrichtungs-Anfrage
bezüglich
der zweiten Prozedur von den oberen Schichten empfangen wurde, kann
die FOR-Anfrage gemäß der Erfindung
in die FERTIG-Nachricht eingebunden werden, durch die die Prozedur
gemäß der ersten
GMM-Prozedur beendet wird. Ein einzelnes Bit in der FERTIG-Nachricht
kann die FOR-Anfrage implementieren, wobei "1" angibt,
dass FOR gültig
ist und "0" angibt, dass FOR
nicht gültig
ist. Wenn FOR in der FERTIG-Nachricht gültig ist, dann wird die Netzwerk-GMM-Einheit die Verbindung
aufrechterhalten, andererseits wird die Verbindung beendet, wenn
die Prozedur bezüglich
der ersten GMM-Prozedur beendet ist.
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Da
nicht alle GMM-Prozeduren eine FERTIG-Nachricht erfordern, erwartet
das Netzwerk-GMM diese nicht. Um in der Lage zu sein, eine Verbindung
aufrechtzuerhalten, wenn ein FOR in einem solchen Fall herausgegeben
wird, kann die Netzwerk-GMM-Einheit für eine vorbestimmte Zeitperiode
immer auf eine FERTIG-Nachricht warten oder warten bis die Nachricht
empfangen wurde, bevor die Verbindung beendet werden kann. Die Zeitperiode
kann von einigen Sekunden bis hin zu Minuten reichen, und sie kann
in jeden bestimmten Fall getestet werden. Wenn keine FERTIG-Nachricht
innerhalb der Zeitperiode empfangen wird, dann kann die Verbindung
immer dann beendet werden, wenn die Verbindung nicht verwendet wird.
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Alternativ,
wenn die Netzwerk-GMM-Einheit keine FERTIG-Nachricht erwartet, dann ist sie dazu ausgestaltet,
nicht auf irgendeine FERTIG-Nachricht zu warten. Das Mobil-Endgerät kann jedoch
die FERTIG-Nachricht herausgeben, obwohl das Netzwerk die Nachricht
ohne irgendeine weitere Verarbeitung verwirft.
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Wenn
das Mobil-Endgerät 10 die
FERTIG-Nachricht übertragen
hat, dann sendet es eine Verbindungserrichtungsbestätigung zum
geeigneten anfragenden Protokoll der oberen Schicht. Durch die Bestätigung wird
angegeben, dass eine Signalisierungsverbindung verfügbar ist.
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6 zeigt
die Schritte eines Ausführungsbeispiels
des Verfahrens gemäß der Erfindung,
das in dem Mobil-Endgerät 10 durchgeführt werden
kann. Im ersten Schritt 100 leitet das GMM eine GMM-Prozedur
ein. In Reaktion darauf wird in Schritt 101 die Signalverbindungserrichtungsprozedur
initiiert. In Schritt 102 wird die ANFRAGE bezüglich der GMM-Prozedur
zu dem Netzwerk-GMM übertragen. Schritte 101 und 102 können in
einem einzelnen Schritt durchgeführt
werden, wie nachfolgend beschrieben. In Schritt 103 wird
die AKZEPTIERT-Nachricht von dem Netzwerk-GMM empfangen. Da die
FERTIG-Nachricht noch nicht übertragen wurde,
wird in Schritt 104 bestimmt, ob das GMM eine anhängige Anfrage
für eine
Verbindungserrichtung ist, d.h., wenn eine Verbindungserrichtungsanfrage
bezüglich
einer zweiten GMM-Prozedur von den oberen Schichten empfangen wird
(oder durch ein internes GMM-Ereignis gesteuert wird), und zwar nachdem
die ANFRAGE übertragen
wurde. Wenn die Antwort in Schritt 104 ja lautet, dann
wird das FOR-Bit in der FERTIG-Nachricht
in Schritt 105 auf "gültig" gesetzt. Wenn jedoch
die Antwort in Schritt 104 nein lautet, dann wird in Schritt 106 bestimmt,
ob die Prozedur bezüglich
der empfangenen AKZEPTIERT-Nachricht eine FERTIG-Nachricht fordert. Wenn
die Antwort in Schritt 106 nein ist, dann wird die Prozedur
beendet. Wenn jedoch in Schritt 106 die Antwort ja lautet,
dann wird das FOR-Bit in der FERTIG-Nachricht in Schritt 107 auf "nicht gültig" gesetzt. Die Prozedur
wird von Schritten 105 und 107 zu Schritt 108 fortgesetzt,
in dem die FERTIG-Nachricht zu dem Netzwerk-GMM übertragen
wird. Die Signalisierungsprozedur kann beendet werden, wenn die Verbindung
nicht länger
verwendet wird.
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Eine
Antwort- oder Bestätigungs-Nachricht kann
alternativ immer gesendet werden, und zwar unabhängig davon, ob sie durch den
Netzwerkknoten angefragt wurde oder nicht. Dann kann das FOR-Bit der
FERTIG-Nachricht auf "gültig" oder "nicht gültig" gesetzt werden.
Wenn der Netzwerkknoten keine Antwort-Nachricht erwartet hat, dann
wird er der Nachricht keinerlei Bedeutung zumessen, die dann ohne
weitere Verarbeitung verworfen werden kann.
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7 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
der Schritte, die in dem Netzwerkknoten gemäß dem Verfahren der Erfindung
ausgeführt
werden. In einem ersten Schritt 200 wird die Signalisierungsverbindung errichtet,
und die ANFRAGE bezüglich
der GMM-Prozedur wird in Schritt 201 empfangen. Schritte 200 und 201 können in
einem einzigen Schritt ausgeführt
werden, wenn die ANFRAGE zusammen mit der Anfrage zur Errichtung
der Signalisierungsverbindung empfangen wird. Dann wird die spezifische
Prozedur bezüglich
der ANFRAGE identifiziert, wie zum Beispiel eine Verbindungsgebietaktualisierungs-Anfrage.
Das Netzwerk-GMM führt
eine Funktion durch, die gemäß der durch
die ANFRAGE spezifizierten Prozedur erforderlich ist, wie zum Beispiel
das Identifizieren von einem neuen RA und das Zuweisen von einem
neuen P-TMSI. Daten, die zu dem Mobil-Endgerät GMM übertragen werden sollen, sind
in die AKZEPTIERT-Nachricht eingebunden, die in Schritt 202 übertragen
wird. Das Netzwerk-GMM kann dann in Schritt 203 eine vorbestimmte
Zeitperiode warten, um eine FERTIG-Nachricht in Reaktion auf die übertragene
AKZEPTIERT-Nachricht zu empfangen, während derer die Verbindung
aufrechterhalten wird.
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Alternativ,
wenn die FERTIG-Nachricht gemäß der AKZEPTIERT-Nachricht erforderlich
ist, wartet das GMM, bis die FERTIG-Nachricht tatsächlich empfangen wurde. In
Schritt 204 wird bestimmt, ob die FERTIG-Nachricht innerhalb
der vorbestimmten Zeitperiode empfangen wurde. Wenn die Antwort in
Schritt 204 ja lautet, dann geht die Prozedur weiter zu
Schritt 205, in dem bestimmt wird, ob FOR der FERTIG-Nachricht "gültig" ist. Wenn die Antwort in Schritt 205 ja
lautet, dann geht die Prozedur weiter zu Schritt 206, in
dem die errichtete Verbindung aufrechterhalten wird. Wenn die Verbindung,
die in Schritt 206 aufrechterhalten wird, nicht länger verwendet
wird, dann kann die Verbindung beendet werden, wobei die Prozedur
dann beendet wird. Wenn aber die Antwort in Schritt 204 oder 205 nein
lautet, dann geht die Prozedur zu Schritt 207, in dem die Verbindung
unterbrochen wird, wenn die Signalisierungsverbindung nicht mehr
durch die GMM-Prozedur verwendet wird.
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Wenn
die Netzwerk-GMM-Einheit keine FERTIG-Nachricht erwartet, dann kann
die Prozedur in 7 direkt von Schritt 202 zu
Schritt 207 gehen.
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Wenn
die obigen Verfahren in der CS-Domäne verwendet werden, dann muss
die FOR-Anfrage durch den Netzwerkknoten durch Übertragung eines Nachfolge-Weitergehens
bestätigt
werden. Wenn die FOR-Anfrage in der ANFRAGE-Nachricht enthalten ist,
dann kann das FOP in der AKZEPTIERT-Nachricht enthalten sein. Wenn jedoch
die FOR-Anfrage in der FERTIG-Nachricht enthalten ist, dann kann
die FOP-Bestätigung
separat übertragen
werden oder in einer anderen Nachricht enthalten sein, die zwischen dem
Netzwerk-MM und dem MM des Mobil-Endgeräts übertragen wird.
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Die
vorliegende Erfindung wurde vorstehend unter Bezugnahme auf bestimmte
Ausführungsbeispiele
beschrieben. Es sind jedoch auch Ausführungsbeispiele gleichermaßen möglich, die
von den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen verschieden
sind, aber trotzdem in den Schutzbereich der Erfindung fallen. Verfahrensschritte,
die von den vorstehend beschriebenen Schritten abweichen, mit Hilfe
derer das Verfahren mit Hilfe von Hardware oder Software durchgeführt wird,
können
im Schutzbereiches der Erfindung liegen. Die verschiedenen Merkmale
und Schritte der Erfindung können
in anderen Kombinationen kombiniert sein, als jene die beschrieben
sind. Der Schutzbereich der Erfindung wird lediglich durch die beigefügten Patentansprüche beschränkt.