DE69324409T2

DE69324409T2 - Mobilfunksysteme

Info

Publication number: DE69324409T2
Application number: DE69324409T
Authority: DE
Inventors: Michael John Winchester Hampshire So22 5Lh Mctiffin
Original assignee: Roke Manor Research Ltd
Current assignee: Roke Manor Research Ltd
Priority date: 1992-06-24
Filing date: 1993-05-21
Publication date: 1999-08-05
Anticipated expiration: 2013-05-22
Also published as: FI932900A; GB9213373D0; GB2268359B; GB2268360B; GB2268360A; JPH0677989A; NO932304D0; EP0577959B1; GB2268359A; NO932304L; DE69324409D1; FI932900A0; US5359603A; GB9214572D0; EP0577959A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mobile Asynchronübertragungsmodus-(ATM)-Funksysteme.
In mobilen Systemen ist es wichtig, daß das Funkspektrum effizient genutzt wird. Bekannte Techniken, mit denen diese Effizienz verbessert werden kann, erfordern, daß die Mobilgeräte die Basisstation oder die Basisstationen, denen sie angegliedert sind (d. h. über die sie kommunizieren), häufig wechseln. Dies kann strenge Anforderungen an Schaltzeiten in der festen Netzinfrastruktur stellen, wenn Unterbrechungen in der Kommunikation aufgrund einer Weiterreichung kurzgehalten werden sollen.
Typischerweise umfaßt der Netzabschnitt eines Mobilsystems Basisstationen, die mit einer Mobilnetzschnittstelleneinheit (MNIU) verbunden sind. Die MNIU ist die Verbindungsschnittstelle zwischen dem Mobilnetz und dem Festnetz, solange ein Anruf von einer der Basisstationen in ihrem Bereich der Zuständigkeit gehandhabt wird.
Es ist klar, daß der Ausdruck "Anruf", der in dieser Beschreibung verwendet wird, auch den Aufbau einer Verbindung z. B. zu Rufzwecken umfaßt.
In Netzen, die ATM-Daten verwenden oder handhaben, sind die in solchen Netzen gesendeten Daten in kleine Pakete von Daten unterteilt, die als Zellen bekannt sind. Die Zellen umfassen 48 Oktette von Benutzerdaten und 5 Oktette an Vorspanninformationen.
Die europäische Patentanmeldung EP 0426269 A offenbart ein Mobilfunksystem, das zwei Netze von verbundenen Basisstationen umfaßt. Die Übertragung von paketierten Daten zwischen allen diesen Netzen wird bewerkstelligt durch Schnittstellenblöcke, die mit jedem Netz verbunden sind, sowie ATM-Schaltknoten, die zum Befördern paketierter Daten in einer Form von ATM-Zellen zwischen den Schnittstellenblöcken dienen. Ein weiteres bekanntes Mobilfunksystem ist offenbart in einem Artikel "Packet Communication Technology for Wireless Networks" von Goodman und Holtzman, 1990, IEEE Military Communications Conference, Monterey CA, 30. September 1990, S. 627-632. Dieser Artikel lehrt eine Anordnung eines Mobilfunksystems, das mehrere Basisstationen umfaßt, die mittels eines Stadtbereichnetzes verknüpft sind, welches so beschaffen ist, daß es paketierte Daten mit den Basisstationen und mit öffentlichen Vermittlungsstellen und Zellensteuervorrichtungen austauscht. Ferner lehrt der Artikel, daß die Zellensteuervorrichtungen so beschaffen sein können, daß sie jedem Zellenanruf einen virtuellen Schaltungsidentifizierer zuweisen, der dazu dient, die Pakete oder Zellen zu identifizieren, die einem bestimmten Mobilgerät zugeordnet sind.
Die Aufgabe der Erfindung ist, ein Asynchronübertragungsmodus- ATM-System zu schaffen, bei dem das Netz innerhalb eines solchen Systems keinerlei Maßnahme ergreifen muß, um die Mobilität eines Mobilgeräts innerhalb des von einer Mobilnetzschnittstelleneinheit kontrollierten Bereichs zu unterstützen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Asynchronübertragungsmodus-(ATM)-System geschaffen, das für die Verwendung mit mobilen Endgeräten ausgelegt ist, wobei das System eine Mobilnetz-Schnittstelleneinheit, die mit einem Netz verbunden ist, mehrere Basisstationen, die mit dem Netz verbunden sind, und wenigstens ein mobiles Endgerät enthält, das so beschaffen ist, daß es mit wenigstens einer der Basisstationen über eine Funkverbindung kommuniziert, wobei das Netz so beschaffen ist, daß es die Mobilnetz-Schnittstelleneinheit und die Basisstationen verbindet, wobei die Verbindungen durch einen identifizierten virtuellen Weg definiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verbindungsaufbau durch die Mobilnetz-Schnittstelleneinheit ein einziger Identifizierer eines virtuellen Kanals zugewiesen wird, der einen Anruf identifiziert, der einem mobilen Endgerät zugeordnet ist, das innerhalb eines durch die Mobilnetz-Schnittstelleneinheit kontrollierten Bereichs betrieben wird, wobei der Identifizierer eines virtuellen Kanals während des gesamten Anrufs und unabhängig davon, mit welcher der Basisstationen das mobile Endgerät kommuniziert, derselbe bleibt und in einem Feld für Identifizierer eines virtuellen Kanals aus ATM-Zellen angeordnet ist, das Benutzerdaten transportiert, die dem Anruf zugeordnet sind, wobei die Mobilnetz- Schnittstelleneinheit ferner in der Weise arbeitet, daß es den Identifizierer eines virtuellen Wegs verwendet, so daß das Netz ATM-Zellen an verschiedene der Basisstationen in Abhängigkeit davon leitet, mit welcher der Basisstationen das mobile Endgerät kommuniziert.
Im folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 einen virtuellen Pfad durch ein ATM-Netz und die virtuellen Kanäle innerhalb des virtuellen Pfades zeigt; und
Fig. 2 ein ATM-System und die Übertragungspfade zwischen einem Mobilgerät und einer Mobilnetzschnittstelleneinheit zeigt.
In Fig. 1 ist ein ATM-Netz 2 gezeigt, das einen virtuellen Pfad 4 durch das Netz besitzt. Der virtuelle Pfad umfaßt mehrere virtuelle Kanäle 6. Die Benutzerdaten von individuellen Übertragungslogikbündeln werden über das ATM-Netz in einer oder mehreren ATM-Zellen übertragen. Die transportierten Daten enthalten alle Informationstypen, die zwischen dem Benutzer und dem Netz ausgetauscht werden, einschließlich der Sprachdaten. Jede ATM-Zelle enthält einen Vorspann, der Steuerungsinformationen enthält, die den virtuellen Pfadidentifizierer (VPI) und den virtuellen Kanalidentifizierer (VCI) enthalten. Der virtuelle Pfadidentifizierer und der virtuelle Kanalidentifizierer werden innerhalb von Feldern gehalten. Die zwei Felder werden verwendet, um die Zellen durch das ATM-Netz zu leiten. Der VPI wird verwendet, um einen logischen virtuellen Pfad zwischen zwei Punkten im Netz zu definieren, wobei im allgemeinen keine direkte physikalische Verbindung zwischen diesen zwei Punkten besteht. Ein virtueller Pfad enthält logische Kanäle, wobei der VCI-Wert die individuellen logischen Kanäle innerhalb des virtuellen Pfades definiert. Der VCI besitzt nur Bedeutung innerhalb des virtuellen Pfades, wobei der gleiche VCI-Wert für andere virtuelle Pfade wiederverwendet werden kann. Der Schaltknoten, der auf der Grundlage des VPI leitet, muß das VCI-Feld nicht untersuchen. Die vorangehende Beschreibung stellt die Standardoperation eines ATM-Netzes gemäß den CCITT-Forderungen dar, wie z. B.
I. 121 Breitbandaspekte von ISDN;
I. 150 Breitband-ATM-Funktionseigenschaften CCITT Blue Book;
I. 211 Gesamtnetzaspekte und Funktionen, ISDN-Benutzernetzschnittstellen;
I. 321 B-ISDN Protokollreferenzmodell und dessen Anwendungen;
I. 361 B-ISDN ATM-Schicht-Spezifikation.
Eine Erläuterung dieser Grundprinzipien der ATM-Vermittlung ist zu finden in einem Buch mit dem Titel "Asynchronous Transfer Mode Solution for Broadband ISDN" von Martin de Prycker, veröffentlicht von Ellis Horwood, 1991, ISBN 0-13-053513.3.
Die vorliegende Erfindung, wie sie mit Bezug auf Fig. 2 definiert ist, definiert den VCI neu, so daß er den Anruf identifiziert und diesem Anruf globale Bedeutung innerhalb des Bereiches einer bestimmten Mobilnetzschnittstelleneinheit verleiht. Wie bereits erwähnt, untersuchen die Vermittlungsknoten, die auf der Grundlage des VPI-Feldes vermitteln, nicht das VCI-Feld, weshalb diese Verwendung des VCI-Feldes nicht mit der normalen ATM-Netz-Operation in Konflikt gerät.
Die Verbindungen zwischen der Mobilnetzschnittstelleneinheit 8 und den Basisstationen 10a und 10b werden vom VPI neu definiert. Der Anruf innerhalb des gesamten Mobilnetzschnittstelleneinheitbereichs wird dargestellt durch den VCI, der über alle solche VPIs eine globale Bedeutung besitzt. Jeder laufende Anruf besitzt einen eindeutigen VCI, der von der Mobilnetzschnittstelleneinheit 8 zum Zeitpunkt des Anrufaufbaus zugewiesen wird. Die Mobilnetzschnittstelleneinheit 8 kann anschließend unter Bezugnahme auf nur den VCI die Zelle identifizieren, auf die sich ein bestimmter Anruf bezieht.
Das Netz ist so konfiguriert, daß die Mobilnetzschnittstelleneinheit 8 einen virtuellen Pfad zu jeder der Basisstationen 10a und 10b besitzt. In Fig. 2 ist ein virtueller Pfad gezeigt, dem VPIA zugewiesen ist und der mit der Basisstation 10a verbunden ist, sowie ein virtueller Pfad, dem VPIB zugewiesen ist und der mit der Basisstation 10b verbunden ist. Diese Zuweisungen werden in der Mobilnetzschnittstelleneinheit 8 angewendet. Innerhalb des ATM-Netzes 2 kann der VPI übersetzt werden, was zu unterschiedlichen Werten führt, die an den Basisstationen verwendet werden. Unabhängig von Werten, die verwendet werden, beziehen sich diese auf den gleichen virtuellen Pfad.
Zu dem Zeitpunkt, zu dem der Anruf zu oder von einem Mobilgerät 12 aufgebaut wird, ist dem Anruf ein eindeutiger VCI zugewiesen, der im VCI-Feld aller ATM-Zellen plaziert ist, die die Benutzerdaten führen, die diesem Anruf von der bestimmten Basisstation 10a oder 10b zur Mobilnetzschnittstelleneinheit 8 und von der Mobilnetzschnittstelleneinheit 8 zu der bestimmten Basisstation 10a oder 10b zugeordnet sind. Der gleiche VCI wird im allgemeinen in beiden Übertragungsrichtungen verwendet, obwohl dies nicht notwendig ist. In Fig. 2 ist dem Anruf X der Kanalidentifizierer VCIX zugewiesen.
Wenn das Mobilgerät 12 mit einer bestimmten Basisstation 10a oder 10b verbunden wird, werden die Benutzerdaten durch das Netz unter Verwendung des VPI übertragen, der der Verbindung von dieser Basisstation zur Mobilnetzschnittstelleneinheit zugewiesen ist, und unter Verwendung des VCI, der zum Zeitpunkt des Anrufaufbaus zugewiesen worden ist. Wenn das Mobilgerät 12 mit der Basisstation 10a verbunden wird, werden der Pfadidentifizierer VPIA und der Kanalidentifizierer VCIX verwendet, wobei dann, wenn das Mobilgerät 12 mit der Basisstation 10b verbunden wird, der Pfadidentifizierer VPIB und der Kanalidentifizierer VCIX verwendet werden.
Aus dem vorangehenden wird deutlich, daß keine Maßnahme seitens des ATM-Netzes erforderlich ist, um die Mobilität des Mobilgeräts 12 innerhalb des Bereichs der Mobilnetzschnittstelleneinheit 8 zu unterstützen. Eine häufige und schnelle Weiterreichung des Mobilgeräts ist somit möglich, was eine einfache Unterstützung der Makrodiversität ermöglicht.
Für Fachleute ist offensichtlich, daß, obwohl die obige Ausführungsform mit Bezug auf ein ATM-Netz beschrieben worden ist, die Erfindung nicht hierauf beschränkt ist, wobei das Netz dedizierte Leitungen umfassen kann, mit denen ATM-Typ-Daten übertragen werden.

Claims

1. System für asynchronen Transfermodus (ATM-System), das für die Verwendung mit mobilen Endgeräten ausgelegt ist, wobei das System eine Mobilnetz-Schnittstelleneinheit (8), die mit einem Netz (2) verbunden ist, mehrere Basisstationen (10a, 10b), die mit dem Netz (2) verbunden sind, und wenigstens ein mobiles Endgerät (12) enthält, das so beschaffen ist, daß es mit wenigstens einer der Basisstationen (10a, 10b) über eine Funkverbindung kommuniziert, wobei das Netz (2) so beschaffen ist, daß es die Mobilnetz-Schnittstelleneinheit (12) und die Basisstationen (10a, 10b) verbindet, wobei die Verbindungen durch einen identifizierten virtuellen Weg definiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß beim Verbindungsaufbau durch die Mobilnetz-Schnittstelleneinheit (8) ein einziger Identifizierer eines virtuellen Kanals zugewiesen wird, der einen Anruf identifiziert, der einem mobilen Endgerät (12) zugeordnet ist, das innerhalb eines durch die Mobilnetz-Schnittstelleneinheit (8) kontrollierten Bereichs betrieben wird, wobei der Identifizierer eines virtuellen Kanals während des gesamten Anrufs und unabhängig davon, mit welcher der Basisstationen (10a, 10b) das mobile Endgerät kommuniziert, derselbe bleibt und in einem Feld für Identifizierer eines virtuellen Kanals aus ATM-Zellen angeordnet ist, das Benutzerdaten transportiert, die dem Anruf zugeordnet sind, wobei die Mobilnetz-Schnittstelleneinheit (8) ferner in der Weise arbeitet, daß es den Identifizierer eines virtuellen Wegs verwendet, so daß das Netz ATM-Zellen an verschiedene der Basisstationen (10a, 10b) in Abhängigkeit davon leitet, mit welcher der Basisstationen (10a, 10b) das mobile Endgerät (12) kommuniziert.

2. System für asynchronen Transfermodus nach Anspruch 1, bei dem die Mobilnetz-Schnittstelleneinheit (8) durch Bezugnahme auf einen Identifizierer eines virtuellen Kanals die mit einem besonderen Anruf in Beziehung stehenden Zellen identifiziert.

3. System für asynchronen Transfermodus (ATM-System) nach den Ansprüchen 1 oder 2, bei dem die Mobilnetz-Schnittstelleneinheit (8) ferner in der Weise arbeitet, daß sie die ATM-Zellen gleichzeitig an mehr als eine der mehreren Basisstationen (10a, 10b) schickt oder ATM-Zellen von mehr als einer der Basisstationen (10a, 10b) gleichzeitig empfängt, wobei die ATM- Zellen unter Verwendung des Identifizierers eines virtuellen Wegs an die mehreren Basisstationen (10a, 10b) oder von diesen geleitet werden, wodurch die Unterstützung der Standortdiversity erleichtert wird.

4. System für asynchronen Transfermodus nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, bei dem das Netz (2) ein ATM-Netz ist.

5. System für asynchronen Transfermodus nach irgendeinem vorangehenden Anspruch, bei dem das Netz (2) mehrere ihm zugeordnete Leitungen enthält.