NO341999B1 - RAB differensiering mellom nettverksoperatører i delte nettverk - Google Patents

Abstract

Sammendrag Det beskrives et telekommunikasjonssystem og fremgangsmåte for differensiering av bærertjenester mellom ulike operatører i ett av operatørenes delte nettverk (305) innbefattet i et telekommunikasjonssystem, hvor telekommunikasjonssystemet i tillegg omfatter to kjernenettverk (301, 302), hvor det første kjernenettverket (301) tilhører en første operatør og det andre kjernenettverket (302) tilhører en andre operatør, og én i det delte nettverkets (305) innbefattede node (306, 307) for å styre funksjoner for det delte nettverket (305), hvorved noden (306, 307) tilkobler det delte nettverket (305) til respektive kjernenettverk (301, 302) via grensesnitt (lu1, lu2, lu3, 10 lu4), og hvor de to kjernenettverkene (301, 302) er tilkoblet via ulike grensesnitt (lu1, lu2, lu3, lu4) til det delte nettverket (305), og hvor en seleksjon av bærertjenester til respektive kjernenettverksoperatør blir foretatt, hvor seleksjonen er basert på grensesnittet (lu1, lu2, lu3, lu4) for kjernenettverket (301, 302) til det delte nettverket (305). Datamaskinprogramprodukt (5021.... 502n) som det er mulig å laste ned direkte inn i internminne for en digital datamaskin (5001 500n), innbefattende programvarekodeseksjoner for å utføre trinnene ifølge den ovennevnte fremgangsmåten når produktet (5021 502n) blir kjørt på datamaskinen (5001, ..., 500n).

Description

Teknisk felt

Den foreliggende oppfinnelsen vedrører et telekommunikasjonssystem og en fremgangsmåte for differensiering av bærertjenester mellom ulike operatører i et delt nettverk av operatører, der det delte nettverket er inkludert i nevnte telekommunikasjonssystem, hvor telekommunikasjonssystemet i tillegg omfatter minst et første og et andre kjernenettverk, hvor det første kjernenettverket tilhører en første operatør, og det andre kjernenettverket tilhører en andre operatør, og minst en node, inkludert i det delte nettverket, for å styre funksjonene til det delte nettverket, hvorved noden kobler det delte nettverket til det første og det andre kjernenettverket.

Kjent teknikk

Å ha delte kommunikasjonsnettverk er et middel for operatører for å dele store utbyggingskostnader av mobile nettverk. I mobiltelefonfeltet og telekommunikasjon vil det bli mer og mer viktig å oppnå funksjonalitet som muliggjør ulike former for delte nettverk. En delt nettverksarkitektur vil tillate ulike operatører å koble dem selv til et delt radioaksessnettverk, RAN (radioaksessnettverk). Operatørene deler ikke kun radionettverkselementene, men også radioressursene for nettverket som sådan. I dag er det alt i alt to standardiserte nettverksarkitekturer for delte/felles nettverk. Disse to er MOCN (Multi-Operator Core Network) og GWCN (Gateway Core Network), som har til felles at RAN er delt/til felles. Ulike kjernenettverk, CN, er tilkoblet det delte RAN via Iu-grensesnitt. I GWCN, sammen med RAN, er bestemte deler av CN også delt. Disse to nettverksarkitekturene er beskrevet mer detaljert i den detaljerte beskrivelsen.

I hovedsak består RAN av to ulike nodetyper: basestasjonen, BS, (Node B) og radionettverkskontrolleren, RNC. BS styrer radiooverføring/-mottak til/fra abonnentens brukerutstyr, UE, via radiogrensesnittet, det såkalte uu-grensesnittet.

UE er en kombinasjon av det mobile utstyret, ME, og mobilabonnentens identitet, IMSI, SIM, etc.. BS er styrt fra RNC via Iub-grensesnittet. En BS kan styre én eller flere celler. RNC er noden som styrer funksjonene for RAN, og RNC kobler RAN til CN via lu-grensesnittet. Det eksisterer to klare roller for RNC, som er å tilveiebringe tjeneste og å styre. Den tjenesteforsynende RNC (SRNC) har den totale styringen over UE som er tilkoblet RANet. Den styrende RNC (CRNC) har den totale styringen over et bestemt antall celler og deres tilhørende BS. Når UE må anvende ressurser i en celle som ikke er styrt av dens SRNC, må SRNC forespør den styrende RCN etter disse ressursene.

Hovedtjenesten som blir tilbudt av RAN er radioaksessbærertjenesten, RAB. Det er behov for RAB for å etablere en oppringning mellom UE og BS. Kjennetegnene ved RAB er ulike avhengig av hvilken type tjeneste/informasjon som skal transporteres. RAB bærer abonnentdata mellom UE og CN. RAB er kjennetegnet ved bestemte QoS-parametere, slik som bithastighet, forsinkelse, etc.. CN velger RAB med egnet QoS (tjenestekvalitet) basert på den forespurte tjenesten fra abonnenten og spør RNC om å forsyne en slik RAB.

I disse to ovennevnte nettverksarkitekturene er alle RABene i det delte RAN tilgjengelig for alle CN-operatører. Av den grunn kan ikke RAN-operatøren implementere bestemt RAB med bestemt QoS til en bestemt CN-operatør fordi denne RABen vil være tilgjengelig for alle andre CN-operatører. MOCN og GWCN forårsaker ingen restriksjoner i RNC for allokering av RAB. Følgelig eksisterer ingen tjenestedifferensiering på RAB-nivå mellom CN-operatører.

Ved utviklingen fra GWCN-arkitektur til en MOCN-arkitektur, hvor CN-operatørene har deres egen CN tilkoblet et delt RAN, vil tjenestedifferensiering og egne spesifiserte RAB i RAN være mer og mer viktig for CN-operatørene.

EP-1475980-A1 beskriver et telekommunikasjonssystem omfattende et delt nettverk med fire noder og et første kjernenettverk tilhørende en første operatør og et andre kjernenettverk tilhørende en andre operatør.

WAO-A1-01/80589 beskriver et kommunikasjonsnettverk, innbefattende en digital markedsplass hvortil brukeren kan muliggjøre en dynamisk selektering av nettverksoperatører og tjenesteoperatører i markedsplassen. Brukeren kan kommunisere med den digitale markedsplassen via en logisk markedskanal som gjør det mulig for brukere, tjenesteoperatører og nettverksoperatører å samhandle i sanntid og forhandle om egnede kommunikasjonslinker og QoS.

US-A1-2005/0157652 beskriver et satelittkommunikasjonssystem, som omfatter delt utstyr som blir felles anvendt av et antall ulike nettverk. Det er mulig å rekonfigurere og utvide det delte utstyret, og det forsyner endret kommunikasjonskapasitet og – funksjoner når ekstra elementer blir lagt til eller rekonfigurert. Egenskaper som er mulig å konfigurere omfatter båndbredde, QoS og satellitter som er innbefattet i kommunikasjonssystemet.

WO-A1-2004/030393 beskriver et telekommunikasjonssystem som omfatter ett enkelt kjernenettverk, CN, og et delt radioaksessnettverk, RAN, som er delt av et antall operatører av typen MVNO, mobil virtuell nettverksoperatør. Det delte RANet på sin side omfatter to radionettverkskontrollere, RNC, som er tilkoblet et enkelt CN, som på sin side omfatter en MSC, mobilt svitsjesenter.

De to RNCene omfatter uavhengige ressurskontrollere for hver operatør. Disse ressurskontrollerne allokerer radioressurs til en abonnents terminal avhengig av en operatørs identitet som er tilknyttet en tjeneste for en abonnents terminal, slik at ulik QoS blir oppnådd for ulike operatører. Tilgjengelig RAN-ressurs er delt inn i en første del for en første operatør og en andre del for en andre operatør, og nevnte ressurskontrollere er innrettet til å allokere ressurs fra den første delen dersom operatørens identitet tilsvarer den første operatøren, og fra den andre delen dersom operatørens identitet tilsvarer den andre operatøren. Dette gjør ressursdeling mulig, hvor hver operatør har en allokert ressurs som kan bli allokert og behandlet ifølge de spesifiserte QoS-preferansene for denne operatøren.

Det er imidlertid ulemper med systemet beskrevet i WO-A1-2004/030393. Blant annet styrer hver operatør av typen MVNO separat bestemte QoS-parametere direkte for sine abonnenter, og operatøren for RAN har ingen påvirkning for disse QoS-parameterne.

Formål ved oppfinnelsen

Formålet ved den foreliggende oppfinnelsen som følge av dette er å muliggjøre og forenkle tjenestedifferensiering mellom ulike operatører i ett av operatørenes delte nettverk og å eliminere de ovennevnte problemene.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

Det ovennevnte formålet ved den foreliggende oppfinnelsen blir oppnådd ved et telekommunikasjonssystem av typen indikert i innledningen, kjennetegnet ved den karakteriserende delen av krav 1. Ved telekommunikasjonssystemet ifølge oppfinnelsen er tjenestedifferensiering mellom ulike operatører gjort mer effektivt og forenklet i sin helhet av operatørenes delte nettverk. Operatøren av det delte nettverket kan følgelig tilby ulike tjenester til kjernenettverksoperatørene. Ytterligere fordeler ved telekommunikasjonssystemet ifølge oppfinnelsen vil fremgå av den detaljerte beskrivelsen.

Ifølge én fordelaktig utførelse av telekommunikasjonssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelsen, består det delte nettverket av et radioaksessnettverk, RAN, hvor noden for å kontrollere funksjonene for RAN omfatter radionettverkskontrollere, RNC, og bærertjenestene omfatter radioaksessbærertjenester, RAB.

Radionettverket utgjør normalt et antall RNC som tjener ulike geografiske områder. Oppfinnelsen gjør det mulig å ha ulike innretninger/sett i ulike områder, hvorved ulike tjenester kan tilføres i ulike områder.

Ifølge én ytterligere utførelse av telekommunikasjonssystemet eksisterer det for hvert kjernenettverk minst ett grensesnitt for kretssvitsjet, CS, data mellom kjernenettverket og det delte nettverket, og minst ett grensesnitt for pakkesvitsjet, PS, data mellom kjernenettverket og det delte nettverket. Ved å identifisere disse to grensesnittene separat kan RAN-operatøren tilby ulike kombinasjoner av CS og PS RAB, såkalt multi-RAB, til kjernenettverksoperatørene.

Ytterligere utførelser av telekommunikasjonssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelsen fremgår av de avhengige patentkravene.

Det ovennevnte formålet blir videre oppnådd ved en fremgangsmåte ifølge den nevnt i innledningen, kjennetegnet ved den karakteriserende delen av krav 8. Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er tjenestedifferensiering gjort mulig, forenklet, og gjort mer effektivt mellom ulike operatører i ett av operatørenes delte nettverk. Operatøren for det delte nettverket kan følgelig tilby ulike tjenester for kjernenettverksoperatørene. Ytterligere fordeler ved fremgangsmåten for oppfinnelsen fremgår av den detaljerte beskrivelsen.

Fordelaktige utførelser av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen fremgår av de avhengige patentkrav.

Det ovennevnte formålet for den foreliggende oppfinnelsen blir videre oppnådd ved å tilveiebringe minst ett dataprogramprodukt ifølge det uavhengige patentkrav 12.

Den foreliggende oppfinnelsen kan bli implementert i UMTS-nettverk og er kompatibel med andre ting, 3GPP.

Kort beskrivelse av figurene

Den foreliggende oppfinnelsen vil nå, for formålet å eksemplifisere, bli beskrevet mer detaljert ved hjelp av eksempler for utførelser og med henvisning til de vedlagte figurene, hvori

Figur 1 viser et skjematisk blokkdiagram som illustrerer GWCN ifølge kjent teknikk. Figur 2 viser et skjematisk blokkdiagram som illustrerer MOCN ifølge kjent teknikk. Figur 3 viser en utførelse av telekommunikasjonssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelsen.

Figur 4 viser et flytdiagram som illustrerer en utførelse av fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen.

Figur 5 viser et skjematisk utsnitt over en utførelse av dataprogramproduktet ifølge den foreliggende oppfinnelsen.

Detaljert beskrivelse av utførelsene

Forkortelser

3 GPP 3rd Generation Partnership Project

BSC Basestasjonskontroller

CN Kjernenettverk

DL Nedlink

GPRS Pakkesvitsjet datatrafikkstandard

H PLMN Hjemme-PLMN

HSPDA Høyhastighets nedlinkpakkeaksess

HSUPA Høyhastighets opplinkpakkeaksess

IMSI Internasjonal mobilabonnentidentitet

MOCN Multioperatørkjernenettverk

MSC Mobilsvitsjesenter

MVNO Mobil virtuell nettverksoperatør

NRI Nettverksressursidentifikator

NS Nettverksdeling

PLMN Offentlig fasttelefonnettverk

RAB Radioaksessbærer

RAN Radioaksessnettverk

RANAP Radioaksessnettverksapplikasjonsdel

RNC Radionettverkskontroller

SGSN GPRS-kundestøttenode

SRNC Kunde-RNC

UE Brukerutstyr

UMTS Univeralt mobiltelekommunikasjonssystem

UL Opplink

UTRAN UMTS terrestrisk radioaksessnettverk

QoS Tjenestekvalitet

Figur 1 viser en GWCN-arkitektur ifølge kjent teknikk, hvor tre CN-operatører med én CN 101, 102, 103 hver, deler den samme RNC 104, 105, 106, som er innbefattet i én av CN-operatørenes delte RAN 107, som blir håndtert av en RAN-operatør.

Videre har CN-operatørene delte CN-noder 108, 109, 110 i form av MSC og SGSN. Respektive CN 101, 102, 103 er tilkoblet det delte RANet 107 via et Iu-grensesnitt 111.

Figur 2 viser en MOCN-arkitektur ifølge kjent teknikk, hvor tre CN-operatører med én CN 201, 202, 203 hver, deler den samme RNC 204, som er innbefattet i én av CN-operatørenes delte RAN 205, som blir håndtert av en RAN-operatør. Respektive CN 201, 202, 203 er tilkoblet det delte RANet 205 via et Iu-grensesnitt 206.

Figur 3 viser en utførelse av telekommunikasjonssystemet ifølge den foreliggende oppfinnelsen basert på MOCN-arkitekturen. Systemet omfatter to CN, 301, 302, omfattende egne CN-noder 303, 304, i form av MSC og SGSN, hvor den første CN 301 tilhører en første operatør og den andre CN 302 tilhører en andre operatør. Systemet omfatter videre én til CN-operatørenes delte RAN 305, som omfatter to av CN-operatørenes delte RNC 306, 307, for å styre funksjoner for det delte RANet 305, hvorved respektive RNC 306, 307 er innrettet til å tilkoble RAN 305 til respektive CN 301, 302 via ulike Iu-grensesnitt, lu1, lu2, lu3, lu4, hvor RNC 306, 307 er innrettet til å tilkoble RAN 305 til den første CN 301 via det første og tredje lu grensesnittet, lu1, lu3, og innrettet til å tilkoble RAN 305 til det andre CN 302 via det andre og fjerde lu-grensesnittet lu2, lu4.

Systemet omfatter én lagringsanordning 308 som er anordnet i RAN 305, et funksjonelt objekt, for å lagre informasjon om hvilken RAB som er tilgjengelig for CN-operatørene via et bestemt lu-grensesnitt lu1, lu2, lu3, lu4, hvor lagringsanordningen 308 er innrettet til å lagre informasjon om hvilken RAB som er tilgjengelig for CN-operatørene via et bestemt lu-grensesnitt lu1, lu2, lu3, lu4, basert på avtale mellom en CN-operatør og RAN-operatøren, hvor parameterne for RAB er forhåndsdefinert av avtalen. Lagringsanordningen 308 kan også være innrettet til å lagre ytterligere informasjon slik som spesifikke radioegenskaper, for eksempel tillatt HSPDA og/eller HSUPA for et spesifikk lu-grensesnitt. Systemet omfatter videre selekteringsanordning 309 for selektering av RAB til respektiv CN-operatør, hvor selekteringsanordningen 309 er innrettet til å basere selekteringen på grensesnittene lu1, lu2, lu3, lu4 for CN 301, 302, til det delte RANet 305. I den foreliggende oppfinnelsen blir følgelig de ulike RABene valgt basert på respektive CN-operatørenes lu-grensesnitt lu1, lu2, lu3, lu4. Systemet er slik innrettet slik at alle abonnenter som er tilkoblet via det samme lu-grensesnittet lu1, lu2, lu3, lu4 vil ha den samme RAB og innstillinger som er tilknyttet denne RAB.

I RNC 306, 307 er hver CN-operatør identifisert ved gjeldende lu-grensesnitt lu1, lu2, lu3, lu4. Når UE 310, en abonnent, sender en tjenesteforespørsel, blir en tilkoblingsforespørsel etter denne tjenesten gjort til CN 301, hvorved UE 310 har en avtale. Etter dette foretar CN 301 en QoS-forespørsel avhengig av RAB-attributtene for denne tjenesten med UTRAN, og en egnet RAB blir etablert. Qos-forespørselen blir foretatt av CN 301 ved initiering av RAB-allokering til SRNC 306 og blir sendt i en melding med en RAB-allokeringsforespørsel 311, hvilken melding omfatter RAB-parametere, transportadresse, etc.. Når CN 301 initierer en RAB-tildeling, kan CN 301 forespør RAN 305 om å etablere, modifisere eller frakoble én eller flere RAB. Formålet med RAB-tildeling er å etablere ny RAB og/eller å gjøre modifikasjoner og/eller frakobling av allerede etablerte RAB for en gitt UE 310 mulig. Dersom UE 310 er abonnent av operatøren for den første CN 301 (eller en MVNO tilknyttet CN-operatøren eller en roaming-partner av CN-operatøren) vil UE 310 ha tjenester fra den første CN 301. I dette tilfellet er UE 310 tilkoblet den første CN 301 når UE 310 initierer en tjenesteforespørsel. Operatøren av den første CN 301 har en avtale med RAN-operatøren angående hvilken RAB som kan tildeles til UE 310, som er abonnent ved den første C 301. En tilsvarende avtale blir gjort mellom RANoperatøren og operatøren av den andre CN 302. RAN-operatøren vil ha full kontroll over innstillinger av RAB-parametere fordi RAB-parameterne i det normale tilfellet er forhåndsdefinert og ikke mulig å modifisere av CN-operatøren.

Ved mottak av en melding for RAB-allokeringsforespørselen, hvor CN 301 prøver å initiere en ugyldig RAB til en UE 310 i området hvor den forespurte RAB ikke er tilveiebrakt for dette lu-grensesnittet lu1, lu2, lu3, lu4 ifølge informasjonen i lagringsanordningen 308, kommuniserer RNC 306 til CN 301 i et RAB-tildelingssvar 312 at etableringen/modifikasjonen av RAB har feilet. Ved slik mislykket etablering/ modifikasjon informerer RNC 301 fortrinnsvis om årsaken til den mislykkede etableringen/modifikasjonen. Når CN 301 blir informert om årsaken kan CN 301 i stedet velge å etablere en tjeneste med lavere QoS.

Figur 4 viser et flytdiagram som illustrerer fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelsen i et telekommunikasjonssystem som beskrevet i forbindelse med figur 3, hvor minst to CN er tilkoblet ved 401 via ulike lu-grensesnitt for det delte RAN. Informasjon blir lagret ved 402 i det delte RAN om hvilken RAB som er tilgjengelig for CN-operatørene via et bestemt lu-grensesnitt basert på avtale mellom en CN-operatør og operatøren av det delte RAN. En forespørsel for RAB-allokering fra en CN blir mottatt ved 403, hvorpå et valg, ved 404, av bærertjenester til CN-operatøren blir foretatt, hvor selekteringen er basert på CN sitt grensesnitt til det delte RANet og den lagrete informasjonen. Å tilveiebringe RAB ved 405, hvor den samme RAB blir forsynt for den samme tjenesten for alle abonnenter av en CN-operatør som er tilkoblet via det samme lu-grensesnittet mellom det delte RANet og operatøren sitt CN.

I figur 5 er det vist en skjematisk illustrasjon av noen dataprogramprodukter ifølge den foreliggende oppfinnelsen. I figur 5 er n ulike digitale datamaskiner 5001, ...., 500n, hvor n er et heltall, og n ulike datamaskinprodukter 5021, ...., 502n, her vist i form av CD. De ulike dataprogramproduktene 5021, ...., 502n, kan lastes direkte inn i internminnet på de n ulike digitale datamaskinene 5001, ...., 500n. Hvert datamaskinprogramprodukt 5021, ...., 502n, kan for eksempel være i form av disketter, RAM-disker, magnetisk bånd, opto-magnetiske disker eller andre egnete produkter.

Ved den foreliggende oppfinnelsen kan RAN-operatøren kjøpe RAB, dvs. muligheten i sitt nettverk til å støtte bestemte faste parameterinnretninger i sitt UTRAN-nettverk fra sin leverandør og deretter uavhengig tilby disse til CN-operatørene. CNoperatørene kan i sin tur, ved avtale om bestemte RAB-typer og RAB-kombinasjoner, tilby ulike tjenestenivå uavhengig av hverandre i radionettverket til deres abonnenter. Hver CN-operatør kan ha sin egen RAB-kombinasjon i ulike tjenesteområder. Oppfinnelsen kan utføres i SRNC i RAN-operatører sitt nettverk, for eksempel UMTS-nettverk.

Oppfinnelsen etterkommer godt den normale UTRAN-arkitekturen, hvor UE forespør en tjeneste med CN, som i sin tur utfører en forhandling om hvilke parametere som kan støttes i et spesifikt tilfelle. CN-operatøren og alle MVNO-operatørene og roaming-partnere vil anvende de samme forhåndsdefinerte RAB-innretninger/sett for den samme tjenesten. Ved den foreliggende oppfinnelsen er ikke anvendelse av radioressurser påvirket av restriksjoner når det gjelder deling i partisjoner for de ulike operatørene. CN kan for eksempel bestå av kun MSC for CS-domenet for hver operatør, eller kun SGSN for PS-domenet for hver operatør, eller begge typer for begge operatører.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til de beskrevne utførelsene. Det skal tydelig fremgå for en fagperson innen fagfeltet at mange ulike modifikasjoner er mulig innenfor omfanget av det etterfølgende patentkrav.