SE518479C2 - Kommunikationssystem som stödjer trådlös kommunikation av paketdata och förfarande och anordning relaterande därtill - Google Patents

Description

sits 41,9 y.;¿:: o | c | u o o | | v u n u n o nu är ansvarig för sådana radionätsstyrmedel, exempelvis RNC:er. Det är fastlagt vilken SGSN som styr vilken eller vilka RNC(:er).

Det har föreslagits att splittra upp en paketdatanod, eller speciellt en SGSN, i två “sub-noder", nämligen en SGSN server och en annan sub-nod betecknad “media gateway” (MGW), där SGSN servernoden hanterar kontrollplansfunktionaliteter och media gatewayen hanterar användarplans(“user plane”)funktionaliteter.

Emellertid uppstår problem med redundansfrågor i ett sådant system eftersom om en SGSN (eller SGSN servernod) är felaktig, måste en annan SGSN allokeras eller också måste det tillhandahållas för en redundant SGSN. I allmänhet, är det den RNC, som styr en basstation till vilken en abonnent kopplar upp sig när abonnenten utför en anslutning (“attach”) procedur till nätet, som allokerar en näraliggande SGSN (eller SGSN server), dvs vilken SGSN som väljs ut baseras i allmänhet på abonnentens befintlighet.

Detta ger upphov till problem också vad det gäller lastdelning, som i allmänhet inte hanteras på något tillfredsställande sätt.

Såsom ett exempel kan nämnas att när det råder rusningstrafik, förflyttar sig ett stort antal abonnenter i samma riktning, dvs mot stadens centrum, och eftersom valet av SGSN server är lägesberoende, dvs den beror på vilket radionät som abonnenten har anslutit sig till, löper SGSN servrar i sådana områden risk att bli överbelastade, medan andra SGSN servrar knappast utnyttjas alls. Vid en senare tidpunkt kan situationen var den mottsatta, dvs de tidigare sparsamt belastade SGSN:erna kommer att vara tungt belastade medan de andra kommer att ha en mängd överkapacitet. måste vara Detta betyder att SGSN:erna (eller SGSN servrarna) dimensionerade för det “värsta fallet”. När dessutom en abonnent “roamar” inom nätet så att den närmaste basstationen kommer att styras av ett annat radionätsstyrmedel än det som abonnenten kopplade upp till, och eftersom den SGSN som är ansvarig för ett 518 479 n ø ø o u o n u ø v u n u n o n an 3 speciellt radionätsstyrmedel är statiskt konfigurerad, kommer ansvaret för förbindelsen att tas över av en annan SGSN (sever) osv. Detta innebär en stor mängd signalering med exempelvis hemmanoden (HLR) för abonnenten, dvs det kräver HLR uppdateringar, vilket betyder en belasting på HLR:et och det involverar en stor mängd signalering. För att göra omkonfigureringar och för att lägga till utrustning i ett sådant system kommer detta också att involvera höga kostnader och mycket komplicerat konfigureringsarbete. Dessutom innebär det höga kostnader när ett sådant system behöver byggas ut, dvs när nya servrar eller servrar med en större kapacitet, eller servrar som ersätter icke fungerande servrar, behöver läggas till. Följaktligen är de kända lösningarna ofördelaktiga vad det gäller lastdelning, och dessutom tillhandahálles ej för tillräcklig paketdatasupportnods-redundans i utsträckning, nätkonfigureringsarbete blir dyrt, tidskrävande och komplicerat. Därutöver är paketdatasupportnoder associerade med specifika radionätstyrmedel, vilket betyder att, kommer ansvaret för en sådan abonnent av till för en roamande abonnent, en paketdatasupportnod att överföras andra paketdatasupportnoder allteftersom abonnenten Detta till en förflyttar sig i nätet. leder mängd signalering mellan paketdatasupportnoder och hemmanoder för abonnenten för att kunna uppdatera involverade noder (HLR-noder, SGSN-SGSN, SGSN-GGSN), vilket ger upphov till en hög belastning på exempelvis hemmanoden, och kräver en stor mängd signalering i allmänhet. Detta problem kan givetvis bli ännu mera allvarligt sett ur nätsynpunkt om, vid en given tidpunkt, en stor mängd abonnenter förflyttar sig väsentligen längs samma väg, jämför rusningstrafik.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Vad som behövs är därför ett kommunikationssystenx som stödjer kommunikation av paketdata, vilket system är av ett slag som innefattar ett kärnnät med ett antal paketdatasupportnoder (och 518 479 u u ø u u n o c ø a. gatewaynoder för kommunikation med externa paketdatanät), ett antal radionät som styrs av radionätsstyrmedel, där belastningen på paketdatasupportnoder kan distribueras på lämpligt sätt, eller som med andra ord är kapabelt att tillhandahålla för en adekvat lastdelning mellan paketdatasupportnoderna, och i vilket belastningen på paketdatasupportnoderna blir så tidsoberoende som möjligt, eller åtminstone så jämnt fördelat som nwjligt mellan paketdatasupportnoderna.

Ett kommunikationssystem behövs också i vilket paketdatasupportnodsredundans kan tillhandahållas för på ett lätt och okomplicerat sätt. Dessutom behövs ett system i vilket konfigureringsarbete och utveckling av paketdatasupportnoder kan hanteras så lätt, och effektivt, som möjligt, exempelvis i fall av icke fungerande noder, införande av ytterligare utrustning eller speciellt tillägg av hela paketdatasupportnoder osv. Därutöver behövs ett system i vilket drift och underhåll, speciellt vad det gäller paketdatasupportnoder, kan tillhandahållas för på ett kostnadseffektivt, lätt och snabbt sätt. Dessutom behövs ett system genom vilket signalering relaterande till styrning av paketdatasupportnoden kan reduceras, likväl som belastningen på hemmanoder för abonnenter som förflyttar sig över nätet, exempelvis vad det gäller hemmanodsuppdateringar relaterande till sådana abonnenter, kan reduceras jämfört med för hitintills kända system.

Därför tillhandahåller föreliggande uppfinning ett kommnikationssystem såsom refererats till ovan, i vilket åtminstone några av paketdatasupportnoderna är uppdelade i en funktionell servernod (FSN) och en funktionell användargatewaynod (UGN). Alternativt tillhandahålles den funktionella servernodsfunktionaliteter, dvs kontrollplansfunktionaliteter, för ett antal paketdatasupportnoder, dvs funktionella servernoder, i 518 479 I n n - c o v ø ø n | c u ø n u . ., en pool; varvid inga funktionella användargatewaynoder är anordnade. Ett antal funktionella servernoder är anordnade för att, gemensamt, styra åtminstone ett antal routingområden som betjänas av olika radionätsstyrmedel. Dessa funktionella servernoder är anordnade att bilda en pool av funktionella servernoder, och var och en enr de funktionella servernoderna i sagda pool kan styra vilket som helst av radionätsstyrmedlen.

I en speciellt fördelaktig implementering inkluderas alla funktionella servernoder i en pool, som är gemensam för hela Vilken funktionell servernod, kan då kan det där de nätet, dvs alla radionät. betjäna vilket radionätsstyrmedel som helst. Givetvis också finnas exempelvis två eller flera olika pooler, funktionella servernoderna i en pool gemensamt ansvarar för en del av nätet, medan resten av radionätsstyrmedlen gemensamt styrs av de funktionella servernoderna i den andra poolen.

Ett antal funktionella servernoder kan vara belägna vid en första serveranläggning (“site”), medan andra funktionella servernoder i samma pool kan vara belägna i andra serveranläggningar för att tillhandahålla för, utöver funktionell serverredundans, också serveranläggningsredundans, och således utöka servernodsredundanserna ännu mer. Det är givetvis inte nödvändigt att anordna en eller två anläggningar, utan de funktionella servermedlen kan vara anordnade på vilket lämpligt sätt som helst.

Det är emellertid speciellt fördelaktigt att samla ett flertal funktionella servernoder i åtminstone en anläggning, eller två eller flera, om redundans skall beaktas i ännu högre utsträckning.

I en speciell implementering består kommunikationssystemet av ett PLMN (Public Land Mobile Network) vilket således utgör ett kärnnät, och ett antal radionät. I en fördelaktig implementering kan alla funktionella servernoder betjäna hela PLMN:et. Ett noe o 518 479 a u c o u u . I u ~ . . o ø ø .a 6 radionätsstyrmedel kan speciellt innefatta en eller flera radionätsstyrnoder för det specifika radionätet som styr ett flertal basstationer. kommunicerar med en allokerad utvald Radionätsstyrnoderna eller funktionell servernod över ett kontrollplanssub-protokoll, och med användargatewaynoden över ett användarplansub-protokoll. Detta betyder att, för att medge uppsplittringen av paketdatasupportnoden, ett protokoll måste användas som kan delas upp i ett kontrollplanssub-protokoll och ett användarplanssub-protokoll mellan paketdatasupportnoden och radionätet. Om det emellertid inte finns något sådant protokoll, kan det uppfinningsmässiga konceptet ändå implementeras, men då går all kommunikation via en UGN som vidarebefordrar kontrollsignalering till FSN:en. Ett sådant koncept beskrivs i den 60/152-748 september 1999 av samma sökanden och som bär titeln provisoriska US patentansökan som ingavs den 9 “Method, apparatus and system for enabling' communication between second generation and third generation packet data networks", och innehållet i vilken härmed häri därtill. inkorporeras genom hänvisning Denna ansökan följdes upp av en reguljär patentansökan baserad därpå.

Speciellt är systemet GPRS/UMTS, och paketsupportnoderna är SGSN noder (serving GPRS support noder) som här är uppdelade i funktionella servernoder (och funktionella användargatewaynoder).

Användargatewaynoderna, om implementerade, består speciellt av så kallade media gateways (MGW). Radionäten är så kallade UTRAN, och radionätsstyrmedlen för ett sådant UTRAN innefattar en eller flera RNC:er. Varje abonnent eller användar-(utrustning)station (UE eller US) som har initierat en “attach” procedur till nätet allokeras en funktionell servernod oberoende av användarutrustningstationens befintlighet, dvs vilken funktionell servernod som helst kan väljas ut, och sagda allokering är också opåverkad av att användarstationen förflyttar sig inom nätet, om 518 479 ø o ø ø o o . . , ,, 7 den roamar runt i nätet. Så länge som användaren är “attached” eller uppkopplad, kan samma (utvalda) funktionella servernod ansvara för styrningen, givetvis om den inte utsätts för felfungerande eller liknande. I en speciell implementering upprätthålles allokeringen av en funktionell servernod från en abonnent eller för en användarstation åtminstone under en given tidsperiod, till nätet. eller alternativt så länge som abonnenten är ansluten I en fördelaktig implementering förblir en funktionell servernod ansvarig för en speciell abonnent som har blivit allokerad den funktionella servernoden också när abonnenten har utfört en nedkopplings(attach)procedur. Information onn vilken sona var den allokerade funktionella servernoden för den speciella abonnenten kan lagras i lagringsmedel i radionätsstyrmedlen, så att när abonnenten igen initierar en attachprocedur, kan samma funktionella servernod återanvändas för den abonnenten. Det är radionätsstyrmedlen som ansvarar för funktionell allokeringen av en servernod, eller för att välja ut en funktionell servernod, för en abonnent som utför en “attach”procedur för att bli ansluten till nätet.

Ett radionätsstyrmedel kan allokera eller välja ut en funktionell servernod på olika sätt. I en implementering allokeras på varandra följande abonnenter som ansluter sig (attach)/kopplar upp sig till nätet över en speciell radionätsstyrnod olika funktionella servernoder, vilket betyder att radionätsstyrmedlet väljer olika funktionella servernoder för på varandra följande uppkopplande eller anslutande abonnenter. Detta kan också göras på olika sätt, på varandra följande abonnenter kan allokeras olika funktionella servermedel enligt vilket givet schema som helst eller i vilken given ordning som helst. Det är också möjligt att slumpmässigt välja ut ett funktionellt servermedel för varje abonnent. Då kan 518 479 v n ø o ø u c n | n a o a: .nu ou givetvis två på varandra följande abonnenter allokeras samma funktionella servernod; detta är emellertid inte viktigt eftersom i princip är det inte nödvändigt att på varandra följande abonnenter faktiskt allokeras olika funktionella servermedel. I en alternativ implementering kan abonnenter gruppvis allokeras funktionella servermedel, så att exempelvis fem abonnenter kan allokeras ett första funktionellt servermedel, nästa grupp av abonnenter kan allokeras ett annat funktionellt servermedel osv.

Detta är inte någon kritisk fråga, det huvudsakliga är att valet eller allokeringen av funktionella servermedel kvarstår åtminstone så länge som abonnenten är ansluten (attached), dvs att det inte är beroende på befintligheten för ett radionätsstyrmedel, utan att lasten ifrån varje radionätsstyrmedel kan jämnas ut bland de funktionella servermedlen så att en god Detta är ett effektivt medel för lastdelning tillhandahålles liksom redundans. att hantera en ojämn last i nätet, jämför situationen som inledningsvis hänvisats till, där ett antal abonnenter samtidigt rör sig i samma riktning osv, eller när en stor mängd av abonnenter samtidigt befinner sig på samma plats osv.

I en speciell implementering inkluder varje funktionell servernod en funktionalitet för att välja funktionell användargatewaynod för varje abonnent för vilken den speciella funktionella servernoden har blivit utvald. funktionell Den funktionella servernoden kan välja en valfri användargatewaynod för en abonnent funktionell eller, alternativt, måste en servernod välja en användargatewaynod som är nära abonnenten, eller enligt ett givet schema eller en algoritm. Detta kan också göras på vilket lämpligt sätt som helst. Dessutom är fördelaktigt den funktionella servernoden ansvarig för att välja paketdatagatewaysupportnod för kommunikation med externa paketdatanät. Detta kan också göras på olika sätt. o o ooo o o oo oo oo oo o oo o o o o o o o o o o o o o o o o oo o o oo o o o o o o o o o o o o o o o o o o ooo ooo o o o I o o o o o o o ooo o o o o oo o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o oo I Uppfinningen tillhandahåller också för en paketdatasupportnod för mobilitets-, och sessionshantering i ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation av paketdata. Paketdatasupportnoden är uppdelad i en funktionell servernod och en användargatewaynod, eller innefattar åtminstone en (separat) funktionell servernod.

Den funktionella servernoden bildar en del av en pool av funktionella servernoder, och tillsammans med sagda andra funktionella servernoder, kan den betjäna åtminstone en given del av kommunikationssystemet, dvs ett antal routingomràden eller ett antal radionät, speciellt radionätsstyrmedel som styr ett antal olika radionät. Detta betyder att sagda funktionella servernod är ansvarig för alla radionätsstyrmedel inom den givna delen av nätet.

I en implementering är alla funktionella servernoder i poolen ansvariga för hela nätet, vilket betyder att den funktionella servernoden själv delar ansvaret för alla radionätsstyrmedel med alla andra funktionella servernoder, och att den kan väljas ut eller allokeras av vilket som helst av radionätsstyrmedlen. Den funktionella servernoden kan speciellt innefatta medel för att till välja ut en användargatewaynod för en abonnent (uppkoppling) vilken den har allokerats som en funktionell servernod, eller med andra ord, för vilken den har valts ut av radionätsstyrmedlen som styr den basstation som betjänar abonnenten, eller abonnentens användarstationen.

Handlingen att välja en användargatewaynod kan utföras pà olika sätt. fritt.

I en implementering kan en användargatewaynod väljas ut I ett alternativt utförande kan valet göras enligt några givna krav. I ett speciellt utföringsexempel bör den användargatewaynod scml befinner “attach” sig närmast abonnenten som har initierat en procedur “väljas"; andra kriterier är emellertid också tillämpliga och vilken urvalsmodell sonx helst 518 479 íšïlšïäšïišï- avses täckas av omfånget för föreliggande uppfinning. I en speciell implementering är paketdatasupportnoden en SGSN i GPRS/UMTS-systemet vilken är uppdelad i en funktionell servernod (SGSN server) och en användargatewaynod, där användargatewaynoden består av en så kallad “media gateway". Speciellt är den funktionella servernoden ansvarig för valet av användargatewaynod eller en MGW. I en implementering kan valet göras mer eller mindre fritt, och i en alternativ implementering bör den MGW som befinner sig närmast radionätsstyrmedlen “väljas ut”. Också andra urvalsprocedurer är tänkbara.

Uppfinningen visar därför också ett förfarande, för att, i ett kommunikationssystem, som innefattar' ett kärnnät och ett antal radionät, och vilket stödjer kommunikation av paketdata, styra förbindelser mellan användar(utrustning)stationer och/eller mellan användar(utrustning)stationer och externa paketdatanät, där användarstationer är anslutna till radionät som vart och ett styrs av radionätsstyrmedel, och där paketdatasupportnoder tillhandahålles för radionätsstyrning. Enligt uppfinningen är en paketdatanod uppdelad i en funktionell servernod och en användargatewaynod för kontrollplansapplikationer respektive användarplansapplikationer. Förfarandet inkluderar att; tillhandahålla stegen en pool av funktionella servernoder; gemensamt styra åtminstone en del av nätet genom sagda funktionella servernoder, så att varje funktionell servernod i poolen kan styra vilken förbindelse som helst oavsett i vilket radionät användarstationen befinner sig.

I en speciell implementering inkluderar förfarandet stegen att; välja ut, godtyckligt eller enligt ett givet schema, en funktionell servernod för en abonnent som har initierat en anslutnings(“attach”)procedur till nätet; bibehålla sagda funktionella servernod för sagda abonnent/användarstation 518 479 §II§I=;f-§.I§ï§§:- ll oberoende av var i. nätet abonnenten befinner sig. fördelaktigt inkluder förfarandet stegen att; välja olika funktionella servernoder för på varandra följande abbonenter som utför en nätanslutningsprocedur över ett speciellt radionät. Valet av funktionell servernod utförs av radionätsstyrmedlen som styr radionätet till vilken en abonnent ansluter sig. Förfarandet inkluderar speciellt också stegen att; välja en användargatewaynod från den allokerade eller utvalda funktionella servernoden; välja en gatewaysupportnod för access till externa paketdatanät också ifrån den allokerade funktionella servernoden.

När således, i en fördelaktig implementering, en funktionell server har valts ut och en abonnent har utfört en anslutnings(“attach”)procedur, väljer den funktionella servernoden en användargatewaynod under en “PDP-context” vilket fördelaktig begäranprocedur, också kan göras på vilket sätt som helst, men i en implementering väljs en användargatewaynod nära radionätsstyrmedlen, dvs abonnenten.

Den funktionella servernoden är också ansvarig för att välja ut en gatewaysupportnod för access till externa paketdatanät. Generellt innehåller varje radionätsstyrmedel information om vilka som är de funktionella servernoderna och, exempelvis, till väljes för nätet ett varje påföljande abonnent som ansluter sig annat funktionellt servermedel, exempelvis enligt ett rullande schema, detta kan emellertid göras på många olika sätt, det huvudsakliga är att inte alla abonnenter som kopplar upp sig eller ansluter sig via ett speciellt radionätsstyrmedel allokeras samma funktionella servernod, och dessutom att en funktionell servernod behålles även om abonnenten således reducera förflyttar sig i nätet, och signaleringslasten, och det undviks att hemmanoden eller HLR för abonnenten kontinuerligt måste uppdateras. tillhandahålles I ett utföringsexempel lagringsmedel i radionätsstyrmedlen för att, .nu o n n nu a 1 | u o u Inn 0 513 479 2..?f=:ü!.:?.=:fn..: » -nano en . o ~ n »uno 12 åtminstone under ett givet tidsintervall, lagra information om vilken som var den mest näraliggande utvalda funktionella servernoden för en speciell abonnent soni har* blivit nedkopplad ifrån nätet, så att vid återuppkoppling (“reattachment") till nätet, samma funktionella servernod igen kan väljas för den abonnenten.

I olika implementeringar tillhandahålles kontrollplansfunktionaliteten för en paketdatasupportnod i en eller flera noder såsom diskuterats ovan och inga användargatewayer för användarplansfunktionaliteter implementeras, utan det finns en direkt tunnel ifrån radionätsstyrmedel till en paketdatagatewaysupportnod (tex GGSN).

KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer i det följande att ytterligare beskrivas på ett icke begränsande sätt, och under hänvisning till bifogade figurer, i vilka: Fig. 1 schematiskt illustrerar ett kommunikationssystem med en pool av funktionella servermedel, Fig. 2 är en figur som liknar Fig. 1, där ett kommunikationssystem som är GPRS/UMTS innefattar ett antal funktionella servernoder som består av SGSN servernoder och användargatewaynoder bestående av media gateways, Fig. 3 illustrerar en alternativ implementering med två pooler med funktionella servermedel, Fig. 4A schematiskt illustrerar anslutnings(attach)proceduren i sekventiella steg, 518 479 a u o u u a o u | « o - o u n o u. 13 Fig. 4B schematiskt illustrerar proceduren för aktivering av “PDP-context” i sekventiella steg, Fig. 5A är ett flödesdiagram som schematiskt illustrerar ett sätt att välja ut en funktionell servernod från ett radionätsstyrmedel och attachproceduren, Fig. 5B illustrerar en “PDP-context”-aktiveringsprocedur, Fig. 6 är ett schematiskt flödesdiagram som illustrerar valet av en användargatewaynod från ett funktionellt servermedel, och Fig. 7 är ett flödesdiagram som schematiskt illustrerar val av gatewaysupportnod, GGSN, av den funktionella servernoden, SGSN servernod.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett sätt att implementera det uppfinningsmässiga konceptet på. Ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation Det består* av ett IP konnektivitetsstamnät och ett antal radionät RANl, RAN2, ,RAN6 (av vilka endast RAN1- av paketdata visas.

RAN3 explicit indikeras i figuren). Varje radionät består av ett antal basstationer BS som styrs av radionätsstyrmedel RNC 11, ,RNC 16. I figuren illustreras användarutrustningstation UEA som t ex består av en dator kopplad till en mobil station MSA som sig till RAN2. tillhandahålles av här ansluter Paketdatasupportnodsfunktionalitet funktionell respektive användargatewaynoder UGN. Således tillhandahålles ett uppdelade paketdatanoder som FSN 1 ~FSN 8 och UGN 21-26. servernod FSN antal Det funktionella servernoderna FSN 1, ,FSN 8 är anordnade i en pool 100 och de delar på ansvaret för styrningen av, här, alla 518 479 n u u a | u c | o Q av 14 radionät RANI, ,RAN6, vilket innebär att vilken FSN som helst i poolen kan styra vilket som helst av radionäten. I detta utföringsexempel är de funktionella servernoderna anordnade vid två olika site 10 site 20, av anläggningar, respektive redundansskäl, vilket är uppenbart fördelaktigt exempelvis om en anläggning av' ett eller annat skäl skulle förstöras exempelvis beroende på brand eller sabotage. Det kan givetvis finnas fler än två anläggningar och det är givetvis också möjligt att hålla alla de funktionella servermedlen i. en enda anläggning också. Andra alternativ är också tänkbara. Således är i detta utföringsexempel FSN 1, ,FSN 4 anordnade vid site 10, medan FSN 5, ,FSN 8 är anordnade vid site 20. Det ska noteras att i detta fall är alla de funktionella servernoderna anordnade i en gemensam pool. Det är också möjligt att ha fler än en pool av exempelvis geografiska och praktiska skäl. FSN l, ,FSN 4 är kopplade till router R5 som i sin tur är kopplad till router Rl i stamnätet som är i direkt eller indirekt förbindelse med de andra routrarna i stamnätet, här R2, R3, R4. På liknande sätt är FSN 5, ,FSN 8 anslutna till R6 vid site 20 son1 i sin tur kommunicerar router (anläggning) direkt med router R4 i stamnätet. Routrarna på stamnätets länkar liksom routrarna för de respektive siterna kan vara anordande på vilket lämpligt sätt som helst. Det är också möjligt att tillhandahålla för redundanta routrar och länkar i stamnätet.

Paketdatagatewaysupportnoder GWl, anordnade för anslutning till externa paketdatanät såsom Internet, intranät och LAN.

GW2, GW3 är “corporate” Anslutningen till ett externt nät kan göras genom en eller flera GW:er. Om det finns fler än en gateway till ett externt nät krävs val av gateway vid varje uppkopplingsaktivering. Hemmaregistret HLR och domännamnsservern DNS är anslutna till konnektivitetsstamnätet via router R4, men de kan givetvis också vara anslutna på något annat lämpligt sätt. 518 479 c o c » n o . . . ., Radionätsstyrmedel RNC ll, ,16 är ansvariga för att välja en funktionell servernod när en abonnent kopplar upp sig till/ansluter (attach) till nätet. När således användarutrustning UEA initerar en attach eller uppkopplingsprocedur för att bli ansluten till nätet via en bastation i RAN2, RAN2, kommer RNC 12, som styr att vara ansvarig för att välja en funktionell servernod FSN. I princip kan RNC 12 välja vilken soul helst av pool 100 för att Det antas här att RNC 12 väljer FSN 3.

FSN:erna i styra abonnenten på användarutrustning UEA.

Fördelaktigt görs valet av FSN under beaktande av lastdelning, FSN status osv. Valet kan utföras på olika sätt, exempelvis kan en “Weighted Round-Robin” WRR urvalsmetod med avslagsmöjlighet användas. Detta betyder generellt att för varje uppkoppling eller anslutning en annan eller påföljande FSN väljs ut, dvs för nästa anslutande abonnent, skulle RNC 12 välja exempelvis FSN 4. En viktfaktor i en WRR urvalsmetod kan vara en faktor som beaktar kapaciteten aktuella (konfigurerad kapacitet) FSN:en kan för varje FSN server. Den belastningen på också inkluderas i viktfaktorn liksom också andra faktorer. En FSN server kan förses med möjligheten att avslå en begäran från en RNC, och då kommer RNC:en att försöka med en annan FSN servernod. I en fördelaktig inkluderar urvalsmetoden också möjligheten att t ex skälet till implementering returnera information i. ett avslagsmeddelande, avslaget, aktuell belastningsstatus för den berörda funktionella Fördelaktigt håller varje RNC servernoden osv. information om status för de olika FSN servrarna och matar in detta till urvalsalgoritmen.

I en speciellt fördelaktig implementering håller en RNC information om vilken FSN server som en användarutrustningstation tidigare har använt. Denna information kan då med fördel användas när en nedkopplad användare kopplar upp sig igen (reattaches) och sagda FSN kan användas igen. På det sättet reduceras eller 518 479 16 ndnimeras signaleringen och det finns inget behov av att hämta information om det gamla sammanhanget (“context”) i den gamla FSN servern. Det kan också användas om bäraren på det använda kommunikationsprotokollet temporärt har släppts och då behövs det skall Emellertid behàlles informationen som lagras i en RNC bara under en given tidsperiod, om bäraren sättas upp igen. annars skulle lagringskapaciteten behöva vara onödigt hög, och för gammal information är i allmänhet inte användbar.

I ett utföringsexempel hålls statistik som relaterar till antalet avslag eller skälen till avslagen osv av olika FSN:er i RNC:erna.

Det är också möjligt att hålla sådan information i en FSN eller i både RNC och FSN. Den informationen kan användas för att indikera vilken kapaciteten är och för att trigga en kapacitetsökning.

Vilken FSN som allokeras eller väljs ut för en speciell abonnent eller användarstation är oberoende av var i nätet abonnenten befinner sig, och ingen förändring av FSN behövs om abonnenten eller användarstationen flyttar sig till andra routingområden eller radionät, utan samma FSN server kan bibehållas. Detta betyder att ingen inter-funktionell servernods-routerområde uppdatering behövs som i sin tur kommer att få som en följd att mindre signalering än i hitintills kända system behövs och inga HLR uppdateringar krävs för sådana ändamål. Den av FSN temporärt tilldelade användarstations(UE)identiteten (P-TMSI)(som lagras i användarstationen vid detach och avstängning) kan användas för att hitta den tidigare använda FSN:en ifall en användare har flyttat sig till en annan RNC. Olika sätt att koda FSN till användarstationsidentitet kan utnyttjas, t ex genom några bitar som identifierar FSN osv.

Eftersonx alla FSN servrar har väsentligen samma eller identisk konfiguration, kommer drift och underhållskostnaderna att bli låga, mycket lägre än i hitintills kända system, och det gör det lO n n nn n n nn nn n nn n n. n nn n n n n c n ~ n n n n nn n n n v nu o n n n n n n n n n . n a . nnn n-n nn n o n u. n n n u. n n n nn n n o n n n .

' ° I fi u n u nn 17 också lättare att addera ytterligare kapacitet exempelvis genom att lägga till en ny FSN. Parameter-, och mjukvarukonfigurationerna för FSN:erna är fördelaktigt mer eller mindre identiska. Hårdvarukonfigurationen kan givetvis vara olika, kapaciteten kan skilja sig åt osv.

Onn det finns fler än en pool soul betjänar nätet, då har alla FSN:er inom en pool speciellt identiska parametrar och samma mjukvarukonfiguration. Eftersom det alltid finns alternativa FSN:er som kan användas om en hel nod fallerar, erhålles redundans pà nätnivå och redundanskraverx på FSN:en kommer inte att bli lika servernoder/paketdatasupportnoder i hitintills kända system. När strikta som kraven på paketdatasupportnoder är uppdelade i två funktionella noder, hanterar de funktionella servernoderna i allmänhet kontrollplansfunktionaliteterna, medan användargatewaynoderna hanterar användarplansfunktionaliteterna. Detta kommer att beskrivas ytterligare under hänvisning till Fig. 2 nedan, som är en figur som liknar den i. Fig. l, men som specifikt visar en UMTS-implementering.

I ett fördelaktigt utföringsexempel, är det, när en RNC har valt ut en funktionell servernod FSN för en användarstation eller en abonnent som kopplar upp sig till nätet, den allokerade eller utvalda FSN:en ansvarar för valet av en användargatewaynod.

Speciellt kan varje FSN server inom en pool kommunicera med (eller i den del användargatewaynod UGN kan vilken användargatewaynod UGN i nätet som helst som styrs av poolen), och varje användas av vilken funktionell servernod FSN som helst i poolens FSN den UGN ansluten till den RNC som den kommunicerar med; dvs av vilken den nät. Enligt en implementering “väljer” som är valdes. (Då är det ett förhållande l:M mellan användargatewaynod UGN och radionätsstyrmedel RNC.) 518 479 ao 0 o u I u o o a o v u . n n v o ua 18 I en alternativ implementering väljer FSN UGN på ett friare sätt.

I en implementering används en algoritm enligt vilken det försöks Då blir det ett M:N förhållande Detta är fördelaktigt så till vida att det också tillhandahåller för UGN redundans. Speciellt bör den UGN med den närmaste UGN:en först. mellan UGN och RNC. som befinner sig närmast berörd RNC väljas först för att minimera stamnätskapacitetsanvändning, och om denna UGN inte är tillgänglig eller om den avslår begäran, väljes en annan UGN. I en speciell impelementering, vid fall av avslag, kan en viktad “Round-Robin” algoritm användas för att välja en alternativ UGN.

Om UGN väljes utan restriktioner, åtminstone i viss utsträckning, eller om fler än en UGN kan väljas, tillhandahåller detta för redundans på nätnivå vad det gäller funktionella användargatewaynoder, och det kommer alltid att finnas alternativa UGN:er som kan användas om en hel UGN skulle fallera. kommer att bli fördelaktigt i det att Redundanskraven på sådana noder också mindre stringenta. Det är också uppgraderingsoperationer underlättas när t ex en UGN nod tas ur trafik. Dessutonl skulle det i en implementering kunna vara en valmöjlighet att använda samma UGN tills deaktivering eller nedkoppling.

Dessutom är i en implementering den valda funktionella servernoden ansvarig för att välja. mellan flera gatewaynoder till externa paketdatanät, såsonl exempelvis Internet eller ett intranät för “multi-homed” APN:er (Access Point Name). Enligt olika utföringsexempel försöks först med den närmaste gatewaynoden som val eller alternativt kan också en algoritm användas såsom den redan omnämnda viktade Round-Robin algoritmen. I en speciell implementering inkluderas last och/eller kapacitetbetraktelser i Således kan det tillhandahållas för nätnivå också vad det gäller gatewaynod till externa nät. Det algoritmen. redundans på kommer alltid att finnas alternativa noder att använda om en hel l5 518 479 nu u u c . | u ø n u v v : I I I II 19 gatewaynod skulle vara ur bruk och redundanskraven kommer att bli mindre stringenta för sådana noder än i kända system. Sådana noder kommer också att vara lätta att uppgradera exempelvis genom att ta noder ur trafik osv.

Fig. 2 visar en implementering av det uppfinningsmässiga konceptet på UMTS. Paketdatasupportnoder består här av SGSN:er (Serving GPRS Support Node) och de är uppdelade eller uppsplittrade i en (MGW). liknar denna figur Fig. l och SGSN servernoder l1,m,81 är belägna SGSN servernod och en media gateway I andra avseenden vid två olika anläggningar lO1,2O1, och alla bildar en del av en gemensam pool 100. I denna figur är emellertid media gateway 231 förbindelse med RNC 131 i På detta sätt ansluten till router R9 som är i radionätet och med router R2 i IP stamnätet. implementeras redundanta MGW:er. En motsvarande router kan vara ansluten till de andra MGW:erna också tillhandahålla för (jämför Fig. 3). Konceptet med att redundanta användargatewaynoder beskrevs mera detaljerat ovan, men här visas den specifika inplementering med en UGN i form av en nædia gateway MGW. För koncept, terminologi osv som används hänvisas till 3GTS 23.060 v3.4.0 (2000-07), Partnership Project Technical Generation QGPPTM) Specification by 3rd soul härmed inkorporeras häri genom hänvisning därtill.

I det följande kommer uppdelningen eller uppsplittringen av en SGSN nod i en SGSN server och en media gateway MGW att förklaras mera detaljerat. En SGSN hanterar normalt en stor del av användar-, och kontrollplansfunktionerna. När den delas UPP, kommer SGSN servernoden att hantera alla signaleringsgränssnitt (Gs,Gr,Gd osv) liksom GTP-C protokollet, medan MGW:n kommer att användartrafiken, och GTP-U-protokollet. känd teknik stödjs av SGSN, att hantera speciellt Således kommer lasten, som i distribueras över två olika nätelement, SGSN servernod och MGW. 518 479 n n v I u Q v ø | o u | ø « ~ o ou Ett nytt gränssnitt introduceras mellan SGSN servernod och MGW, detta kommer emellertid att kräva visst ytterligare processande och signalering, detta kommer att förhållandevis men Vara obetydligt och nästan helt och hållet överspelat av de generella fördelar som tillhandahàlles genom uppsplittringen. I en speciell implementering kommer funktionerna för SGSN servernoden att vara sessionshantering, mobilitetshantering, GTP-C terminering, MAP terminering, RANAP terminering, CDR hantering, media gateway val, GGSN-val, tillhandahållande av Protokollen. son! hänvisats till ovan, interceptrelaterad information.

GTP-C, GTP Control Plane, där GTP avser GPRS Tunneling Protocol, MAP, RANAP (Radio Access Network Application Protocol) diskuteras i 3GPP, 3G TS 23.060 v.3.4.0 (2000-07).

Media gatewaynoden kommer att inkludera de funktionaliteterna GTP- U (GTP User Plane) terminering, insamling av användningsinformation för debitering och nätövervakningsändamål, rapportering av användarinformation vid behov eller händelsestyrt till SGSN servernoden eller andra noder, tillhandahållande av kommunikationsinnehåll osv.

SGSN servernod kan styra en. MGW:n genon1 Mc gränssnittet under följande av ITU-T H.248/IETF MEGACO standarden och GGSN genom Gn gränssnittet genom GTP-C meddelanden. GTP-U paket överförs mellan MGW och GGSN över Gn gränssnittet och mellan MGW och RNC över Iu gränssnittet följande GTP-U specifikationen, jämför 3GPP dokumentet son1 hänvisats till ovan.

SGSN i en SGSN servernod och en MGW, Genom att splittra upp en kommer det bara att bli en funktionell påverkan på själva SGSN och RNC:er, GGSN:er, och andra SGSN:er, likväl som de protokoll som används mellan dessa noder ej påverkas av uppdelningen. Utöver Mc gränssnittet mellan SGSN server och MGW, påverkas inte några andra gränssnitt. SGSN (och GPRS). servernod är en huvudstyrnod för UMTS Den hanterar 518 479 n - | - v ø ø ~ 0 I II 21 alla signaleringsgränssnitten för 3GPP, utgåva 1999 SGSN inkluderande GTP-C protokollet på Gn och Gp gränssnitten och SGSN standarden H.248.

RANAP protokollet på Iu gränssnittet. server styr media SGSN server stödjer Iu-gränssnittet för UMTS och, i en implementering, Gb-gränssnittet för GPRS för GSM. gateway genom Mc gränssnittet följande MGW:n hanterar användarplansfunktionaliteten för GPRS och terminerar GTP-U tunnlarna mot GGSN över GN och GP-gränssnitten, MGW:n av SGSN För UMTS styrs H.248 Iu-gränssnittet Mc och och mot RNC över Iu-gränssnittet. styrs server genom Mc-gränssnittet följande standarden H.248.

MGW av SGSN server stödjer protokollet GPRS-specifika mellan RNC och SGSN genom Mc-gränssnittet som med utvidgningar, server stödjer RANAP protokollet.

RANAP hör till kontrollplanet likaväl som Iu-gränssnittet mellan RNC och MGW, I UMTS stödjer Gn gränssnittet mellan SGSN servernod och GGSN GTP-C protokollet och hör till till 2G TS 23.060 som son: stödjer GTP-U~protokollet. kontrollplanet. Såsom hänvisats ovan kan protokollen och terminologin hittas i. 3GPP, inkorporerades häri genom hänvisning därtill.

Det uppfinningsmässiga konceptet täcker också en implementering i vilken FSN:er (SGSN servrar) är anordnade i en eller flera pooler, men där det inte finns några UGN:er, dvs inga noder eller medel som hanterar användarplansfunktionaliteter, som kanske inte För kretskopplad trafik, är nödvändiga för paketkopplad data. behövs emellertid i allmänhet sådana noder, RNC:er kommunicerar då direkt med FSN:er.

Fig. 3 visar en alternativ implementering av det uppfinningsmässiga konceptet. Det diskuteras här under hänvisning till UMTS, klart att det är applicerbart på vilket system som helst och speciellt på vilket men det ska vara generellt 518 479 en vv c o v | n | c ø | ø ~ v c ø ~ »o 22 system där protokollet mellan radionätet och paketdatasupportnoden kan delas upp mellan kontrollplansfunktionaliteter och användarplansfunktionaliteter.

SGSN servernoder är anordnade i två olika pooler, pool A 100 De funktionella servernoderna, pool A 100 är respektive pool B 200.

SGSN 1A, 2A, 3A i speciellt servernoderna belägna vid anläggning l0AB, medan funktionella servernoder 4A,5A,6A i pool A 100 är servernoder 1B,2B,3B i pool B 200 är belägna vid anläggning lOAm belägna vid anläggning ZOAB. Motsvarande funktionella medan funktionella servernoder 4B,5B,6B i pool B 200 är belägna vid anläggning ZOAB. Funktionella servermedel i en och samma pool är belägna vid olika anläggningar (“site”) av redundansskäl om en anläggning skulle bli förstörd beroende på sabotage, brand eller RNC:er ll2,l22,l32 är ur drift av något annat skäl, styrs här av pool A, medan RNC:er l42,152,l62 stödjs av pool B. I detta utföringsexempel är alla media gateways 2l2,222,232,242,252,262 förbundna med routrar R7,R8,R9,R10,Rll respektive Rl2 vilket möjliggör användning av redundanta media gateways såsom också Det ska också noteras att MGW 252 är förbunden både med RNC 152 och Rll, vilket bildar ett alternativ diskuterats under hänvisning till Fig. 2. som också skulle kunna representeras på andra ställen, givetvis skulle Rll kunna vara ansluten såsom exempelvis Rl0. I andra avseenden liknar figuren den i Fig. l och 2.

Det är möjligt att, istället för en pool i två anläggningar (här Fig. l, Fig. 2), eller två pooler som delar på två anläggningar, ha en pool endast i en anläggning; emellertid blir då inte redundansen lika bra, eller två pooler i en anläggning, tre pooler som delar två anläggningar (sites) eller tre siter eller i någon annan lämplig konstellation. I en speciell implementering är två eller flera anläggningar sam-lokaliserade men ändå 518 479 . - n v . o ~ u u uu 23 separata. Alternativt kan två anläggningar ha helt olika belägenheter.

Det är gemensamt för alla utföringsexempel att antalet FSN:er (SGSN servrar) kan förändras godtyckligt utan att påverka nätstrukturen. Om speciellt antalet abonnenter ökar, behöver bara fler FSN:er (SGSN servrar) adderas, det finns inget behov av att addera UGN:er (MGW:er), RNC:er, BS:er osv vilket är extremt fördelaktigt.

Fig. 4A visar ett exempel på anslutnings(attach)procedur med det uppfinningsmässiga konceptet implementerat. En attachbegäran sändes ifrån USl till RNC på RLC (Radio Link Control) protokollet. I indikerar valproceduren av SGSN server såsom ytterligare beskrivits t ex under hänvisning till Fig. 5A. När en SGSN server har valts ut, sändes attachbegäran vidare till SGSN servern med användning av RANAP protokollet. Därpå följer en (jämför 3G TS till autenticeringsprocedur, 23.060 v.3.4.0 lägesuppdatering t ex på konventionellt sätt (2000-07). inkluderar Påföljande steg som relaterar införande av abonnentdata och slutligen sändes en uppdaterad lägesbekräftelse till den utvalda SGSN servern.

(Packet TMSI), (Update Location Acknowledgement) Efter detta steg som illustreras av II i (Attach Accept) ifrån SGSN server till RNC på RANAP protokollet. Vid mottagning allokeras en ru/ P-TMSI figuren. Därpå följer en anslutningsacceptans av “Attach Accept" i RNC, lagras information om den nya P-TMSI och den utvalda (och accepterade) SGSN servern i RNC (III).

Slutligen sändes en anslutningsacceptans (Attach Accept) till USl med användning av RLC-protokollet.

Fig. 4B illustrerar ett exempel på “PDP Context” aktiveringsprocedur när SGSN poolserverkonceptet enligt uppfinningen implementeras. En begäran om att aktivera “PDP 518 479 äšiišväiëiåï- " : É 24 Context” sändes från USl till RNC med användning av RLC- protokollet. I detta steg, jämför IV i Fig. 4B, utförs en Detta beskrivs ytterligare i Fig. 5B (och uppslagning av SGSN server. nedan. Om det finns information om vilken som är den utvalda accepterande) SGSN servern, sändes begäran om aktivering av “PDP Context” vidare till den utvalda (uppslagna) SGSN servern med användning av RANAP. Därpå görs ett MGW val, detta beskrivs SGSN server sänder för Iu 'tunneländpunkt ytterligare under hänvisning till Fig. 6. därpå en addera sammanhang (Add Context) till MGW, som därpå returnerar ett svar avseende addering av sammanhang med Iu tunneländpunkt till SGSN server.

Därpå följer en begäran om RAB (Radio Access Bearer) ifrån SGSN servern till RNC, och motsvarande svar. Därpå sänder SGSN en modifiera sammanhang (Context) Iu tunneländpunkt och begäran om att addera sammanhang (Context) för Gn tunneländpunkt till MGW, som returnerar ett svar till SGSN server. Därpå sänder SGSN DNS förfrågan till DNS kan en GGSN väljas ut, VI. server en (Domain Name Server), och följande på svaret, Hur detta kan göras diskuteras ytterligare i Fig. 7 nedan. Därpå sändes en begäran om skapande av “PDP Context” till den utvalda GGSN:en som returnerar ett svar till SGSN server. Ett meddelande “modifiera (Modify Context) som bekräftar detta till SGSN server. sammanhang” sändes till MGW, (med Gn tunneländpunkt) Slutligen sändes en acceptans avseende aktivering av “PDP Context” från SGSN server till RNC med användning av RANAP. En acceptans av aktivering av “PDP Context” vidarebefordras ifrån RNC till USl med användning av RLC-protokollet.

Den ordning i vilken tunneländpunkter adderas och modifieras i MGW kan vara annorlunda. 518 479 I flödesdiagrammet i Fig. 5A. beskrivs valet av' SGSN servernod såsom initierat av en attach begäran, speciellt relaterande till UMTS systemet och enligt en speciell implementering. Först antas att en attachbegäran ifrån en användarstation, här betecknad US1, tas emot i RNC X, 101. RNC X kontrollerar i lagringsmedel om det finns någon information om en nyligen använd SGSN servernod för USl, i allmänhet den mest nyligen använda SGSN servern, 102. Om sändes attachbegäran 103. lagringsmedlen innehåller sådan information, vidare av RNC X till den tidigare SGSN servern, Därpå fastställes om den “tidigare” SGSN servern accepterar begäran om attach, 104. Om ej, sändes ett avslagsmeddelande till RNC X, 105.

I en föredragen implementering innehåller meddelandet information SGSN om varför begäran avslås och om status för “föregående” server. I en alternativ implementering behöver inte den SGSN server som lagrats som “tidigare” SGSN server användas, utan andra SGSN servrar kan användas, exempelvis för att ta belastningssituationen med i beräkningen, även om mer signalering då behövs. Om ett avslag tas emot i en SGSN server, då väljer RNC SGSN ansvarar för RNC X, exempelvis med användning av en algoritm, såsom WRR som tar SGSN 106. En attachbegäran sändes därpå till den utvalda SGSN servern, 107. Om X en server ifrån den pool som server status och möjliga avslag i beaktande, attachbegäran inte accepteras, sänder den utvalda SGSN servern företrädesvis med information om skälet till RNC X, 109, Därpå väljs en ny SGSN server ut, och tills ett avslagsmeddelande, till avslaget och om status, i likhet med steg 105 som diskuterats ovan. ifrån företrädesvis förfarandet upprepas steg 106 osv, attachbegäran har accepterats.

Intelligensen för tagande av sådana beslut kan ligga i SGSN server med utnyttjande av en avslagsmekanism för att trigga valet av en ny SGSN server. 518 479 26 Sändandet av avslagsmeddelande behöver inte vara obligatoriskt; i en alternativ implementering väljs en ny SGSN server så till vida fullbordas Olika inte en acceptans tas emot, eller om valet (attachbegäran bekräftad) inom ett givet tidsintervall. alternativ är möjliga för att fastställa att ett val ej lyckats.

Om, à andra sidan, den utvalda SGSN servernoden accepterat att den har blivit utvald, 110, och till RNC X, 110.

Informationen om utvald/allokerad SGSN server lagras därpå i RNC, lll. fullbordas valet/allokeringen, ett acceptansmeddelande vidarebefordras Ifrån RNC vidarebefordras acceptansmeddelandet till US1, 112, och då är urvals-, och attachförfarandena fullbordade, 113. illustrerar “PDP Fig. 5B mottagandet i Context” RNC X av en begäran om US1, 114. (PDP aktiveringsproceduren beskrivs i 3GPP TS 23.060 såsom hänvisats till tidigare i detta dokument.) utvald/allokerad 115. kommer aktivering av ifrån Context Det undersöks om det finns någon information om SGSN server för US1 i lagringsmedlen i RNC X, returneras ett felmeddelande till US1, 116. Skälet attachprocedur har gjorts/fullbordats.

Om ej, sannolikt att vara att ingen Om information innehàlles “PDP Context” ifrån US1 vidare till den utvalda SGSN servern av RNC X, 117. i RNC X lagringsmedel, sändes aktivera begäran Efter ett signaleringsförfarande t ex såsom visat i ovan nämnda dokument (illustrerat genom en streckad linje), accepteras begäran om aktivering av “PDP Context", 118.

Under förfarandet med en begäran om att aktivera “PDP Context", MGW ut av SGSN MGW:er istället en tunnel upp direkt till Slutligen kan. paket routas mellan US1 och GGSN, väljs en servernoden. Om inga implementeras, kan sättas lämplig GGSN. 119. 518 479 o u | o o ø o n | o v o I ø ø I! 27 Fig. 6 illustrerar förfarandet med att välja MGW, som företrädesvis ansvaras för av den utvalda SGSN servern (under förutsättning att MGW:er faktiskt implementeras), 201. Urvalet äger rum mellan stegen 117, 118 i Fig. SB.

Ett steg, 202, kan inkluderas för att fastställa om det verkligen “väljes” den MGW som är ansluten 203. finns redundanta MGW:er. till den RNC som har valt SGSN Om ej, servern, Om emellertid redundanta MGW:er implementeras, sändes en begäran ifrån den utvalda SGSN servern till den MGWi som befinner sig närmast den 204. väljes MGWi och den används för RNC som 'valt ut SGSN servern, Därpå fastställs om 'valet 205. användarplanfunktionaliteter. Om å andra sidan MGWi ej accepterar accepteras av MGWU Om ja, att den blivit vald, väljer SGSN servern nästa MGWi, i=i+1 enligt ett schema eller en algoritnu t ex WRR såsom diskuterats med avseende på valet av SGSN server. Avslagsmeddelanden med eller utan medföljande information kan sändas ifrån MGWi till SGSN server. Också sändandet av acceptansmeddelanden kan inplementeras. En ny begäran sändes då till följande MGWh där 208. en MGWi hittas som accepterar att den har blivit vald. i=i+1, Förfarandet upprepas speciellt ifrån steg 205 tills Fig. 7 relaterar till val av GGSN enligt ett speciellt utföringsexempel i vilket den utvalda SGSN servern ansvarar för valet av GGSN, 301.

(Domain Name Server) begärda externa nätet/APN, 302.

En begäran sändes ifrån SGSN server till DNS för att få en lista över GGSN:er för det Därpå undersöks om det finns fler än en SGSN på den returnerade listan, 303.

“PDP Context” till den sändes en GGSN:en, Om ej, “utvalda” 309. eller snarare “PDP begäran om att skapa 308. avslutas routinguppkopplingen mellan US1 och GGSN, fullbordas 310, och en Context” returneras till US1.

Därpå undersöks om GGSN accepterar begäran, Om ja, den, begäran om aktivering av Annars returneras ett avslag för 518 479 28 311. fler än en GGSN på listan, “PDP Context” till US1, Om det à andra sidan fastställes att det finns väljs en GGSN ut ifrån GGSN kapacitet, GGSN GGSN belägenhet jämfört med använd MGW och 304. När således en GGSN har valts ut, sändes en begäran om skapande av “PDP Context” till den, 305. 306. Om ja, 310, och då returneras en acceptans av aktivering av “PDP Context” till US1. listan under beaktande av belastningssituation, RNC, tidigare val GGSN osv, Det undersöks om begäran accepteras eller ej, avslutas routinguppkopplingen mellan US1 och GGSN, Om ej, undersöks om det finns någon GGSN kvar på listan, 307. Om ej, returneras ett avslag på “PDP Context” till US1, 311. Om det fortfarande finns en (eller flera) GGSN(er) kvar på listan, återgås till steg 304, osv.

Det ska vara klart att uppfinningen inte är begränsad, till de illustrerade utföringsexemplen utan att den kan varieras på ett antal sätt inom ramen för vidhängande patentkrav, speciellt kan FSN:er vara anordnade i en eller flera pooler (i en eller flera anläggningar), UGN:er kan vara Om UGN:er implementerade eller ej (för paketbaserad kommunikation). (MGW:er) används, kan de väljas på vilket konventionellt sätt som helst, eller enligt de procedurer som diskuteras häri. Valet av SGSN kan också göras på konventionellt sätt, eller såsom visat häri. Speciellt, såsom ett alternativ, kan val av SGSN server (FSN) fullbordas innan någon attachbegäran vidarebefordras ifrån RNC genom separat signalering, och inte förrän en acceptans har tagits emot av RNC (eller t ex när en tidsperiod har förflutit) vidare till utvalda FSN (SGSN server) blivit vald. sändes attachbegäran som har accepterat att den

Claims (29)

10 15 20 25 30 518 479 J? E29P108SE AB/ej 2002-01-24 PATENTKRAV

1. Ett kommunikationssystem som stödjer kommunikation av paketdata och innefattande ett kärnnät, som innefattar ett antal paketdatasupportnoder och ett antal gatewaynoder för och ett antal radionät, (ll,...,16; kommunikation med externa paketdatanät, radionät innefattar radionätsstyrmedel ..l6fl, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v där varje 111, . . .,161,'ll2, . att var och en av åtminstone några av paketdatasupportnoderna (l,...,8;l1,...,81;lA- och att ett antal av sagda funktionella .,81;1A-3A,4A-6A,lB-3B,4B-6B) är innefattar en separat funktionell servernod 3A,4A-6A,lB-3B,4B-6B), (l,...,8;l1,.. gemensamt, servernoder åtminstone ett antal ..l62), .,81;lA-3A,4A-6A,1B-3B,4B- anordnade att, styra (ll,...,l6;ll1,...,l61;l12,. servernoder (l,...,8;lU.. (1OO;lO01;l00,2O0) radionätsstyrmedel så att sagda funktionella 6B) bildar en pool av funktionella servernoder (1,...,8;11,...,81;lA-3A,4A-6A,lB-3B,4B-6B), i vilken varje funktionell servernod kan styra vilket radionätsstyrmedel (ll,...,l6;l11,...,161;l12,...l62) som helst.

2. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att alla funktionella servernoder (1-8;l1-81) är inkluderade i en (lO0;l00fl och att vilken funktionell servernod som är gemensam för hela nätet, dvs alla radionät, (l,...,8,'l1,...,81) kan väljas ut att styra vilket radionätsstyrmedel som helst. pool som helst

3. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 1 eller 2, 10 15 20 25 30 518 479 30 d ä r a v (lOO,200) med vardera ett (lA-3A,4A-6A;lB-3B,4B-6B) k ä n n e t e c k n a t att två eller flera pooler antal funktionella servernoder är anordnade, där de funktionella servernoderna i en pool är ansvariga för en tillägnad del av nätet.

4. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att kommunikationssystemet innefattar ett PLMN, och att alla funktionella servernoder är kapabla att betjäna hela PLMN:et.

5. Ett kommunikationssystem, enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v (ll-l6;l11-l61;112-162), (RNC) för att radionätsstyrmedlen innefattar en eller flera radionätsstyrnoder (RNC) varje radionät, där kommunicerar med en allokerad eller (1-8,11-81;lA-6A,1B-6B) radionätsstyrnoderna utvald funktionell servernod C över ett kontrollplans-subprotokoll.

6. Ett kommunikationssystem enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att de funktionella servernoderna (1-8,11-81;lA-6A,lB-6B) som ingår i samma pool (lOO;1O01;l0O;2O0) är anordnade i en eller flera servernodsanläggningar (l0,2O;1O1,20fl.

7. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 6, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att två eller flera servernodsanläggningar vardera innefattar ett antal funktionella servernoder. 10 15 20 25 30 518 479 3!

8. Ett kommunikationssystem enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att det är GPRS/UMTS, att paketdatasupportnoderna är SGSN-noder SGSN funktionella (MGW). uppdelade i funktionella servernoder och användargatewaynoder bestående av media gatewaynoder

9. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 8, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v UTRAN nät, och att (ll-l6;ll1-l61;112-162). att radionäten är radionätsstyrmedlen innefattar en eller flera RNC:er

10. Ett kommunikationssystem enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att varje abonnent/användarstation som utför en för att bli ansluten till (1-8,11-81;1A-6A,1B-6B) befintlighet och att uppkopplings(attach)procedur, nätet, allokeras en funktionell servernod oberoende av användarstationens sagda allokering ej påverkas av abonnentens/användarstationens roaming.

11. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 10, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att allokeringen eller valet av en funktionell servernod 81;lA-6A,lB-6B) (1--81 11- för en abonnent bibehålles åtminstone under given tidsperiod.

12. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 10 eller ll, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v (1l~16;l11-l61;ll2-löfi allokering/val av' en funktionell servernod för en abonnent som att radionätsstyrmedlen är ansvariga för kopplar upp sig mot nätet. 10 15 20 25 30 518 479 32

13. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 12, d ä r a v (ll-l6;111-l61;l12-16fl lagringsmedel för att lagra information om vilken abonnent som är (1-8,11-81;lA-6A,1B-6B), så (attached) k ä n n e t e c k n a t att radionätsstyrmedlen innehåller allokerad vilken funktionell servernod att en abonnent som är nedkopplad från nätet kan allokeras den tidigare allokerade funktionella servernoden vid uppkoppling igen, och/eller att medel är anordnade för att välja om samma funktionella servermedel för en nedkopplad abonnent vid àteruppkoppling oavsett om abonnenten kopplar upp sig till samma radionätsstyrmedel som vid föregående anslutning.

14. Ett kommunikationssystem enligt något av patentkraven 10-13, k ä n n e t e c k n a t d ä r a V att pà varandra följande abonnenter som ansluter sig (attached)/kopplar upp sig till nätet över en radionätsstyrnod (RNC) (11-l6;ll1-l61;l12-162) allokeras olika funktionella servernoder (1-8,11-81;1A-6A,1B-6B), slumpmässigt eller i någon given ordning.

15. Ett kommunikationssystenl enligt patentkrav 8 och något av patentkraven 12-14, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att en funktionell servernod (FSN;SGSN server) väljes vid initierad uppkopplings(attach)procedur för en abonnent/ användarstation, och att styrmedel är anordnade i den funktionella servernoden för att styra om den skall acceptera att bli utvald av en RNC beroende på att den tidigare använts för en abonnent, eller ej.

16. Ett kommunikationssystem enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v 10 15 20 25 30 518 479 33 att paketdatasupportnoderna är uppdelade till att innefatta, (UGN;MGw), (l_8, 11-81,' lA"6A, utöver funktionella servernoder, användargatewaynoder och att varje funktionell servernod inkluderar en funktionalitet för att välja ut användargatewaynod (UGN;MGW) (21-26;2l1;261;2l2-262) för varje abonnent som allokerats den funktionella servernoden.

17. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 16, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att en funktionell servernod (FSN:SGSN server) 6A,lB-6B) (21-26;2l1;261;2l2-26fl (1_8, 11_81,'1A“ kan välja en godtycklig användargatewaynod (UGN;MGW) för en ansluten abonnent/användarstation_

18. Ett kommunikationssystem enligt patentkrav 16, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att en funktionell servernod måste välja eller använda den användargatewaynod som är närmast radionätsstyrmedlen som styr abonnenten.

19. En paketdatasupportnod för mobilitets-, och sessionshantering i ett kommunikationssystem som stödjer paketdata, som stödjer åtminstone en funktionell servernod .,81;lA-3A,4A-6A,lB-3B,4B-6B), kommunikation av serverfunktionalitet och innefattande en (FSN;SGSN server) (l,...,8;lh.. k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den funktionella servernoden (FSN;SGSN server) (1,...,8;l1,._.,81;lA-3A,4A-6A,lB-3B,4B-6B), bildar en del av en pool (lOO;lOO1;1OO,2OO) av funktionella servernoder (l,...,8;lU...,81;lA-3A,4A-6A,1B-3B,4B-6B), och att den, gemensamt med de andra funktionella servernoderna i poolen (lOO;lOOfilOO,200), har förmåga att betjäna åtminstone en del av kommunikationssystemet. lO 15 20 25 30 518 479 311

20. En paketdatasupportnod enligt patentkrav 19, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den funktionella servernoden, liksom varje annan funktionell servernod i poolen, har förmåga att styra hela kommunikationsnätet, t ex varje radionät i kommunikations- systemet.

21. En paketdatasupportnod enligt patentkrav l9 eller 20, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v att den är uppdelad i en funktionell servernod (l,...,8;l1,...,8fl 1A-3A,4A-6A,lB-3B,4B-6B), och en användargatewaynod (UGN;MGW) (21-26;2l1;261;2l2-262), och att den innefattar medel för att välja ut en användargatewaynod (UGN;MGW) har blivit utvald/allokerad. för en abonnent för vilken den

22. En paketdatasupportnod enligt patentkrav 21, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v (UGN;MGW) att användargatewaynoden väljs fritt eller enligt givna krav, som t ex definierar att den användargatewaynod som är närmast en abonnent som utför en anslutningsprocedur skall väljas först.

23. En paketdatasupportnod enligt något av patentkraven 19-22, k ä n n e t e c k n a d d ä r a V att det är en SGSN uppdelad i en funktionell servernod och en användargatewaynod innefattande en media gateway (MGW) (211- 261;2l2-262), och att den funktionella servernoden har ansvaret för val av media gateway (MGW).

24. Ett förfarande för att, i ett kommunikationssystem som innefattar' ett kärnnät och ett antal radionät och som stödjer kommunikation av paketdata, förbindelser mellan och/eller styra användarstationer användarstationer och externa lO 15 20 25 30 518 479 65 paketdatanät, där användarstationer är anslutna till radionät, där varje radionät styrs av radionätsstyrmedel, där vidare paketdatasupportnoder är anordnade för att styra radionätsstyrmedel, där en paketdatasupportnod innefattar åtminstone funktionell servernod, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att det innefattar stegen att: - tillhandahålla ett antal pooler med funktionella servernoder; - gemensamt styra åtminstone en del av nätet med de funktionella servernoderna i en pool, så att varje servernod i poolen kan styra vilken förbindelse som, helst, oavsett vilket radionätet är, inom den gemensamt styrda delen av nätet.

25. Ett förfarande enligt patentkrav 24, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att det innefattar stegen att: - välja ut, godtyckligt eller enligt ett givet schema, en funktionell servernod för en abonnent som utför en uppkopplings(attach)procedur till nätet eller till den gemensamt styrda delen av nätet; - bibehålla oavsett var i nätet abonnenten befinner sig. sagda funktionella servernod för sagda abonnent

26. Ett förfarande enligt patentkrav 25, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att det innefattar stegen att: funktionella servernoder för på varandra - välja olika följande abonnenter som utför en nätanslutningsprocedur.

27. Ett förfarande enligt patentkrav 25 eller 26, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v 10 15 20 518 479 db att valet av funktionell servernod utförs av radionätsstyrmedlen som styr det radionät till vilket en abonnent är ansluten.

28. Ett förfarande enligt patentkrav 27, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att paketdatasupportnoden är uppdelad till att innehålla, utöver en funktionell servernod, en användargatewaynod, och att det innefattar stegen att: - välja ut en användargatewaynod (UGN;MGW) ifrån den allokerade funktionella servernoden; - välja gatewaysupportnod (GGSN) för extern paketdatanätsaccess.

29. Ett förfarande enligt något av patentkraven 24-28, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v att två eller flera pooler av funktionella servernoder tillhandahàlles, där varje pool ansvarar för en tillägnad del av nätet, och att de funktionella servermedlen i en pool är belägna i två eller flera olika funktionella servernodsanläggningar.