Способ и устройство для обеспечения улучшенного режима двойной передачи с использованием управления мобильностью
Изобретение относится к технике связи. Представлены способ, система и мобильная станция для информирования блока управления пакетами о том, что мобильная станция, способная к режиму двойной передачи, имеет продолжающееся соединение с коммутацией каналов и находится в выделенном режиме. После входа в выделенный режим мобильная станция оповещает блок управления пакетами о входе в выделенный режим, используя процедуру управления мобильностью, независимо от физического перемещения мобильной станции, такого как движение от одной ячейки к другой. Технический результат заключается в уменьшении нагрузки на внутреннюю сигнализацию контроллера базовой станции. 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.
Область техники
Настоящее изобретение относится к беспроводным телекоммуникациям, и в частности к мобильной станции, которая может обеспечивать связь как в среде с коммутацией пакетов, так и в среде с коммутацией каналов.
Аналоги изобретения
Настоящее изобретение касается беспроводных устройств связи, например мобильных телефонов. Первые сети GSM были предназначены в большей степени для голосовых сервисов, нежели для сервисов передачи данных. Вскоре после начала использования GSM-сервисов передачи данных стало очевидно, что сервисы с коммутацией каналов (Circuit Switched, CS) не подходят для некоторых типов приложений прерывистого характера. Поэтому для пакетных сервисов был разработан новый сервис передачи данных с коммутацией пакетов (Packet Switched, PS) - общий пакетный радиосервис (GPRS (General Packet Radio Service). GPRS - это пакетная радиосеть, использующая GSM сеть, и GPRS стремится оптимизировать передачу пакетов данных посредством уровней GPRS протокола для беспроводного интерфейса между мобильной станцией (в дальнейшем также называемой мобильным терминалом) и сетью GPRS.
Как описано в 3GPP TS 23.060, "Service description: Stage 2," Section 5.4-5 ("Описание сервиса: Этап 2" Раздел 5.4-5), мобильная станция GPRS, также называемая мобильным терминалом, может использоваться в одном из трех режимов работы. Документ 3GPP TS 23.060, v 5.6-0, General Packet Radio Service (GPRS), Service Description (Общий пакетный радиосервис (GPRS), Описание сервиса) полезен для понимания настоящего изобретения, в дополнение к 3GPP TS 43.055, v 5.2.0, Radio Access Network, Dual Transfer Mode (Сети радиодоступа, режим двойной передачи).
Три упомянутых режима - это режим класса А, режим класса В и режим класса С. Согласно режиму класса А, мобильная станция присоединяется как к GPRS, так и к другим GSM сервисам, и поэтому режим класса А соответствует режиму двойной передачи (Dual Transfer Mode, DTM) (в дальнейшем также называемому двойным режимом). Мобильный пользователь в режиме класса А может производить и/или получать вызовы в этих двух сервисах одновременно, например, выполняя обычный голосовой вызов GSM и одновременно получая пакеты данных GPRS. Согласно режиму класса В мобильная станция присоединяется как к GPRS, так и к другим GSM сервисам, но одновременно мобильная станция может использовать только один из этих сервисов. Согласно режиму класса С мобильная станция может применяться либо в GSM сети, либо в GPRS сети; выбор делается вручную, и одновременная работа не предусматривается.
Основываясь на текущем стандарте (3GPP TS 44.018, "Radio Resource Control Protocol" ("Протокол управления радиоресурсами")), когда мобильная станция прекращает соединение с коммутацией каналов (также именуемое соединением радиоресурсов или RR-соединением) во время режима двойной передачи (DTM), все пакетные ресурсы прерываются. Это проиллюстрировано на фиг.1 (также см. 3GPP TS 43.064, "Overall description of the GPRS radio interface; Stage 2" ("Полное описание радиоинтерфейса GPRS; Этап 2")), где показаны режимы работы радиоресурсов и переходы между классом А (поддержка DTM) и классом В. Прекращение использования радиоресурсов перемещает мобильную станцию из режима 102 двойной передачи в состояние 104 бездействия/бездействия пакетного режима, после чего, чтобы выполнить передачу пакета, мобильная станция должна получить доступ к пакетному режиму. Другими словами, после прекращения соединения с коммутацией каналов мобильная станция находится в состоянии бездействия пакетного режима и, чтобы перейти в режим 106 передачи пакетов, должна выполнить полное обновление системной информации и снова запросить ресурсы коммутации пакетов.
В любой GSM сети имеется несколько контроллеров базовых станций (BSC). При внедрении GPRS требуется обновление программного обеспечения и аппаратных средств этих элементов. Обновление аппаратных средств состоит в добавлении блока управления пакетами (Packet Control Unit, PCU). Эта дополнительная часть аппаратных средств разделяет данные, предназначенные для стандартной GSM сети, или данные вызовов с коммутацией каналов, и данные, предназначенные для GPRS сети, или данные с коммутацией пакетов. В некоторых случаях блок управления пакетами может быть отдельным элементом.
Согласно современным стандартам GSM/GPRS мобильная станция может одновременно поддерживать в активном состоянии речевую связь GSM с коммутацией каналов (CS) и передачу данных GPRS/EGPRS с коммутацией пакетов (PS) только в следующих случаях: мобильная станция является мобильной станцией GPRS класса А, которая может поддерживать как CS, так и PS соединения одновременно без координации радиоресурсов между доменами CS и PS; или мобильная станция и сеть поддерживают режим двойной передачи (DTM), который обеспечивает координацию радиоресурсов между доменами CS и PS.
Реализация мобильной станции "класса А" в общем случае требует мобильного терминала с двумя радиочастями, что связано с высокой стоимостью, чего изготовители мобильных устройств хотели бы избежать. Тем не менее, имеется острая потребность в таком типе мобильного устройства, которое может одновременно поддерживать речевую связь GSM с коммутацией каналов (CS) и передачу данных GPRS/EGPRS с коммутацией пакетов (PS), поскольку некоторые сервисы требуют одновременного наличия связи с коммутацией каналов и передачи данных с коммутацией пакетов. Это дает сильный стимул для реализации режима двойной передачи "класса В".
Режим двойной передачи (DTM) - это стандартизированная особенность, которая обеспечивает одновременный GSM/GPRS сервис для мобильных станций GPRS/EGPRS в скоординированной манере. Другими словами, мобильная станция с возможностями DTM может одновременно поддерживать речевую связь с коммутацией каналов и передачу данных с коммутацией пакетов, если радиочастотные таймслоты, выделенные в каждом направлении, являются смежными и находятся на одной и той же частоте. Этот вид координации радиоресурсов между распределениями ресурсов коммутации каналов и коммутации пакетов должен быть обеспечен сетью, которая поддерживает функциональность DTM.
Текущее состояние спецификаций DTM таково, что в режим двойной передачи (то есть режим DTM, в котором мобильной станции одновременно предоставляются радиоресурсы коммутации каналов и коммутации пакетов) можно войти только из выделенного режима, который является режимом, в котором мобильная станция поддерживает связь с коммутацией каналов. Это означает, что координация ресурсов DTM особенно необходима в ситуации, когда должно быть установлено соединение с коммутацией пакетов для мобильной станции с возможностями DTM, которая находится в выделенном режиме.
В сетях GSM/GPRS имеется подсистема базовых станций (Base Station Subsystem, BSS), которая занимается функциями управления радиоресурсами. Однако радиоресурсами коммутации каналов и коммутации пакетов управляют различные объекты сети: коммутатор (directory exchange, DX) обслуживает радиоресурсы коммутации каналов, а блок управления пакетами (PCU) обслуживает радиоресурсы коммутации пакетов.
С точки зрения BSS, блок управления пакетами должен знать, имеет ли некоторая мобильная станция продолжающееся соединение с коммутацией каналов, когда возникает потребность в передаче данных с коммутацией пакетов. Если мобильная станция не имеет соединения с коммутацией каналов, то могут применяться обычные процедуры передачи данных с коммутацией пакетов. Однако, если мобильная станция имеет продолжающееся соединение с коммутацией каналов, то необходимы специфичные для DTM процедуры передачи данных.
Это означает, что DX и PCU должны связываться друг с другом так, чтобы информация относительно распределений ресурсов для мобильных станций DTM могла быть разделена между доменами PS и CS. Это требует внутренней передачи сигналов в BSS. Главная проблема этой существующей технологии состоит в том, что блок управления пакетами должен знать, имеет ли мобильная станция с возможностями DTM продолжающееся соединение с коммутацией каналов, когда возникает потребность в передаче данных с коммутацией пакетов. Когда передача данных с коммутацией пакетов устанавливается в восходящем направлении линии связи (UL), тогда проблем не возникает. Если мобильная станция имеет продолжающееся соединение с коммутацией каналов, то она использует DTM-специфичное сообщение запроса канала, когда она запрашивает радиоресурс коммутации пакетов. Основываясь на этом сообщении, сеть знает, что необходима координация ресурсов DTM.
Однако в нисходящем направлении линии связи (DL), блок управления пакетами может получать пакеты данных, адресованные мобильной станции с возможностями DTM, текущее состояние которой (выделенный режим или состояние бездействия) неизвестно. Известны два прямых способа, позволяющие выяснить состояние мобильной станции: (I) когда возникает необходимость, блок управления пакетами запрашивает DX, находится ли мобильная станция в выделенном режиме; или (II) DX информирует блок управления пакетами всякий раз, когда мобильная станция с возможностями DTM входит в выделенный режим или оставляет выделенный режим, чтобы блок управления пакетами мог хранить записи относительно всех мобильных станций с DTM, которые имеют соединения с коммутацией каналов, в пределах данной сети.
Проблема с первым способом состоит в том, что блок управления пакетами должен делать такие запросы очень часто, поскольку установление передачи данных с коммутацией пакетов - очень частая процедура, а также в том, что блок управления пакетами не может действительно знать, находится ли мобильная станция в выделенном режиме или в состоянии бездействия. С другой стороны, маловероятен случай, чтобы мобильная станция имела продолжающееся соединение с коммутацией каналов, когда пакет данных достигает блока управления пакетами (типичный трафик, производимый GSM абонентом - 25 мЭрл; это означает, что абонент имеет активную речевую связь только 2,5% всего времени).
Проблема со вторым способом состоит в том, что DX не знает, подключена ли мобильная станция к GPRS сети. Поэтому DX должен информировать блок управления пакетами относительно всех мобильных устройств с возможностями DTM. В результате DX должен посылать в блок управления пакетами большое количество информационных сообщений, потому что процедуры установления и прерывания связи с коммутацией каналов - достаточно обычные процедуры для BSS. С другой стороны, маловероятно, что мобильная станция будет получать какие-либо пакеты данных в течение сеанса связи с коммутацией каналов; большинство мобильных устройств даже не подключены к GPRS сети, когда они используют речевой сервис с коммутацией каналов.
Иными словами, BSS должны выполнять DTM-координацию для всех мобильных станций с возможностями DTM, даже если функциональные возможности DTM (то есть одновременное поддержание связи с коммутацией каналов и коммутацией пакетов) в действительности использует только абсолютное меньшинство мобильных устройств с DTM. Такой тип DTM-координации будет производить значительную нагрузку на сигнализацию в пределах BSS по мере увеличения степени внедрения в сеть GSM мобильных устройств с возможностями DTM.
Если предположить, что среднее время удержания вызова в GSM составляет 120 секунд, то можно оценить, что BSS со способностью обработки трафика с коммутацией каналов величиной 4000 Эрл производят приблизительно 2·4000/120 с = 70 установлений и прерываний связи с коммутацией каналов в секунду. Если доля распространения DTM станций составит 80%, то при втором решении (II) DX должен посылать в блок управления пакетами приблизительно 50 сообщений координации DTM в секунду - и большинство сообщений будет послано напрасно.
В беспроводных сетях хорошо известно использование управления мобильностью (mobility management, MM) при отслеживании положения мобильной станции. Управление мобильностью использует комбинацию беспроводных аппаратных средств и информации, связанной с абонентами. Поскольку мобильная станция часто перемещается от одного места к другому, сеть должна знать положение мобильной станции, чтобы обеспечить возможность соединения. Управление мобильностью относится к числу процедур, которые делают это возможным. Они включают идентификацию и установление подлинности мобильного абонента, обеспечение безопасности, доступ к беспроводным сервисам, передачу данных абонента среди узлов сети, обновление местоположения и регистрацию. К сожалению, процедуры ММ не использовались до сих пор по отношению к коммуникациям между DX и блоком управления пакетами или по отношению к переходу мобильной станции в выделенный режим DTM и из него, что, конечно, может происходить даже тогда, когда мобильная станция совершенно неподвижна (то есть не изменяет положения).
Другая проблема с функциональными возможностями DTM состоит в том, что, когда мобильная станция должна установить соединение с коммутацией каналов (например, речевой вызов) и в это время продолжается активная передача пакетных данных, мобильная станция прекращает пакетную связь без всякой сигнализации об этом в сеть и устанавливает связь с коммутацией каналов в канале управления со случайным доступом (random access control channel, RACH). На этой стадии, с точки зрения блока управления пакетами, мобильная станция исчезает из назначенных пакетных ресурсов, и блок управления пакетами направляет обслуживающему узлу поддержки GPRS (SGSN) сообщение RADIO STATUS (РАДИО СТАТУС). В случае, если мобильная станция не имеет никаких данных восходящего направления линии связи GPRS, чтобы передать их в сеть, поток данных в восходящем направлении линии связи будет приостановлен даже при том, что мобильная станция и сеть имеют возможности DTM. Эти и другие проблемы могут быть решены в соответствии с настоящим изобретением.
Сущность изобретения
В режиме двойной передачи (DTM) блок управления пакетами (PCU) должен знать, находится ли мобильная станция с DTM в выделенном режиме, когда для мобильной станции должна быть установлена передача пакетов в нисходящем направлении (DL) линии связи. Это требует большой нагрузки на внутреннюю сигнализацию в контроллере базовой станции (BSC), если степень распространения мобильных устройств с DTM высока. Настоящее изобретение позволяет применять эту DTM-координацию только к тем мобильным станциям, которые действительно присоединены к сервисам как с коммутацией каналов (CS), так и с коммутацией пакетов (PS), в результате чего нагрузка на внутреннюю сигнализацию BSC может быть значительно уменьшена.
Согласно этому изобретению подсистема базовых станций (BSS) может использовать процедуры управления мобильностью (MM) GPRS или улучшенной GPRS (enhanced GPRS, EGPRS), чтобы определить, какие мобильные устройства с DTM действительно используют сервис GPRS в течение времени, когда мобильная станция с DTM имеет соединение с коммутацией каналов. Управление мобильностью (MM) - термин, обозначающий функции мобильности, обеспечиваемые сетью наземной мобильной связи общего пользования (Public Land Mobile Network), такой как GSM. Такие функции включают отслеживание мобильной станции по мере ее перемещений в сети и обеспечение поддержания связи.
Это возможно, если, например, мобильные станции с возможностями DTM поддерживают следующую дополнительную процедуру ММ: когда мобильная станция с DTM входит в выделенный режим, будучи в состоянии MM Ready (готовность ММ), мобильная станция выполняет процедуру обновления ячейки, даже если мобильная станция не меняла эту ячейку.
Всякий раз, когда мобильная станция с возможностями DTM входит в выделенный режим, она сообщает BSS, находится ли она в состоянии ММ Ready (готовность ММ). Основываясь на этой информации, BSS могут выполнять DTM-координацию только для тех мобильных станций с DTM, которые находятся (или были) в состоянии MM Ready (готовность ММ) в течение соединения с коммутацией каналов. Этот сценарий возможен, если мобильная станция с возможностями DTM поддерживает одну из следующих процедур.
ПРОЦЕДУРА А: Когда мобильная станция с DTM входит в выделенный режим, находясь в состоянии MM Ready (готовность ММ), мобильная станция должна выполнить процедуру обновления ячейки, даже если мобильная станция не сменила ячейку.
ПРОЦЕДУРА В: Когда мобильная станция с DTM входит в выделенный режим, находясь в состоянии MM Ready (готовность ММ), мобильная станция должна послать в BSS сообщение GPRS SUSPENSION REQUEST (ЗАПРОС ПРИОСТАНОВКИ GPRS) с расширением (мобильная станция без DTM, которая присоединена к сервису GPRS, посылает это сообщение при входе в выделенный режим). Расширение указывает BSS, что мобильная станция с DTM фактически не приостанавливает GPRS сервис, но только сообщает BSS, что она находится в состоянии управления мобильностью GPRS (GPRS mobility management GMM) Ready (Готово).
ПРОЦЕДУРА С: Когда мобильная станция с DTM входит в выделенный режим, находясь в состоянии MM Ready (готовность ММ), мобильная станция должна послать в BSS сообщение GPRS INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ GPRS) (это сообщение используется для доставки сообщений сигнализации GTTP) без LLC PDU или с фиктивным LLC PDU. Это достигается или расширением этого сообщения, или кодированием содержания существующего сообщения определенным способом. Это сообщение используется для информирования BSS о том, что мобильная станция находится в состоянии готовности GMM (готовности управлением мобильностью GPRS).
ПРОЦЕДУРА D: Когда мобильная станция с DTM входит в выделенный режим, находясь в состоянии готовности ММ, мобильная станция должна послать в BSS сообщение GPRS DTM INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ GPRS DTM). Это - новое сообщение, которое используется в целях информирования BSS о том, что мобильная станция находится в состоянии готовности GMM.
При использовании любой из этих четырех связанных процедур для BSS становится возможным выполнять DTM-координацию только для тех мобильных станций с DTM, которые находятся (или были) в состоянии готовности GMM в течение соединения с коммутацией каналов. Кроме того, в случае временно приостановленной передачи данных GPRS в нисходящем направлении линии связи, с использованием процедуры обновления информации ячейки путем посылки LLC PDU в сеть, когда мобильная станция с возможностями DTM в состоянии готовности GMM входит в выделенный режим в ячейке, поддерживающей DTM, сеть способна продолжить трафик данных GPRS в нисходящем направлении линии связи немедленно после того, как процедура обновления ячейки будет закончена.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает переходы от одного режима к другому в известной системе для мобильной станции с DTM.
Фиг.2 иллюстрирует систему согласно реализации настоящего изобретения.
Фиг.3 несколько более детально показывает систему согласно реализации настоящего изобретения.
Фиг.4 - схема алгоритма, иллюстрирующая реализацию настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Здесь предполагается, что все мобильные устройства с DTM поддерживают одну из четырех процедур А, В, С или D, упомянутых выше. В любом из этих случаев для DTM-координации может быть использован оптимальный способ.
По умолчанию, DX не сообщает PCU о мобильных устройствах с возможностями DTM, имеющих соединение с коммутацией каналов. Однако, если мобильная станция с DTM выполняет DTM-специфическую процедуру в течение соединения с коммутацией каналов, то DX сообщает PCU об этой мобильной станции.
Такой DTM-специфической процедурой может быть: (а) сообщение Прозрачного Транспортного Протокола GPRS (GPRS Transparent Transport Protocol, GTTP), которое используется, когда мобильная станция должна передать сообщение ММ GPRS, например, для обновления ячейки, в сеть, находясь в выделенном режиме; или (b) сообщение запроса канала DTM, которое используется, когда мобильная станция должна установить передачу данных с коммутацией пакетов в восходящем направлении (UL) при наличии соединения с коммутацией каналов; или (с) GPRS сообщение SUSPENSION REQUEST (ЗАПРОС ПРИОСТАНОВКИ) с расширением, которое указывает, что мобильная станция находится в состоянии готовности GMM; или (d) сообщение GPRS DTM INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ DTM) без LLC PDU или с фиктивным LLC PDU; или (е) сообщение GPRS DTM INFORMATION (DTM ИНФОРМАЦИЯ), которое указывает, что мобильная станция находится в состоянии готовности GMM. Сообщение координации, которое посылается от DX к PCU, идентифицирует мобильную станцию (в этом контексте может использоваться IMSI) и указывает, имеет ли мобильная станция в данное время соединение с коммутацией каналов. Сообщение может также содержать информацию относительно текущей ячейки и/или возможностей радиодоступа мобильной станции.
DX должен помнить, относительно каких мобильных станций с DTM был информирован PCU, чтобы DX мог сообщить PCU, когда такая мобильная станция оставляет выделенный режим из-за освобождения соединения с коммутацией каналов или из-за процедуры передачи обслуживания между ячейками.
Когда PCU получает сообщение координации, которое указывает, что данная мобильная станция имеет соединение с коммутацией каналов, PCU делает запись о мобильном устройстве. Соответственно, когда PCU получает сообщение координации, которое указывает, что данная мобильная станция оставила выделенный режим, означающее, что соединение с коммутацией каналов было освобождено - PCU удаляет соответствующую запись из памяти.
Основываясь на этой записи, PCU способен обнаружить, имеет ли мобильная станция соединение с коммутацией каналов, когда PCU получает запрос, чтобы установить передачу данных с коммутацией пакетов для мобильной станции в нисходящем направлении. Заметим, что этот вид DTM-координации охватывает все возможные случаи.
СЛУЧАЙ 1: мобильная станция устанавливает соединение с коммутацией каналов, находясь в состоянии MM Ready (готовность ММ). В этом случае мобильная станция должна использовать одну из новых процедур, описанных выше. Это инициирует сообщение DTM-координации, которое посылается от DX к PCU. Основываясь на этом сообщении, PCU способен обнаружить, что мобильная станция имеет соединение с коммутацией каналов, когда PCU получает запрос, чтобы установить передачу данных с коммутацией пакетов для мобильной станции в нисходящем направлении.
СЛУЧАЙ 2: мобильная станция устанавливает соединение с коммутацией каналов, находясь в состоянии MM Standby (Ожидание ММ). В этом случае мобильная станция не выполняет никакую DTM-специфическую процедуру, и PCU не информирован относительно мобильной станции. Заметим, что в этом случае PCU не должен знать режим мобильной станции, потому что основная сеть GPRS не может посылать пакеты данных мобильной станции без процедуры оповещения о коммутации пакетов. Именно поэтому мобильная станция находится в состоянии MM Standby (Ожидание ММ).
СЛУЧАЙ 3: мобильная станция переходит из состояния MM Standby (Ожидание ММ) в состояние MM Ready (готовность ММ) в течение соединения с коммутацией каналов. Такое изменение состояния ММ возникает только в том случае, если мобильная станция передает пакет данных в сеть. В этом случае мобильная станция должна применить DTM-специфичесую процедуру (сообщение GTTP или запрос на установление DTM вызова). Это вызовет сообщение DTM-координации, которое посылается от DX к PCU. Основываясь на этом сообщении, PCU способен обнаружить, что мобильная станция имеет соединение с коммутацией каналов, когда PCU получает запрос, чтобы установить передачу данных с коммутацией пакетов для мобильной станции в нисходящем направлении.
СЛУЧАЙ 4: мобильная станция переходит из состояния MM Ready (готовность ММ) в состояние MM Standby (Ожидание ММ) в течение соединения с коммутацией каналов. В этом случае не нужны никакие сообщения DTM-координации. PCU может все же хранить запись о мобильной станции до тех пор, пока DX не пошлет другое сообщение координации, которое указывает, что мобильная станция оставила выделенный режим из-за освобождения соединения с коммутацией каналов или из-за процедуры передачи обслуживания между ячейками.
СЛУЧАЙ 5: соединение мобильной станции с коммутацией каналов передается другой ячейке. В этом случае DX может сообщить PCU, что мобильная станция оставила выделенный режим в исходной ячейке. Если мобильная станция все еще находится в состоянии MM Ready (готовность ММ), она выполнит процедуру обновления ячейки в целевой ячейке (это требуется в соответствии с существующими процедурами ММ). Это может быть сделано только применением DTM-специфической процедуры (сообщение GTTP или запрос об установлении вызова DTM), которая вызывает новое сообщение DTM-координации, которое посылается от DX к PCU. Если мобильная станция более не находится в состоянии MM Ready (готовность ММ), то PCU не должен знать о состоянии мобильной станции.
СЛУЧАЙ 6: мобильная станция находится в состоянии MM Standby (Ожидание ММ) и основная сеть GPRS производит запрос поискового вызова PS для мобильной станции. В этом случае PCU обычно не знает состояния мобильной станции. Таким образом, PCU должен послать запрос поискового вызова PS к DX, который тогда определит, имеет ли данный IMSI соединение с коммутацией каналов или нет. Если мобильная станция оказывается в выделенном режиме, то запрос поискового вызова PS должен быть послан мобильной станции по сигнальному каналу соединения с коммутацией каналов (это - известная процедура уведомления о пакете (Packet Notification)). Если мобильная станция не имеет соединения с коммутацией каналов, то мобильная станция нуждается в поиске по каналу поискового вызова (пейджинга) GPRS. Заметим, что мобильная станция отвечает на запрос поискового вызова PS, посылая в сеть пакет данных. Если мобильная станция имеет соединение с коммутацией каналов, это может быть сделано только с применением DTM-специфической процедуры, которая снова вызывает сообщение DTM-координации, которое посылается от DX к PCU. На основании этого сообщения PCU узнает состояние мобильной станции, когда должна быть установлена передача данных в нисходящем направлении. Также заметим, что в современных BSS запрос поискового вызова PS должен быть послан от PCU к DX в каждом случае. Поэтому, такая процедура поискового вызова не увеличивает нагрузку на сигнализацию по интерфейсу DX-PCU.
Теперь будет описана субоптимальная альтернатива реализации, которая предполагает, что только часть мобильных устройств с DTM поддерживает новую процедуру DTM, описанную выше (из-за возможности того, что это улучшение не принято в качестве обязательного для всех мобильных устройств с DTM, то есть начиная с версии R99, но вместо этого - как улучшение более поздней версии, такой как REL-6, хотя улучшение применимо также для более ранних версий мобильных станций с DTM, в зависимости от реализации).
Те мобильные устройства с DTM, которые поддерживают новую процедуру DTM, должны указывать эту способность в информационном элементе MS Radio Access Capabilities (возможности мобильной станции по радиодоступу) (этот информационный элемент содержит информацию относительно возможностей мобильных устройств по радиодоступу, и сеть выделяет радиоресурсы для мобильной станции, основываясь на этой информации).
В этом субоптимальном случае DTM-координация может быть осуществлена следующим образом. По умолчанию, DX не сообщает PCU о мобильных устройствах с возможностями DTM, которые имеют соединения с коммутацией каналов. Однако, если мобильная станция с DTM выполняет DTM-специфическую процедуру в течение соединения с коммутацией каналов, то DX сообщает PCU об этой мобильной станции.
Как уже было описано выше относительно более оптимальной реализации, этот вид DTM-специфической процедуры может быть (а) сообщением Прозрачного Транспортного Протокола GPRS (GTTP), которое используется, когда мобильная станция должна передать в сеть сообщение ММ GPRS, например, при обновлении ячейки в выделенном режиме; или (b), сообщение запроса канала DTM, которое используется, когда мобильная станция, должна установить передачу данных с коммутацией пакетов в восходящем направлении при наличии соединения с коммутацией каналов; или (с) GPRS сообщение SUSPENSION REQUEST (ЗАПРОС ПРИОСТАНОВКИ) с расширением, которое указывает, что мобильная станция находится в состоянии готовности GMM; или (d) сообщение GPRS INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ GPRS) без LLC PDU или с фиктивным LLC PDU; или (е) сообщение GPRS DTM INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ GPRS DTM), которое указывает, что мобильная станция находится в состоянии готовности GMM. Сообщение координации, посланное от DX к PCU, идентифицирует мобильную станцию (в этом контексте может использоваться IMSI) и указывает, что мобильная станция имеет в данное время соединение с коммутацией каналов. Сообщение может также содержать информацию относительно текущей ячейки и/или возможностей радиодоступа мобильной станции.
DX должен помнить, относительно какой мобильной станции с DTM был информирован PCU, так что DX способен сообщить PCU, когда данная мобильная станция оставляет выделенный режим. Когда PCU получает сообщение координации, которое указывает, что данная мобильная станция имеет соединение с коммутацией каналов, PCU делает запись о мобильном устройстве. Когда PCU получает сообщение координации, которое указывает, что данная мобильная станция оставила выделенный режим, что означает, что соединение с коммутацией каналов было освобождено, PCU соответственно удаляет соответствующую запись из своей памяти.
Когда PCU получает запрос на установление передачи данных с коммутацией пакетов для мобильной станции с возможностями DTM в нисходящем направлении, PCU сначала проверяет, имеется ли запись для этой мобильной станции. Если PCU имеет запись для этой мобильной станции, то, чтобы установить нисходящую передачу данных для мобильной станции, необходимы DTM-специфические процедуры. Однако, если PCU не имеет записи для этой мобильной станции, то PCU проверяет, поддерживает ли мобильная станция новую DTM процедуру.
Если мобильная станция поддерживает новую DTM процедуру, то PCU может заключить, что мобильная станция не имеет соединения с коммутацией каналов. Поэтому могут применяться обычные (не DTM) GPRS процедуры, когда для мобильной станции устанавливается нисходящая передача данных. Однако, если мобильная станция не поддерживает новую DTM процедуру, то PCU запрашивает DX, имеет ли мобильная станция соединение с коммутацией каналов. Затем на основании ответов DX устанавливается нисходящая передача данных.
Используя эти способы DTM-координации, BSS может значительно уменьшить внутреннюю нагрузку на сигнализацию между DX и PCU. Без этого изобретения нагрузка на сигнализацию могла иметь порядок 70 сообщений в секунду, если BSS имеют способность поддержки трафика с коммутацией каналов 4000 Эрл, и если степень распространения мобильных устройств с DTM составляет 80%.
При оптимальной реализации соответствующая нагрузка на сигнализацию может быть приблизительно от 2 до 5% от первоначальной нагрузки, или приблизительно 1-3 сообщения сигнализации в секунду. С субоптимальной альтернативой выполнения, соответствующая нагрузка на сигнализацию могла бы быть, скажем, от 10 до 80% первоначальной нагрузки, в зависимости от степени распространения мобильных устройств с DTM с поддержкой новой процедуры DTM.
Недостаток процедуры DTM, в которой мобильная станция производит дополнительное обновление информации ячейки, состоит в том, что мобильная станция, которая входит в выделенный режим, находясь в состоянии MM Ready (готовность ММ), повторно устанавливает таймер Ready (Готово), когда обновление ячейки выполнено. Это удлиняет время, в течение которого мобильная станция находится в состоянии Ready. Предполагается, однако, что случай, когда мобильная станция входит в выделенный режим, находясь в состоянии MM Ready (готовность ММ), весьма необычен, что значит, что отрицательный эффект этой особенности является минимальным.
Теперь будет описано второе субоптимальное решение. Те мобильные станции с DTM, которые поддерживают новую процедуру DTM, указывают эту способность в информационном элементе метки класса мобильной станции (MS CLASSMARK IE). Метка класса мобильной станции содержит один или большее количество информационных элементов, которые описывают способности мобильной станции по отношению к сети. Когда мобильная станция с DTM входит в выделенный режим, коммутатор (directory exchange, DX) проверяет по метке класса мобильной станции, поддерживает ли мобильная станция эту новую DTM процедуру. Если мобильная станция с DTM поддерживает новую DTM процедуру, то по умолчанию DX не сообщает блоку управления пакетами (PCU) о мобильных станциях с возможностями DTM, которые имеют соединение с коммутацией каналов (CS). Однако, если мобильная станция с DTM выполняет DTM-специфическую процедуру в течение соединения с коммутацией каналов, то DX информирует PCU относительно мобильной станции. Если мобильная станция с DTM не поддерживает новую DTM процедуру, то DX информирует PCU относительно мобильной станции. На основании записи PCU способен обнаружить, имеет ли мобильная станция соединение с коммутацией каналов, когда PCU получает запрос, чтобы установить передачу данных с коммутацией пакетов (PS) для мобильной станции в нисходящем (DL) направлении связи.
Заметим, что шаг информирования PCU может рассматриваться как процедура из двух шагов. Сначала мобильная станция посылает в DX сообщение GPRS INFORMATION (ИНФОРМАЦИЯ GPRS) или некоторое другое сообщение, используя сигнальную связь, относящуюся к соединению с коммутацией каналов. Затем DX посылает в PCU дальнейшее сообщение или сигнал оповещения.
Фиг.2 показывает систему 200 согласно реализации настоящего изобретения, в которой мобильная станция 205 с возможностями DTM входит в выделенный режим, и соответственно посылает к базовой станции 215 сигнал 210 управления мобильностью, сообщающий о входе в выделенный режим. На фиг.2 базовая станция включает блок 220 управления пакетами.
На фиг.3 показана с несколько большей детализацией система 300 согласно реализации настоящего изобретения, в которой мобильная станция 205 с DTM использует средства 305 для входа в выделенный режим, и поэтому оборудование 310 посылает через приемопередатчики 315 и 320 в базовую станцию 215 сигнал 210 управления мобильностью, сообщающий о входе в выделенный режим. На фиг.3 базовая станция включает блок 305 управления пакетами, который затем разрешает передачу 330 пакетов в нисходящем направлении назад к мобильной станции 205. Все это имеет место в пределах ячейки (соты) 335.
Фиг.4 раскрывает способ 400 согласно реализации настоящего изобретения. Вход в выделенный режим выполняют на шаге 405, с изменением или без изменения ячейки. Затем блоку управления пакетами (PCU) подается (410) оповещение управления мобильности (ММ). Наконец, далее обеспечивается передача 415 пакета в нисходящем направлении.
Должно быть понятно, что все представленные чертежи и обсуждение лучших реализаций способа не претендуют на абсолютно строгое описание изобретения. Специалист поймет, что шаги и сигналы, представленные в настоящем описании, представляют общие отношения "причина-следствие", которые не исключают промежуточные взаимодействия различных типов, и также поймет, что различные шаги и концептуальные структуры, описанные здесь, могут быть осуществлены множеством различных комбинаций аппаратных средств и программного обеспечения, которые далее не детализируются.
1. Способ беспроводной связи, включающий:
вход в выделенный режим, в котором мобильная станция, способная к режиму двойной передачи, находится в состоянии готовности управления мобильностью и имеет соединение с коммутацией каналов с сетью; и
оповещение блока управления пакетами и обслуживающего узла поддержки о входе в выделенный режим с использованием процедуры управления мобильностью,
при этом указанный режим двойной передачи представляет собой режим, в котором мобильная станция может использовать радиоресурсы коммутации каналов и коммутации пакетов по существу одновременно, а указанный блок управления пакетами представляет собой блок, который по существу управляет данными с коммутацией пакетов вместо данных с коммутацией каналов.
2. Способ согласно п.1, в котором обслуживающий узел поддержки оповещают о продолжающемся соединении с коммутацией каналов после оповещения блока управления пакетами,
при этом указанные блок управления пакетами и обслуживающий узел поддержки находятся в сети, которая поддерживает режим двойной передачи, и
координацию режима двойной передачи выполняют только для мобильных станций, которые находятся или были в состоянии готовности управления мобильностью в течение указанного соединения с коммутацией каналов.
3. Способ по п.2, в котором шаг оповещения выполняют путем процедуры обновления ячейки управления мобильностью, даже если мобильная станция в состоянии готовности не меняет ячейку.
4. Способ по п.1, в котором в выделенном режиме мобильная станция подсоединена как к общему пакетному радиосервису, так и к соединению с коммутацией каналов.
5. Способ по п.1, также включающий предоставление сообщения о том, что мобильная станция вышла из выделенного режима, так что запись об указанном оповещении более не хранится, при этом указанный тип процедуры передачи данных также зависит от того, хранится или нет запись об указанном оповещении.
6. Способ по п.1, в котором указанное оповещение выполняют с использованием указанного выделенного режима.
7. Способ по п.1, в котором тип процедуры передачи данных зависит по меньшей мере от того, произошло ли указанное оповещение.
8. Система беспроводной связи, включающая:
блок управления пакетами и
мобильную станцию, способную к режиму двойной передачи и конфигурированную так, чтобы входить в выделенный режим, в котором мобильная станция находится в состоянии готовности управления мобильностью и имеет соединение с коммутацией каналов,
при этом мобильная станция выполнена так, чтобы оповещать блок управления пакетами и обслуживающий узел поддержки о входе в выделенный режим, используя процедуру управления мобильностью, по меньшей мере если система поддерживает режим двойной передачи,
указанный режим двойной передачи представляет собой режим, в котором мобильная станция может использовать радиоресурсы коммутации каналов и коммутации пакетов по существу одновременно, а
указанный блок управления пакетами представляет собой блок, который по существу управляет данными с коммутацией пакетов вместо данных с коммутацией каналов.
9. Система по п.8, в которой мобильная станция расположена в ячейке, обслуживаемой базовой станцией, и система действует без перемещения в другую ячейку, при этом координацию режима двойной передачи выполняют только для мобильных станций, которые находятся или были в состоянии готовности управления мобильностью в течение указанного соединения с коммутацией каналов.
10. Система по п.8, в которой в выделенном режиме мобильная станция подсоединена как к общему пакетному радиосервису, так и к соединению с коммутацией каналов.
11. Система по п.8, в которой блок управления пакетами реагирует на оповещение путем установления передачи пакетов в нисходящем направлении в режиме двойной передачи, если мобильная станция находится в выделенном режиме, вместо состояния бездействия, и если имеется необходимость передачи пакетов в нисходящем направлении.
12. Устройство беспроводной связи, включающее:
модуль, конфигурированный для входа в выделенный режим, в котором устройство находится в состоянии готовности управления мобильностью и имеет соединение с коммутацией каналов, причем указанное устройство способно к режиму двойной передачи, и
оборудование, конфигурированное для оповещения блока управления пакетами и обслуживающего узла поддержки относительно входа в выделенный режим с использованием процедуры управления мобильностью, по меньшей мере если указанные блок управления пакетами и обслуживающий узел поддержки находятся в сети, которая поддерживает режим двойной передачи, при этом указанный режим двойной передачи представляет собой режим, в котором мобильная станция может использовать радиоресурсы коммутации каналов и коммутации пакетов по существу одновременно, а указанный блок управления пакетами представляет собой блок, который по существу управляет данными с коммутацией пакетов вместо данных с коммутацией каналов.
13. Устройство по п.12, в котором указанное оборудование также конфигурировано для оповещения обслуживающего узла поддержки относительно входа в выделенный режим, после оповещения блока управления пакетами, при этом координацию режима двойной передачи выполняют только для мобильных станций, которые находятся или были в состоянии готовности управления мобильностью в течение указанного соединения с коммутацией каналов.
14. Устройство по п.12, в котором указанное оборудование для оповещения блока управления пакетами действует без перемещения в другую ячейку.
15. Устройство по п.12, в котором в выделенном режиме устройство подсоединено как к общему пакетному радиосервису, так и к соединению с коммутацией каналов.
16. Устройство по п.12, включающее приемное устройство, конфигурированное для приема или возобновления передачи пакетов в нисходящем направлении, если указанное устройство находится в выделенном режиме, вместо состояния бездействия.
17. Устройство по п.12, которое представляет собой мобильную станцию.
18. Устройство беспроводной связи, включающее:
средство для входа в выделенный режим, в котором устройство находится в состоянии готовности управления мобильностью и имеет соединение с коммутацией каналов, причем указанное устройство способно к режиму двойной передачи, и
средство оповещения блока управления пакетами и обслуживающего узла поддержки относительно входа в выделенный режим с использованием процедуры управления мобильностью, по меньшей мере если указанные блок управления пакетами и обслуживающий узел поддержки находятся в сети, которая поддерживает режим двойной передачи.
19. Устройство по п.18, в котором
указанное средство оповещения служит для оповещения обслуживающего узла поддержки относительно входа в выделенный режим, после оповещения блока управления пакетами,
при этом координацию режима двойной передачи выполняют только для мобильных станций, которые находятся или были в состоянии готовности управления мобильностью в течение указанного соединения с коммутацией каналов,
указанный режим двойной передачи представляет собой режим, в котором мобильная станция может использовать радиоресурсы коммутации каналов и коммутации пакетов по существу одновременно, а
указанный блок управления пакетами представляет собой блок, который по существу управляет данными с коммутацией пакетов вместо данных с коммутацией каналов.
20. Устройство по п.18, в котором указанное средство оповещения блока управления пакетами действует без перемещения в другую ячейку.
21. Машиночитаемый носитель данных, на котором записана структура данных программного обеспечения, достаточная для выполнения функций:
входа в выделенный режим, в котором мобильная станция, способная к режиму двойной передачи, находится в состоянии готовности управления мобильностью и имеет соединение с коммутацией каналов с сетью; и
оповещение блока управления пакетами и обслуживающего узла поддержки о входе в выделенный режим с использованием процедуры управления мобильностью, по меньшей мере если указанные блок управления пакетами и обслуживающий узел поддержки находятся в сети, которая поддерживает режим двойной передачи,
при этом указанный режим двойной передачи представляет собой режим, в котором мобильная станция может использовать радиоресурсы коммутации каналов и коммутации пакетов по существу одновременно, а указанный блок управления пакетами представляет собой блок, который по существу управляет данными с коммутацией пакетов вместо данных с коммутацией каналов.
22. Машиночитаемый носитель по п.21, выполненный так, что обслуживающий узел поддержки оповещается о продолжающемся соединении с коммутацией каналов после оповещения блока управления пакетами, при этом координацию режима двойной передачи выполняют только для мобильных станций, которые находятся или были в состоянии готовности управления мобильностью в течение указанного соединения с коммутацией каналов.
23. Машиночитаемый носитель по п.21, выполненный так, что оповещение выполняется путем процедуры обновления ячейки управления мобильностью, даже если мобильная станция в состоянии готовности не меняет ячейку.
