ОПТИМИЗАЦИЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПО НИСХОДЯЩЕЙ ЛИНИИ ПРИ ПЕРЕДАЧЕ ОБСЛУЖИВАНИЯ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ
OPTIMISATION OF DATA TRANSFER ALONG DOWNLINK IN PROCESS OF SERVICE TRANSFER WITH SWITCHING OF PACKETS

Ссылка на родственную заявку
Заявляется приоритет согласно предварительной заявке на патент США №60/647950, поданной 28 января 2005 г., и заявке на патент США №11/095312, поданной 21 марта 2005 г.
Область техники
Настоящее изобретение касается глобальной системы мобильной связи (GSM) и, более конкретно, оптимизации передачи данных по нисходящей линии во время передач обслуживания для соединений с коммутацией пакетов.
Предпосылки создания изобретения
Стандартизация передачи обслуживания ("хэндовера") в режиме коммутации пакетов проводится, например, в технической группе GERAN (сеть радиодоступа GSM/EDGE) организации 3GPP. В настоящее время оптимизированная передача обслуживания с коммутацией пакетов внутри подсистемы базовых станций (BSS) определена в документе 3GPP TS 43.129 V6.0.0 (2004-11) "Packet-Switched Handover for GERAN A/Gb mode", этап 2. В этом случае узел SGSN (обслуживающий узел поддержки GPRS, где GPRS - общий пакетный радиосервис) не участвует в фактической передаче обслуживания, но по-прежнему необходимы процедура обновления соты (cell update) и процедура очистки (flush), чтобы перезапустить передачу данных в нисходящую линию целевой соты.
Проблема заключается в том, что во время передачи обслуживания с коммутацией пакетов продолжение передачи данных по нисходящей линии задерживается, так как узел SGSN ожидает процедуры обновления соты со стороны мобильной станции (MS) и после этого узлом SGSN должна быть выполнена процедура очистки, чтобы знать ситуацию с фактическим потоком данных. Перезапуск передачи по нисходящей линии в целевой соте начинается в настоящее время после обновления соты (шаг 40) и процедур очистки (шаги 42а и 42b), как показано на фиг.2, где в качестве примера представлен оптимизированный случай передачи обслуживания внутри подсистемы базовых станций. Процедура, показанная на фиг.2, основана на текущей версии документа 3GPP TS 43.129 V6.1.0 (2004-11) этапа 2, как более подробно рассматривается ниже.
Раскрытие сущности изобретения
Целью настоящего изобретения является создание способа улучшения эффективности передачи данных по нисходящей линии во время передачи обслуживания для соединений с коммутацией пакетов и, в частности, путем устранения необходимости выполнения процедур обновления соты и очистки.
Согласно первому аспекту изобретения способ улучшения эффективности передачи данных по нисходящей линии во время передачи обслуживания с коммутацией пакетов включает замену исходной соты на целевую соту в контексте передачи обслуживания с коммутацией пакетов и информирование обслуживающего узла поддержки GPRS о замене соты сразу после этой замены, что позволяет немедленно начать передачу данных по нисходящей линии, таким образом сокращая прерывание обслуживания, вызванное передачей обслуживания с коммутацией пакетов.
Кроме того, согласно первому аспекту изобретения способ может дополнительно включать информирование мобильной станции о замене соты сразу после такой замены, что позволяет немедленно начать передачу данных по восходящей линии, таким образом еще более сокращая прерывание обслуживания, вызванное передачей обслуживания с коммутацией пакетов.
Далее согласно первому аспекту изобретения замена исходной соты на целевую соту может выполняться подсистемой базовых станций с использованием обычной связи с мобильной станцией. Кроме того, информирование обслуживающего узла поддержки GPRS о замене соты может выполняться подсистемой базовых станций, и после этого информирования мобильная станция может не выполнять процедуру обновления соты. Кроме того, после информирования обслуживающего узла поддержки GPRS о замене соты процедуры очистки не выполняются.
Далее, согласно первому аспекту изобретения информирование может выполняться подсистемой базовых станций.
Кроме того, согласно первому аспекту изобретения передача обслуживания с коммутацией пакетов может соответствовать оптимизированной внутренней процедуре передачи обслуживания в пределах подсистемы базовых станций.
Далее, согласно первому аспекту изобретения передача обслуживания с коммутацией пакетов может соответствовать неоптимизированной внутренней процедуре передачи обслуживания в пределах подсистемы базовых станций.
Кроме того, согласно первому аспекту изобретения передача обслуживания с коммутацией пакетов может соответствовать процедуре передачи обслуживания между подсистемами базовых станций.
Далее, согласно первому аспекту изобретения передача обслуживания с коммутацией пакетов может выполняться в сети радиодоступа GSM/EDGE.
Согласно второму аспекту изобретения компьютерный программный продукт включает машиночитаемую структуру хранения данных, несущую в себе код компьютерной программы для выполнения процессором компьютера, при этом код компьютерной программы содержит команды для выполнения шагов согласно первому аспекту изобретения, указанных как выполняемые каким-либо компонентом или комбинацией компонентов подсистемы базовых станций, мобильной станции или обслуживающего узла поддержки GPRS.
Согласно третьему аспекту изобретения система для улучшения эффективности передачи данных по нисходящей линии во время передачи обслуживания с коммутацией пакетов содержит подсистему базовых станций, которая предназначена для того, чтобы заменять исходную соту на целевую соту в контексте передачи обслуживания с коммутацией пакетов, и для того, чтобы информировать о замене соты сразу после замены, а также обслуживающий узел поддержки GPRS, который реагирует на информирование так, что это позволяет немедленно начать передачу данных по нисходящей линии, таким образом сокращая прерывание обслуживания, вызванное передачей обслуживания с коммутацией пакетов.
Кроме того, согласно третьему аспекту изобретения замена исходной соты на целевую соту может выполняться подсистемой базовых станций с использованием обычной связи с мобильной станцией. Далее, информирование обслуживающего узла поддержки GPRS о замене соты может выполняться подсистемой базовых станций, и после информирования мобильная станция может не выполнять процедуру обновления соты. Кроме того, после информирования обслуживающего узла поддержки GPRS о замене соты могут не выполняться процедуры очистки.
Далее, согласно третьему аспекту изобретения информирование может выполняться подсистемой базовых станций.
Кроме того, согласно третьему аспекту изобретения передача обслуживания с коммутацией пакетов может соответствовать оптимизированной внутренней процедуре в пределах подсистемы базовых станций или неоптимизированной внутренней процедуре в пределах подсистемы базовых станций.
Далее, согласно третьему аспекту изобретения передача обслуживания с коммутацией пакетов может соответствовать процедуре передачи обслуживания между подсистемами базовых станций.
Кроме того, согласно третьему аспекту изобретения передача обслуживания с коммутацией пакетов может выполняться в сети радиодоступа GSM/EDGE.
Далее, согласно третьему аспекту изобретения подсистема базовых станций может быть предназначена для пересылки данных по нисходящей линии из исходной соты в целевую соту и для освобождения радиоресурсов в исходной соте сразу после замены соты, что может позволить немедленно начать передачу данных по нисходящей линии, таким образом сокращая прерывание обслуживания, вызванное передачей обслуживания с коммутацией пакетов.
Согласно четвертому аспекту изобретения подсистема базовых станций для улучшения эффективности передачи данных по нисходящей линии во время передачи обслуживания с коммутацией пакетов содержит средства для замены исходной соты на целевую соту в рамках передачи обслуживания с коммутацией пакетов; и средства для информирования обслуживающего узла поддержки GPRS о замене соты сразу после замены, что позволяет немедленно начать передачу данных по нисходящей линии, таким образом сокращая прерывание обслуживания, вызванное передачей обслуживания с коммутацией пакетов.
Кроме того, согласно четвертому аспекту изобретения базовая станция может дополнительно содержать средства для перенаправления данных нисходящей линии из исходной соты в целевую соту и для освобождения радиоресурсов в исходной соте сразу после замены соты, что может позволить немедленно начать передачу данных по нисходящей линии, таким образом сокращая прерывание обслуживания, вызванное передачей обслуживания с коммутацией пакетов.
Преимущества настоящего изобретения включают следующие:
- Минимизируется прерывание передачи данных по нисходящей линии после передачи обслуживания с коммутацией пакетов.
- Минимизируется прерывание передачи данных по восходящей линии, если для выполнения обновления соты используется пустой кадр LLC (logical link control, управление логическим соединением).
Перечень чертежей
Для лучшего понимания сущности и целей настоящего изобретения приводится нижеследующее подробное описание вместе с чертежами, на которых:
На фиг.1 представлена блок-схема, показывающая среду системы связи для осуществления передачи обслуживания с коммутацией пакетов согласно настоящему изобретению.
На фиг.2 представлена схема процедуры передачи обслуживания с коммутацией пакетов на основании документа 3GPP TS 43.129 V6.1.0 (2004-11), этап 2, для оптимизированного случая внутри подсистемы базовых станций согласно известному уровню техники.
На фиг.3 представлена схема, иллюстрирующая передачу обслуживания с коммутацией пакетов для оптимизированного случая внутри подсистемы базовых станций согласно настоящему изобретению.
Лучшая форма осуществления изобретения
Настоящее изобретение предлагает способ улучшения эффективности передачи данных по нисходящей линии (DL) во время передачи обслуживания для соединений с коммутацией пакетов посредством информирования узла SGSN о замене соты и сокращения прерывания обслуживания во время замены соты. Кроме того, по сравнению с существующей процедурой, описанной в документе 3GPP TS 43.129 V6.1.0 (2004-11), настоящее изобретение устраняет потребность в процедурах обновления соты и очистки, как подробно рассматривается ниже. Настоящее изобретение может быть применено к сети GERAN (сети радиодоступа GSM/EDGE).
На фиг.1 показан пример блок-схемы, демонстрирующий среду системы связи для осуществления передачи обслуживания с коммутацией пакетов в режиме интерфейса A/Gb сети GERAN согласно настоящему изобретению. Показана мобильная станция (MS) 10, поддерживающая связь с подсистемой 12 базовых станций (BSS 12) по интерфейсу Um. Подсистема 12 базовых станций поддерживает связь с узлом SGSN 14 и центром 18 коммутации мобильной связи (MSC 18) базовой сети 16 через интерфейсы Gb и А соответственно. На фиг.1 показана также дополнительная базовая станция (BSS) 20, которая поддерживает связь с тем же самым узлом SGSN 14 и центром MSC 18 через интерфейсы Gb и А соответственно. На фиг.1 показаны также еще один узел SGSN 22 базовой сети 16 и еще одна подсистема 24 базовых станций (BSS 24), поддерживающая связь с SGSN 22 и MSC 18.
На фиг.2 показан пример блок-схемы, иллюстрирующий процедуру передачи обслуживания с коммутацией пакетов на базе документа 3GPP TS 43.129 V6.1.0 (2004-11), этап 2, для оптимизированного случая передачи обслуживания внутри одной подсистемы базовых станций согласно известному уровню техники. В оптимизированном случае передачи обслуживания внутри подсистемы базовых станций исходная и целевая соты связаны с одним и тем же объектом сетевой службы (network service entity, NSE) и одной и той же зоной маршрутизации (routing area, RA). На шаге 30, показанном на фиг.2, подсистема 12 базовых станций на основании принятых отчетов об измерениях решает, что необходима передача обслуживания. На шаге 32 подсистема 12 базовых станций определяет, что она управляет ресурсами для обеих сот (целевой и исходной соты) и что они связаны с одним и тем же объектом NSE и одной и той же зоной RA. На шаге 34 подсистема 12 базовых станций передает сообщение PS Handover Command (команда передачи обслуживания с коммутацией пакетов) в направлении мобильной станции 10. На шаге 36 мобильная станция настраивается на радиоканал и временной интервал, назначенные в целевой соте подсистемой 12 базовых станций, и передает сообщение PS Handover Access (доступ к передаче обслуживания с коммутацией пакетов) подсистеме 12 базовых станций по назначенному каналу (Handover Reference - эталонная последовательность, используемая для передачи обслуживания, в виде четырех пакетов доступа к передаче обслуживания). На шаге 38 подсистема 12 базовых станций посылает сообщение Physical Information (информация физического уровня) мобильной станции 10 для синхронизации.
На шаге 40 мобильная станция передает узлу SGSN 14 произвольный кадр управления логическим соединением (кадр LLC), который в узле SGSN интерпретируется как неявное обновление соты. Чтобы сделать перерыв из-за передачи обслуживания коротким, мобильная станция передает это сообщение сразу после приема сообщения Physical Information на шаге 38 или, в случае синхронизированной сети связи, немедленно после передачи сообщения PS Handover Access на шаге 36. После приема первого правильного блока RLC/MAC (управление радиолинией / уровень доступа к среде) (передаваемого в формате обычного пакета) от мобильной станции 10 подсистема 12 базовых станций освобождает радиоресурсы в исходной соте. Прием сообщения Cell Update (обновление соты) в узле SGSN 14 запускает передачу данных нисходящей линии в новую соту с использованием нового BVCI (идентификатора виртуальных соединений BSSGP, где BSSGP - протокол GPRS подсистемы базовых станций), если к ней адресуются с помощью другого идентификатора BVCI (как рассматривается ниже).
Следующие шаги 42 и 42b касаются процедуры очистки, упомянутой выше. На шаге 42а узел SGSN 14 отвечает на сообщение Cell Update сообщением FLUSH-LL (очистка логического соединения). На шаге 42b подсистема 12 базовых станций возвращает сообщение FLUSH-LL_ACK (подтверждение очистки логического соединения), указывающее, удалены или переданы новой соте непереданные протокольные блоки данных управления логическим соединением (LLC PDU). Наконец, на шаге 44 первый протокольный блок данных нисходящей линии (PDU DL), принятый подсистемой 12 базовых станций с новым идентификатором BVCI, позволяет подсистеме 12 базовых станций устранить связь со старым идентификатором BVCI.
Более подробное описание шагов 30-44, описанных выше, можно найти в разделе 5.1.2.4 документа 3GPP TS 43.129 V6.1.0 (2004-11), этап 2, который включен в данное описание путем ссылки.
На фиг.3 показан пример схемы, иллюстрирующей передачу обслуживания с коммутацией пакетов для оптимизированного случая внутри подсистемы 12 базовых станций согласно настоящему изобретению. Шаги 30-38 и 44 являются теми же, что и на схеме известного уровня техники, показанной на фиг.2. Главное отличие от схемы известного уровня техники, показанной на фиг.2, заключается в том, что согласно настоящему изобретению шаги 40, 42а и 42b опущены, как показано на фиг.3.
Поскольку подсистема 12 базовых станций (то есть контроллер базовых станций (BSC) подсистемы 12 базовых станций, не показанный на фиг.1) выбирает целевую соту, логично и целесообразно, чтобы она также информировала узел SGSN 14 о замене соты. Таким образом, согласно настоящему изобретению на шаге 50 узел SGSN 14 информируется (например, подсистемой 12 базовых станций через интерфейс Gb) сразу после того, как мобильная станция 10 получает доступ к целевой соте, что уменьшает перерыв в передаче по нисходящей линии, так как исключаются процедуры обновления соты и очистки, как описано выше и показано на фиг.3 (ср. с фиг.2 известного уровня техники для оптимизированной процедуры внутри подсистемы BSS согласно документу 3GPP TS 43.129 V6.1.0 (2004-11)).
На фиг.2 и 3 представлен только один пример оптимизированного случая передачи обслуживания внутри подсистемы 12 базовых станций. Кроме того, согласно настоящему изобретению неоптимизированный случай передачи обслуживания внутри подсистемы базовых станций (под управлением SGSN) и случай передачи обслуживания между подсистемами базовых станций также могут быть оптимизированы исключением процедуры обновления соты. Случай передачи обслуживания между подсистемами базовых станций может включать случай передачи обслуживания внутри одного узла SGSN (например, передачу обслуживания между сотами подсистемы BSS 12 и дополнительной подсистемы BSS 20, которые осуществляют связь с узлом SGSN 14, как показано на фиг.1) или случай передачи обслуживания между узлами SGSN (например, передачу обслуживания между сотами подсистемы BSS 12 и еще одной подсистемы BSS 24, осуществляющей связь с другим узлом SGSN 22, как показано на фиг.1).
К тому же согласно настоящему изобретению, если шаги 40, 42а и 42b опускаются, прерывание передачи по восходящей линии также может быть минимизировано. В системе известного уровня техники пустой кадр LLC часто используется для выполнения обновления соты, что минимизирует прерывание передачи по нисходящей линии, потому что узел SGSN может начать передачу по нисходящей линии быстрее, когда короткий кадр LLC (например, пустой кадр LLC) используется для обновления соты, с более быстрой обработкой этого короткого кадра LLC. Согласно настоящему изобретению передача пустого кадра LLC больше не требуется, и мобильная станция 10 может передавать кадр LLC с полезной информацией сразу же после выполнения передачи обслуживания с коммутацией пакетов, таким образом минимизируя прерывание передачи по восходящей линии (например, в принципе, после шага 38).
Таким образом, согласно настоящему изобретению мобильная станция может быть информирована о замене соты на шаге 34, что позволяет немедленно начинать передачу данных по восходящей линии, как рассмотрено выше; следовательно, еще более сокращая прерывание обслуживания, вызванное передачей обслуживания с коммутацией пакетов.
Передаваемое по радиоинтерфейсу сообщение 34 PS Handover Command (команда передачи обслуживания с коммутацией пакетов) должно содержать индикацию того, что подсистемой 12 базовых станций выполнено обновление соты, так что мобильная станция 10 может исключить эту процедуру и начать фактическую передачу данных по восходящей линии сразу после получения доступа в целевой соте.
Для оптимизированного случая внутри подсистемы 12 базовых станций целевой контроллер BSC является тем же, что и исходный контроллер BSC, так что он "знает" на основании исходной и целевой сот, остается ли зона маршрутизации (RA) той же самой или изменяется во время передачи обслуживания с коммутацией пакетов. Для оптимизированного случая внутри подсистемы базовых станций исходная и целевая соты связаны с одним и тем же объектом сетевой службы (NSE) и одной и той же зоной маршрутизации.
В неоптимизированном случае передачи обслуживания внутри подсистемы базовых станций и в случае передачи обслуживания между разными подсистемами базовых станций целевой контроллер BSC "знает" на основании информационных элементов Source Cell Identifier (идентификатор исходной соты) и Target Cell Identifier (идентификатор целевой соты) (присутствующих в запросе на передачу обслуживания с коммутацией пакетов (PS Handover Request), передаваемом от узла SGSN 14 к целевой подсистеме 12 базовых станций), остается ли во время передачи обслуживания с коммутацией пакетов зона маршрутизации той же самой или изменяется. Если зона маршрутизации остается той же самой, целевой контроллер BSC (например, подсистем 12, 20 или 24 базовых станций) должен обработать обновление соты в направлении соответствующего узла SGSN (например, узла SGSN 14 или 22), а мобильная станция 10 информируется. Если зона маршрутизации изменяется, то мобильная станция 10 должна выполнить обновление зоны маршрутизации (RA) для узла SGSN 14 так, как в настоящее время определено в стандартах.
Сообщение Handover Performed (передача обслуживания завершена), аналогичное сообщению в режиме коммутации каналов (CS) (согласно документу организации 3GPP TS 48.008 V6.7.0 (2004-11), которое называют также сообщением PS Handover Performed (передача обслуживания с коммутацией пакетов завершена) (как на шаге 34 фиг.2 и 3), может использоваться для сокращения прерывания передачи данных по нисходящей линии.
Для оптимизированного случая внутри подсистемы базовых станций согласно настоящему изобретению с помощью сообщения, указывающего то же самое, что и сообщение Flush-LL-Ack (подтверждение очистки логического соединения) протокола BSSGP (протокола GPRS системы базовых станций), данные могут перенаправляться в целевую соту, и радиоресурсы исходной стороны могут освобождаться подсистемой 12 базовых станций после приема первого правильного блока данных RLC/MAC (управление радиолинией / управление доступом к среде) по восходящей линии (переданного в формате обычного пакета) от мобильной станции 10 (то есть прием данных по восходящей линии от мобильной станции 10 целевой сотой инициирует перенаправление данных нисходящей линии и освобождение радиоресурсов исходной стороны подсистемой 12 базовых станций).
Согласно настоящему изобретению для неоптимизированного случая передачи обслуживания внутри подсистемы базовых станций и случая передачи обслуживания между разными подсистемами базовых станций радиоресурсы исходной стороны по-прежнему освобождаются узлом SGSN, но прерывание передачи данных по нисходящей линии сокращается благодаря устранению процедуры обновления соты, как описано выше. Поэтому сообщение PS Handover Performed (передача обслуживания с коммутацией пакетов завершена) (см. шаг 50) должно содержать такие информационные элементы, как TLLI (идентификатор временного логического соединения), Cell Identifier (идентификатор соты) (включая RAC, то есть код зоны маршрутизации), Flush Action (операция очистки) и Number of Octets Affected (количество затронутых октетов). Новый информационный элемент (для целевой соты) "новый BVCI" (идентификатор виртуального соединения BSSGP) также необходим, если для оптимизированного случая передачи обслуживания внутри подсистемы базовых станций сообщение не посылают по соединению точка-точка BVCI, а вместо этого передают по сигнализации BVCI.
Должно быть понятно, что вышеописанные системы лишь поясняют применение принципов настоящего изобретения. Многочисленные модификации и альтернативные системы могут быть разработаны специалистами в рамках настоящего изобретения; такие модификации и системы охватывает прилагаемая формула изобретения.