СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ
METHOD FOR SERVICE SWITCHING WITH COMMUTATION OF PACKETS

Данное изобретение относится к способу переключения обслуживания с коммутацией пакетов в системе мобильной связи, в частности, в системах мобильной телефонной связи 2-го и 3-го поколений, использующих систему пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS).
Переключение обслуживания (Хэндовер) с коммутацией для пакетов (КП) является сравнительно новым предметом обсуждения - Глобальной Системы Мобильных Коммуникаций (GSM) в сети радиодоступа с Расширенным диапазоном передачи данных для развития стандарта GSM (GERAN), требующим новых механизмов в сети радиодоступа и базовой сети. Переключение обслуживания с КП требует коротких времен прерывания осуществления КП, предпочтительно, менее 200 мс. В случае переключения обслуживания между узлами обеспечения GPRS (SGSN) новый SGSN (узел обеспечения услуги пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS)) может быть неспособен, или может не испытывать необходимость поддерживать один и тот же набор параметров для протоколов данных. В случае GERAN - это протоколы совмещения зависимых подсетей (Sub-network Dependent Convergence Protocol, SNDCP) и управления логическими каналами Logical Link control, (LLC). В этом случае имеет место процедура согласования между телефоном сотовой связи и SGSN после его установления в новой соте после переключения обслуживания. В ходе этой процедуры телефон сотовой связи не может принимать данные КП, что увеличивает время прерывания осуществления КП.
Если новые параметры протоколов LLC/SNDCP нужно согласовывать для телефона сотовой связи в новой соте, целевой SGSN должен инициировать процедуру, направив телефону сотовой связи команду обмена идентификацией Exchange Identification (XID). Это может происходить только, когда SGSN знает, что телефон сотовой связи успешно осуществил доступ в целевой соте благодаря приему сообщения завершения переключения обслуживания с КП, показанного на фиг.1. В этот момент целевой SGSN может передать команду XID на телефон сотовой связи, который, в свою очередь, передает ответ XID обратно на целевой SGSN. Только приняв ответ XID, целевой SGSN может начать передавать протокольные блоки данных (ПБД) по нисходящей линии связи на телефон сотовой связи. Эта процедура приводит к добавлению времени прохождения сигнала в обоих направлениях (с телефона сотовой связи на SGSN и обратно) ко времени прерывания обслуживания, что нежелательно.
В WO 01/39525 описана передача заранее сохраненных параметров через базовую сеть из исходной системы в целевую систему, во избежание согласования между мобильной станцией и сетью и, таким образом, для экономии ресурсов радио-интерфейса.
В WO 00/79808 описаны процедуры улучшения межсотового обмена в GPRS за счет предварительного выделения ресурсов до того, как мобильная станция осуществит доступ к новой соте.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения способ переключения обслуживания (хэндовера) с коммутацией пакетов в системе мобильной связи, содержащей терминал, исходный узел и старый сетевой объект; и узел назначения, и новый сетевой объект, содержит этапы, на которых согласовывают параметры протокола для узла назначения, для того, чтобы переключить обслуживание на новый сетевой объект путем передачи параметров протокола с нового сетевого объекта на старый сетевой объект и с исходного узла по радиоинтерфейсу на терминал, пока терминал все еще подключен к исходному узлу; и выполняют переключение обслуживания с коммутацией пакетов, так что уменьшается прерывание обслуживания при переключении обслуживания.
Настоящее изобретение предусматривает способ проведения большинства, если не всех, процедур согласования до того, как телефон сотовой связи перейдет в новую соту, тем самым значительно сокращая время прерывания обслуживания.
Предпочтительно при согласовании параметров протокола включают команду обмена идентификационными данными в запрос переключения обслуживания с коммутацией пакетов.
Предпочтительно команду обмена идентификационными данными упаковывают в прозрачный контейнер цель-источник на конечной базовой станции, передают на исходную базовую станцию, распаковывают и передают в команде переключения обслуживания с коммутацией пакетов на терминал.
Поскольку запрос переключения обслуживания с коммутацией пакетов не всегда присутствует, альтернативно, при согласовании параметров протокола, включают команду обмена идентификационными данными в команду переключения обслуживания с коммутацией пакетов и продолжают передачу данных по нисходящей линии связи до завершения переключения обслуживания с коммутацией пакетов.
Предпочтительно ответ обмена идентификацией с коммутацией пакетов передают с терминала на исходную базовую станцию и оттуда на исходный узел; и пересылают на узел назначения, так что передача данных по нисходящей линии связи продолжается.
Предпочтительно время начала доступа терминала к целевой соте в команде переключения обслуживания с коммутацией пакетов задерживают. Это позволяет дополнительно сократить время простоя.
Ниже приведен пример способа переключения обслуживания с коммутацией пакетов в системе мобильной связи согласно настоящему изобретению, в котором:
фиг. 1 - пример традиционного переключения обслуживания с коммутацией пакетов в системе мобильной связи;
фиг. 2 - первый пример способа переключения обслуживания с коммутацией пакетов согласно настоящему изобретению; и
фиг. 3 - второй пример способа переключения обслуживания с коммутацией пакетов согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1 показаны традиционные этапы процедуры XID для переключения обслуживания с коммутацией пакетов (КП) между SGSN после доступа к целевой соте. Исходная базовая станция 1 передает команду 2 переключения обслуживания с КП на мобильную станцию 3. Мобильная станция (MС) в ответ передает сообщение 4 доступа переключения обслуживания с КП на целевую систему 5 базовой станции (СБС), которая передает физическую информацию 6 обратно на MС. Затем MС передает сообщение 7 завершения переключения обслуживания с КП на целевую СБС, которая передает это сообщение на новый обслуживающий узел 8 поддержки GPRS (SGSN). Процедура согласования новых параметров начинается только после завершения переключения обслуживания с КП. Это возможно благодаря тому, что новый SGSN 8 передает команду 9 обмена идентификацией (XID) на MС и запрос 10 обновления контекста протокола пакетных данных (Packet Data Protocol, PDP) на шлюзовой узел 11 поддержки GPRS (Gateway GPRS Support Node, GGSN). MC передает обратно ответ 12 XID, и GGSN передает обратно ответ 13 обновления контекста PDP. Получив ответ XID, новый SGSN начинает транслировать протокольные блоки 14 данных (ПБД) логического канала нисходящей линии связи на MС 3, так что передача данных по нисходящей линии связи может продолжаться.
Настоящее изобретение решает проблему задержек, обусловленных необходимостью ждать, пока, по завершении переключения обслуживания, не начнут устанавливаться протоколы благодаря выполнению этапов согласования, по меньшей мере частично, когда терминал все еще подключен к исходной соте. В системах 2G примером сетевого объекта является SGSN для переключения обслуживания между SGSN, но, в более общем случае, для систем 2G и 3G, сетевым объектом является любой концевой узел базовой сети, который требует других параметров протокола. Один вариант осуществления этапов согласования для примера 2G состоит в том, что целевой SGSN передает на целевую СБС информацию XID, упакованную в прозрачный контейнер целевой СБС, - исходная СБС. Команда XID включается в запрос переключения обслуживания с КП от целевого SGSN на целевой СБС, затем упаковывается в прозрачный контейнер цель-источник, который передается посредством сообщений на исходную СБС, где распаковывается и передается в команде переключения обслуживания с КП.
Это объяснено более подробно со ссылкой на фиг. 2. Исходная СБС 20 принимает решение на осуществление переключения обслуживания с КП в режиме A/Gb (где MС 21 подключена к базовой сети через GERAN и интерфейс Gb). Сообщение 22 запрошенного переключения обслуживания с КП передается на старый SGSN 23, который передает сообщение 24 запроса подготовки переключения обслуживания с КП на новый SGSN 25, который передает контексты PDP. Новый SGSN передает на целевую СБС 27 запрос 26 переключения обслуживания с КП, включающий в себя команду XID, что позволяет резервировать радиоресурсы на контроллере целевой базовой станции (КБC). Целевая СБС 27 возвращает подтверждение 28 приема запроса переключения обслуживания с КП на новый SGSN 25 с командой XID, упакованной в прозрачный контейнер цель-источник, который передает посредством ответного сообщения 29 подготовки переключения обслуживания новый SGSN - старый SGSN и команды 30 переключения обслуживания с КП старый SGSN - исходная СБС на исходную СБС 20. Здесь команда XID распаковывается и передается на MС в команде 31 переключения обслуживания с КП. Получив ответное сообщение 29 подготовки переключения обслуживания с КП, старый SGSN 23 может начать двойное вещание данных на новый SGSN.
Дополнительная оптимизация возможна за счет обеспечения механизма отправки ответного сообщения XID на целевой SGSN, пока мобильная станция (MС) находится в исходной соте. MС отвечает на команду XID, переданную в команде переключения обслуживания с КП, передавая по радиоинтерфейсу новое сообщение, именуемое "Ответ X10 КП". Это сообщение передается на исходный SGSN в новом сообщении протокола BSS GPRS (BSSGP), также именуемом "Ответ XID КП", и затем передается обратно на целевой SGSN посредством нового сообщения протокола туннелирования GPRS (GPRS Tunnelling Protocol, (GTP), именуемого "пересылаемый ответ XID". После того как целевой SGSN получит удовлетворительный ответ XID, ПБД LLC нисходящей линии связи, которые могут передаваться с исходного SGSN, можно передавать на целевую соту. Благодаря задержке времени начала доступа MС к целевой соте в команде переключения обслуживания с КП, дополнительное время прерывания обслуживания КП, обусловленное процедурой согласования XID, может быть сокращено до менее одного периода двустороннего прохождения (от MС до SGSN и обратно) и, возможно, сокращено до нуля, в зависимости от того, как долго MС способна оставаться в исходной соте.
Пример такой оптимизации описан со ссылкой на фиг.3. В этом случае ответное сообщение XID передается на целевой SGSN 25, пока MС 21 находится в исходной соте. Пакеты протокола туннелирования GPRS (GTP) передаются с GGSN 32 на старый SGSN 23, и оттуда пакеты пересылаются на новый SGSN 25. Пересылаемые пакеты передаются посредством выделенных объектов управления логическими каналами (LLC) и управления радиоканалами/управления доступом к среде (RLC/MAC). При необходимости переключения обслуживания старый SGSN 23 передает команду 33 переключения обслуживания с КП на исходную СБС 20, и исходная СБС передает команду 34 переключения обслуживания с КП на MС 21. Команда 34 переключения обслуживания с КП включает в себя команду XID с параметрами LLC и SNDCP. МС передает обратно ответ 35 XID КП на исходную СБС, которая на старый SGSN передает ответ, включающий в себя ответы XID. Старый SGSN 23 пересылает пересылаемый ответ 36 XID на новый SGSN 25, так что передача данных по нисходящей линии связи может продолжаться. Остальные этапы переключения обслуживания с КП продолжаются обычным путем, т.е. MС 21 передает сообщение 37 доступа переключения обслуживания с КП на целевую СБС 27, целевая СБС передает физическую информацию 38 обратно на MС, и MС указывает конечной СБС, что переключение обслуживания с КП завершено. Процедура оканчивается передачей сообщения 39 завершения переключения обслуживания с КП на новый SGSN 25.