ХЭНДОВЕР В СЕТЯХ СВЯЗИ
HANDOVER IN COMMUNICATION NETWORKS

Настоящее изобретение относится к системам связи, в частности (но не только), к переключению (хэндоверу) мобильного узла от одного узла к другому узлу.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Сети связи обычно работают в соответствии с некоторым стандартом или спецификацией, которые устанавливают, как различные элементы сети должны действовать и каким образом это должно быть достигнуто. Например, стандарт может определять, обеспечивается ли для пользователя (или, более точно, для оборудования пользователя) служба коммутации каналов, служба пакетной коммутации, или обе эти службы одновременно. Стандарт может также определять протоколы связи, которые должны быть использованы для соединения. Определенные стандарты также определяют один или более требуемых параметров соединения. Параметры соединения могут относиться к различным возможностям соединения. Эти параметры могут определять такие возможности, как максимальное число каналов трафика, качество обслуживания и т.д. и/или возможности, которые относятся к мультислотовой передаче.
Другими словами, стандарт определяет «правила» и параметры, на которых базируется связь в системе связи. Примеры различных стандартов и/или спецификаций включают (но не ограничиваются этим) такие спецификации, как GSM (глобальная система мобильной связи) или различные системы на базе GSM (например, GPRS: общий сервис пакетной радиопередачи), AMPS (американская мобильная телефонная связь), DAMPS (цифровая AMPS), WCDMA (широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов) или CDMA в UMTS (множественный доступ с кодовым разделением каналов в универсальной мобильной системе связи) и т.д.
Оборудование пользователя, т.е. терминал, который используется для связи в конкретной сети связи, должен быть реализован в соответствии с заранее заданными «правилами» сети. Терминал может также быть совместим с более чем одним стандартом или спецификацией, т.е. терминал может осуществлять связь в соответствии с несколькими различными типами системами связи. Такое оборудование пользователя часто называют мультирежимными терминалами, примером такого терминала является двухрежимная мобильная станция.
Примером сети связи является сотовая радиосеть, состоящая из областей доступа, обеспечиваемых сотами. В большинстве случаев сота может быть определена как некая область доступа, покрываемая одной или несколькими базовыми приемопередающими станциями (BTS), обслуживающими оборудование пользователя (UE) (например, мобильные станции (MS)) посредством радиоинтерфейса, с возможностью соединения BTS с подсистемой базовых станций (BSS). Несколько сот покрывают большую область и обычно формируют область радиопокрытия, называемую местной областью (LA) или, в некоторых стандартах, областью маршрутизации (RA). Нужно отметить, что размер местной области или области маршрутизации зависит от системы и условий, и может быть эквивалентен одной соте и даже еще меньше, например, частью области покрытия базовой станции. Особенностью систем доступа, например, таких, которые обеспечиваются сотовой системой, является обеспечение мобильности для мобильных станций, т.е. мобильные станции могут перемещаться от одной местной области к другой. Мобильная станция может даже перемещаться из одной сети в другую, совместимую со стандартом, в котором может работать мобильная станция.
Оборудование пользователя (UE) в пределах одной из сот сотовой системы может контролироваться узлом, обеспечивающим функции управления. Примеры управляющих узлов включают контроллер базовой станции (BSC) и контроллер радиосети (RNC). В UMTS сеть радиодоступа управляется контроллером радиосети (RNC). Этот контроллер может управлять некоторым числом базовых станций или одной базовой станцией. Контроллер может быть подключен далее к шлюзу или связующему узлу, например к узлу поддержки шлюза GPRS (GGSN) или шлюзу мобильного центра коммутации (GMSC), связывая управляющие узлы с другими частями системы связи и/или другими сетями связи, например с PSTN (коммутируемая телефонная сеть общего пользования), или с сетью передачи данных, например сетью на базе протокола Х.25 или TCP/IP (протокол управления передачей/Интернет-протокол). Сеть может также включать узлы для сохранения информации о мобильных станциях, зарегистрированных в сети или посещающих сеть, например соответствующие локальные реестры (HLR) и гостевые реестры (VLR).
Когда оборудование пользователя связывается с сетью связи, устанавливается коммуникационный путь между оборудованием пользователя и элементом или узлом сети. Узел сети обычно является одним из узлов контроллеров. По меньшей мере часть связи между оборудованием пользователя и фактическим узлом назначения будет затем пропущена через узел контроллера. Есть возможность передать, т.е. переключить соединение от первого узла ко второму узлу. Этот процесс также возможен между двумя узлами, которые принадлежат различным системам сети. Например, оборудование пользователя, имеющее соединение с пакетной коммутацией (PS) в сети пакетной коммутации (например, UMTS), может быть переключено на соединение с коммутацией каналов (CS) в сети с коммутацией каналов (например, GSM), и наоборот. Переключение соединения может быть необходимо, например, когда мобильная станция двигается (т.е. перемещается) от одной соты к другой соте. В случае, если новая сота не обслуживается той же системой, что и предыдущая сота, переключение должно быть выполнено между различными системами связи.
Система связи должна иметь возможность обеспечивать различные функции для своего функционирования. Эти функции могут быть разделены на различные категории. Категория включает функции, относящиеся к реальной поддержке связи, например поддержке голосового, мультимедиа или другого контента данных в системе. Другая категория может быть рассмотрена как набор контролирующих или управляющих функций, например управление различными службами и связью как таковой. Сигнализация сообщений, связанных с различными функциями, таким образом, подразумевает ее реализацию на различных уровнях. Например, обмен управляющими сообщениями идет на уровне управления, а связь как таковая перенесена на уровень пользователя. Связь на уровне пользователя поддерживается с помощью сигнализации управляющими сообщениями на уровне управления.
Обычно системы связи обеспечивают вышеуказанный способ посредством раздельных каналов, например посредством раздельных каналов для сигнализации и связи. Такой подход реализован, например, в системе сигнализации 7 (SS7) ядра сети и доступа пользователя Q.931/GSM/WCDMA. Поэтому термин «канал сигнализации» может быть использован по отношению к связи на уровне управления. Подобным образом, термин «канал связи» может быть использован по отношению к связи на уровне пользователя.
Различные функции систем связи могут быть разработаны достаточно независимо одни от других и могут использовать различные протоколы в различных системах связи. Стандарты и протоколы определяют, например, то, какой уровень должен быть использован для конкретных целей.
Например, в системе связи третьего поколения (3G) на базе UMTS, различные узлы, включающие базовую станцию, контроллер радиосети и узел поддержки обслуживания GPRS (SGSN), могут быть объединены для обеспечения связи на уровне пользователя для мобильной станции. Межсистемный хэндовер в режиме пакетной коммутации с переключением от исходной сети (например, сети второго поколения (2G)) к целевой сети (например, 3G сеть) может быть выполнен так, как описано в технической спецификации TS 43.129, версия 6.6.0 (2006.01) совместного проекта третьего поколения (3GPP). Эта схема хэндовера предполагает использование соединений уровня пользователя SGSN в исходной сети и целевой сети. Таким образом, в соответствии с 3GPP TS 43.129, версия 6.6.0, протокольные блоки данных (PDU), стоящие в очереди в узле поддержки обслуживания GPRS (SGSN) в исходной сети, после подтверждения хэндовера могут быть туннелированы напрямую в SGSN целевой сети.
TS 43.129, версия 6.6.0, вводит хэндовер с пакетной коммутацией для поддержки хэндовера с пакетной коммутацией в реальном времени, с жесткими требованиями к качеству обслуживания (QoS) по параметрам времени ожидания и потери пакетов. Хэндовер с пакетной коммутацией уменьшает прерывание обслуживания информации уровня пользователя при смене соты по сравнению с перевыбором соты, и предоставляет способы улучшения обработки буферов данных уровня пользователя, для уменьшения потери пакетов во время смены соты.
Области приложения TS 43.129, версия 6.6.0, - это хэндоверы из/в режим A/Gb системы GERAN (сеть радиодоступа GSM/EDGE). Более конкретно уровень пользователя и уровень управления узла поддержки обслуживания GPRS (SGSN) доступен как в исходной системе, так и в целевой системе. В соответствии с этим стандартом данные PDU при хэндовере с пакетной коммутацией без потерь перенаправляются из SGSN исходной системы в SGSN целевой системы с использованием интерфейса Gn.
Однако определенные сети доступа могут быть организованы по-другому, без реализации SGSN или эквивалентных входов на уровне пользователя. Например, в предлагаемой схеме доступа по технологии долгосрочного развития (LTE) стандарта 3GPP, описанной в техническом отчете 3GPP TR 23.882, версия 0.8.1 (2005-11), есть только два элемента уровня пользователя: "развитой" узел В (eNB) и Шлюз доступа (aGW). Технология LTE в стандарте 3GPP является схемой доступа только с пакетной коммутацией. При сравнении, например, с вышеописанными примерами систем третьего поколения, это означает, что контроллер радиосети (RNC) и уровни пользователя SGSN не используются для доступа по технология LTE в стандарте 3GPP.
Поэтому может быть преимуществом иметь такой механизм, который допускает межсистемный хэндовер, в частности, в определенных системах связи, где это переключение может происходить между различными системами доступа (например, описанными выше, где одна из сетей - сеть доступа 3GPP технологии LTE, а другая сеть - «традиционная» сеть доступа 3GPP). В этом примере термин «традиционная» относится к сетям доступа 2G, 2.5G и 3.5G. Будет также преимуществом, если потеря пакетов во время процедуры хэндовера и вызванные этим проблемы будут устранены. Варианты осуществления настоящего изобретения направлены на решение одной или более из этих проблем.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения предлагается узел для системы связи. Этот узел сконфигурирован для связи с мобильным узлом посредством первого соединения и для связи с третьим узлом посредством первого пути перенаправления. Узел сконфигурирован для передачи данных третьему узлу для последующей передачи этих данных целевому узлу сети посредством второго пути перенаправления после инициации процедуры хэндовера для переключения от первого соединения на второе соединение между мобильным узлом и целевым узлом сети.
Узел может содержать базовую станцию исходной системы доступа, или контроллер исходной системы доступа.
В соответствии с другим вариантом осуществления предлагается узел для системы связи, который сконфигурирован для связи с исходным узлом сети посредством первого пути перенаправления, где исходный узел сети сконфигурирован для связи с мобильным узлом посредством первого соединения. Узел также сконфигурирован для того, чтобы, после инициации процедуры хэндовера для переключения от первого соединения на второе соединение между мобильным узлом и целевым узлом, осуществлять связь с целевым узлом сети посредством второго пути перенаправления; при этом целевой узел сети сконфигурирован для связи с мобильным узлом посредством второго соединения, принимать данные от исходного узла сети и передавать данные целевому узлу сети посредством второго пути перенаправления.
В соответствии с другим вариантом осуществления обеспечивается способ в узле для системы связи. Способ включает связь с мобильным узлом посредством первого соединения, связь с третьим узлом посредством первого пути перенаправления, и, после инициации процедуры хэндовера для переключения от первого соединения на второе соединение между мобильным узлом и целевым узлом сети, передачу данных третьему узлу для последующей передачи этих данных целевому узлу сети посредством второго пути перенаправления.
В соответствии с еще одним вариантом осуществления предлагается способ в узле для системы связи, способ включает связь с исходным узлом сети посредством первого пути перенаправления, при этом исходный узел сети связывается с мобильным узлом посредством первого соединения, и, после инициации процедуры хэндовера для переключения от первого соединения на второе соединение между мобильным узлом и целевым узлом, связь с целевым узлом сети посредством второго пути перенаправления, прием данных от исходного узла сети и передачу данных целевому узлу сети посредством второго пути перенаправления для передачи мобильному узлу по второму соединению.
Эти способы могут быть обеспечены посредством компьютерной программы, включающей средства программного кода, адаптированного для выполнения этих способов.
Исходная сеть может быть системой, в которой перед хэндовером используется мобильный узел (или оборудование пользователя, UE). Если исходная сеть является сетью доступа 2G или 3G, то исходный узел сети может представлять собой SGSN сети 2G или 3G. Если исходная сеть является сетью доступа 3GPP технологии LTE, то исходный узел сети может представлять собой eNB (узел В технологии LTE). Третий узел может быть якорем межсистемной мобильности (I-ASA).
Данные могут быть пакетными данными, а первые и вторые соединения могут быть соединениями с пакетной коммутацией. Данные могут быть данными уровня пользователя, а первый и второй пути перенаправления могут быть путями перенаправления уровня пользователя.
Данные, которые передаются из исходного узла сети третьему узлу, могут включать данные входящего канала (т.е. данные, которые предназначены для доставки на мобильный узел). Этот способ может включать также доставку данных из узла целевой сети мобильному узлу посредством второго соединения.
Первый путь перенаправления может содержать первый туннель данных, а второй путь перенаправления может включать второй туннель данных. Эти туннели данных могут быть независимыми. Таким образом, как вариант осуществления, исходный узел сети может инкапсулировать данные и передавать их посредством первого туннеля третьему узлу, где первый туннель заканчивается. Третий узел может затем декапсулировать (детуннелировать) принятые туннельные пакеты. Затем этот узел может инкапсулировать пакеты и переслать их посредством второго туннеля целевому узлу сети. Это может быть сделано для устранения необходимости сложных соответствий безопасности между узлами исходной и целевой сети.
В соответствии с вариантом реализации предлагается способ, где исходный узел сети перенаправляет туннель данных, функционирующий между исходным узлом сети и якорем межсистемной мобильности (I-ASA), на функционирование между якорем межсистемной мобильности и целевым узлом сети; исходный узел сети туннелирует протокольные блоки данных обратно якорю межсистемной мобильности доступа (включая повторную сборку неподтвержденных сегментов, если необходимо); якорь межсистемной мобильности детуннелирует принятые туннельные пакеты, и пакеты туннелируются к целевому узлу сети.
Варианты осуществления настоящего изобретения имеют преимущество, выражающееся в возможности межсистемной мобильности доступа сети 3GPP без потерь данных, особенно когда одна из сетей доступа не предоставляет SGSN или эквивалентный вход (например, eGSN-c в стандарте 3GPP технологии LTE) на уровне пользователя. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления могут быть устранены потери пакетов во время межсистемного хэндовера. Таким образом, ненужные процедуры восстановления управления при перегрузке, например процедуры восстановления управления при перегрузке в протоколе управления передачей (TCP), уменьшающие эффективную пропускную способность, также могут быть устранены. Может быть обеспечено дополнительное преимущество с точки зрения деградации пропускной способности, поскольку некоторые варианты осуществления могут помогать в устранении эффекта "пинг-понга" между системами доступа, когда мобильный узел находится на краю соты.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания вариантов осуществления настоящего изобретения будут даны ссылки на чертежи, на которых:
Фиг.1 - система связи, в которой могут быть реализованы примеры осуществления настоящего изобретения.
Фиг.2 - блок-схема сигнализации для передачи без потерь при межсистемном хэндовере с переключением от технологии LTE на сеть 2G/3G.
Фиг.3 - блок-схема сигнализации для передачи без потерь при межсистемном хэндовере с переключением от сети 2G/3G на технологию LTE.
Фиг.4 - блок-схема алгоритма в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Обратимся к фиг.1, которая иллюстрирует пример контекста, в котором может быть использовано настоящее изобретение, т.е. сотовую систему 100 связи, обеспечивающую услугу коммутации пакетов для мобильных узлов 101. Мобильный узел 101 может получать услуги, обеспечиваемые сетью 120 данных, например Интернетом и/или по меньшей мере одним оператором 130 сети. Система связи может включать сеть 102 доступа по технологии долгосрочного развития (LTE) стандарта 3GPP, а также сеть 105 доступа 2G/3G, например сеть 3G универсальной системы мобильной связи (UMTS).
В мобильной системе связи мобильный узел 101, например мобильная станция (MS), способна связываться с базовой (приемопередающей) станцией (BS) 106 сети 105 доступа 2G/3G и/или с развитым узлом В (eNB) 103, т.е. с базовой станцией системы доступа технологии LTE, в соответствующих беспроводных соединениях. Каждая базовая станция имеет радиоприемопередатчик, способный к передаче радиосигналов по нисходящей линии (DL) к мобильным станциям в пределах области доступа и к приему радиосигналов по восходящей линии из области доступа, находящейся рядом с базовой станцией. Посредством этих сигналов базовая станция может связываться с мобильной станцией (MS), которая включает радиоприемопередатчик.
Хотя базовая станция сети 3G UMTS может также быть названа узлом В, термин «базовая станция» (BS) используется здесь (для ясности) для базовых станций 106 в сети 105 доступа 2G/3G, для различения их от элементов eNB 103 в сети 102 по технологии LTE стандарта 3GPP. Вне зависимости от используемой терминологии оба узла сконфигурированы для обеспечения беспроводного доступа для мобильного узла 101.
Мобильные станции могут иметь соединение либо с базовой станцией 106, либо с элементом eNB 103. Нужно учесть, что функции базовой станции 106 и элемента eNB 103 также могут быть реализованы с помощью одного объекта, т.е. такая базовая станция-приемопередатчик может обслуживать одновременно сеть 2G/3G и сеть 3GPP технологии LTE.
Данные, передаваемые к мобильным станциям и из них, могут быть голосовыми данными, видеоданными или другими данными. Любая пакетная передача данных может быть кодирована в форму, подходящую для передачи со скоростью битового потока, зависящей от приложения и источника данных.
Базовая станция или узел eNB могут быть соединены с другими узлами сети, например с узлом контроллера или объектом управления мобильностью (ММЕ), таким как узел 108 поддержки обслуживания GPRS (SGSN) или развитой узел SGSN 104, который сконфигурирован для обеспечения только функций уровня управления (e-GSN-c). Таким образом, во время соединения мобильная станция (MS) 109 соединяется с узлом контроллера посредством Пазовой станции 106 или узла eNB 103. Примеры других (управляющих) узлов в сети доступа 2G/3G включают контроллер базовой станции (BSC) сети 2G и контроллер радиосети (RNC) системы 3G. Нужно отметить, что могут использоваться также другие управляющие узлы для реализации функции управления сетью.
В показанной сети 102 по технологии LTE стандарта 3GPP элемент eNB 103 соединен с управляющим объектом, т.е. с выделенным узлом SGSN (eGSN-c) 104. Узел eGSN-c 104 функционирует только на уровне управления, и, таким образом, не обеспечивает функции уровня пользователя. Узел eNB 103 имеет соединение на уровне пользователя с объектом "якоря", сконфигурированным для обеспечения межсистемной мобильности 110. Этот объект будет называться далее точкой "якоря" межсистемного доступа (I-ASA). Узел SGSN 108 сети доступа 2G/3G 105 также соединен с якорем 110 межсистемной мобильности 110. Якорь 110 межсистемной мобильности может выполнять или поддерживать хэндовер между различными системами доступа. Якорь 110 межсистемной мобильности соединяется с узлом SGSN 108 и узлом eNB 103 посредством соответствующего интерфейса, например интерфейса Gn. Объект якоря 110 может быть расположен на пути соединения, между мобильным узлом 101 и сетью 120 данных и/или системами 130 служб оператора.
Мобильный узел 101 может быть оборудованием пользователя, например двухрежимной или мультирежимной мобильной станцией, которая сконфигурирована для связи посредством базовой станции 106 сети 105 доступа 2G/3G и посредством элемента eNB 103 системы доступа 102. Обычно мобильная станция может перемещаться в пределах области доступа, а также между различными областями доступа, таким образом обеспечивая мобильность для пользователей. Например, мобильная станция может быть ручным портативным приемопередатчиком или мобильным телефоном. Положение мобильной станции может быть даже фиксировано, временно или постоянно, например, если она обеспечивает радиосвязь для стационарного места.
Если мобильная станция перемещаема, она может перемещаться между областями доступа, например сотами сотовой радиосистемы. Поскольку мобильная станция перемещается от одной соты («старая сота») к другой соте («новая сота»), необходимо переключить эту мобильную станцию с базовой станции и соответствующего сетевого устройства старой соты на базовую станцию и соответствующее сетевое устройство новой соты, без сбрасывания звонка. Однако нужно отметить, что кроме роуминга могут существовать различные другие причины для хэндовера, например ситуация с перегрузкой и звонками высокого приоритета, вызывающими переключение более ранних соединений.
Служба пакетных данных может быть службой без установления соединения, когда информационные символы передаются в пакетах данных. Размер и длина пакетов данных могут варьироваться. Информационные символы обычно переносятся каналами пакетных данных. Скорость передачи канала определяется параметром, называемым скоростью битового потока. Более подробно скорость битового потока определяет скорость битов, которая выделена пользователю служб пакетных данных. Трафик пакетных данных может включать различные виды передачи данных, например протокол «голос через Интернет» (VoIP), короткие сообщения или текстовую электронную почту, а также передачу больших документов в фоновом режиме и интерактивный просмотр страниц во всемирной сети (WWW).
Двухрежимная или мультирежимная мобильная станция может состоять из мобильного оборудования (ME) и одного или более модуля идентификации абонента (SIM). Под мобильным оборудованием обычно понимается радиотерминал, используемый для радиосвязи посредством интерфейса между мобильной станцией и базовой станцией и интерфейса между мобильной станцией и элементом eNB. SIM обычно является смарт-картой, которая содержит идентификатор абонента, выполняет алгоритм аутентификации и сохраняет аутентификационные и шифрующие ключи, а также некоторую абонентскую информацию, которая нужна терминалу. Эти функции SIM могут быть реализованы одной или двумя картами, в зависимости от приложения.
Далее со ссылкой на фиг.2 описан пример процедуры осуществления переключения от eNB 103 иллюстративной сети 102 3GPP технологии LTE к узлу SGSN 108 иллюстративной сети доступа 105 2G/3G, показанной на фиг.1.
Перед инициацией (1) хэндовера поток пакетов к/из мобильного узла/оборудования пользователя (UE) проходит "якорь" (I-ASA) межсистемной мобильности доступа и узел eNB. На этапе (2), на основании, например, измерения качества сигнала, eNB определяет необходимость инициации межсистемного хэндовера. На этапах (3)-(6) узел eNB начинает процедуру хэндовера путем запуска фазы подготовки. Во время этой фазы определяется целевая сеть радиодоступа, и подготавливаются ресурсы в этой целевой сети доступа.
После получения уведомления о том, что ресурсы в целевой системе зарезервированы (в сообщении 6), управляющий узел исходной системы (eGSN-c) может отправить командное сообщение (7) на переключение элементу eNB. На этапе (8) узел eNB посылает команду на переключение оборудованию пользователя (UE). В этой точке оборудование пользователя (UE) может отключиться от узла eNB.
Затем оборудование пользователя (UE) присоединяется к целевой системе доступа (в данном случае к сети 2G/3G) путем установления необходимых радиоресурсов (9). Как только готовы ресурсы и оборудование пользователя присоединено, управляющий узел второй системы (SGSN) будет проинформирован, что переключение успешно состоялось (10).
Узел SGSN теперь может посредством сообщения 11 информировать якорь (I-ASA) межсистемной мобильности о том, что пользователь доступен посредством узла SGSN. Обычно это будет означать, что трафик пользователя теперь туннелирован от якоря межсистемной мобильности (I-ASA) к узлу SGSN (вместо узла eNB, как перед хэндовером). В это же время посредством сообщения 12 исходный узел eNB также информируется о том, что переключение успешно состоялось.
Зная о том, что переключение успешно состоялось, исходный узел eNB может теперь перенаправить любые буферизованные протокольные блоки данных (PDU) обратно якорю межсистемной мобильности (I-ASA). В силу процедуры обновления маршрута на этапе (11) эти PDU теперь перенаправлены/туннелированы к оборудованию пользователя через систему доступа, в пределах которой теперь находится оборудование пользователя. Исходный узел eNB может затем информировать посредством сообщений 14а и 14b узел SGSN о том, что его роль в процедуре хэндовера завершена.
Оборудование пользователя (UE) затем может выполнить процедуру (15) регистрации в сети с контроллером новой системы, т.е. с узлом SGSN сети 2G/3G на фиг.1 и 2. Кроме этого может присутствовать процедура аутентификации. Положение оборудования пользователя в сервере локальных абонентов (HSS) может быть обновлено посредством сообщения (16). После этого процедура хэндовера будет завершена, и поток пакетов к/из UE теперь проходит якорь межсистемной мобильности (I-ASA), узел SGSN сети 2G/3G и сеть доступа 2G/3G. В альтернативных вариантах реализации узел SGSN не обязательно должен всегда быть в цепочке, т.е. поток пакетов после завершения хэндовера может не проходить через узел SGSN.
Схема, показанная на фиг.2, может предотвращать потери пакетов во время процедуры хэндовера. После приема сообщения 7 узел eNB может заново собирать любые буферизованные кадры (данные входящего канала, передаваемые оборудованию пользователя), которые еще не переданы, и обрабатывать их так, как будто эти кадры являются протокольными блоками данных (PDU) восходящего направления (UL). Другими словами, узел eNB может туннелировать (13) эти данные обратно к якорю межсистемной мобильности (I-ASA), как только eNB примет индикатор того, что переключение на целевую систему достигнуто (сообщение 12b). Поскольку туннель якоря межсистемной мобильности (I-ASA) для оборудования пользователя (UE) перенаправлен к целевой сети доступа в сообщении 11, эти протокольные блоки данных (PDU) теперь туннелированы (перенаправлены) к узлу SGSN сети 2G/3G и далее обрабатываются для приема оборудованием пользователя (UE) через целевую сеть доступа.
Фиг.3 показывает возможную последовательность событий в обратном направлении, т.е. при переключении от сети 105 доступа 2G/3G на фиг.1 к сети 102 3GPP технологии LTE.
На этапе (21), перед инициацией хэндовера, поток пакетов к/из мобильного узла/оборудования пользователя (UE) проходит якорь межсистемной мобильности доступа (I-ASA), узел SGSN сети 2G/3G и сеть доступа 2G/3G. Узел SGSN не обязательно должен всегда быть в цепочке. На этапе (22), на основании, например, измерения качества сигнала, доступ 2G/3G определяет необходимость инициации межсистемного хэндовера.
На этапах (23)-(26) сеть доступа 2G/3G начинает процедуру хэндовера путем запуска фазы подготовки. Во время этой фазы определяется целевая сеть радиодоступа и подготавливаются ресурсы в этой целевой сети доступа. На этапе 26а (т.е. после приема сообщения 26) исходный узел SGSN сети 2G/3G прекращает опустошать буферы входящего канала. Любые входящие протокольные блоки данных (PDU) для конкретных пользователей далее буферируются.
Исходный узел SGSN сети 2G/3G может затем отправить командное сообщение (27а) на переключение узлу доступа исходной сети 2G/3G, например контроллеру радиосети (RNC) или контроллеру базовой станции (BSC). Узел доступа исходной сети 2G/3G может затем совершить попытку очистить все буферы (27b), относящиеся к данному пользователю, перед отправкой командного сообщения (27с) на переключение. Такие действия могут быть обеспечены для упрощения процедуры хэндовера, поскольку при этом устраняется необходимость реконструкции протокольных блоков данных из радиокадров и перенаправления этих протокольных блоков данных из сети доступа 2G/3G к целевой сети доступа.
Затем оборудование пользователя (UE) может быть привязано к целевой системе доступа на шаге 28. Целевой узел eNB информирует управляющий объект eGSN-c с помощью сообщения 29, что оборудование пользователя (UE) переместилось в систему доступа. Затем, на этапе (30), управляющий объект eGSN-c может информировать посредством сообщения обновления якорь межсистемной мобильности доступа (I-ASA) о том, что пользователь доступен через узел eNB.
Как только маршрут обновлен (этап 30), управляющий объект eGSN-c может информировать с помощью сообщения 31 объект SGSN исходной сети 2G/3G о том, что переключение успешно завершено. Объект SGSN исходной сети 2G/3G может теперь передавать обратно якорю межсистемной мобильности (I-ASA), посредством туннеля 32, любые PDU, буферизованные с этапа 26а. В силу процедуры обновления на этапе (30) эти PDU принимаются теперь оборудованием пользователя (UE) через целевой eNB вместо исходной базовой станции.
На этапе (33) объект SGSN исходной сети 2G/3G может теперь освободить сетевые ресурсы, ассоциированные с пользователем. Объект SGSN исходной сети 2G/3G информирует контроллер eGSN-c о том, что его роль в процедуре хэндовера завершена, посредством сообщения 34. Затем, на этапе (35), оборудование пользователя (UE) может выполнить процедуру регистрации в сети с объектом контроллера eGSN-c.
Положение оборудования пользователя в сервере локальных абонентов (HSS) может быть обновлено посредством регистрации на этапе (36). На этапе (37) процедура хэндовера будет завершена, и поток пакетов к/из оборудования пользователя (UE) теперь проходит якорь межсистемной мобильности (I-ASA) и узел eNB.
При переключении от сети доступа 2G/3G к сети 3GPP технологии LTE, обсуждавшемся выше, процедура для устранения потери пакетов начинается сразу после приема объектом SGSN сети 2G/3G сообщения 26. С этого момента объект SGSN прекращает передавать PDU нисходящей линии DL для конкретного оборудования пользователя (UE) (этап 26а) и отправляет командное сообщение (27а) на переключение. Доступ 2G/3G опустошает буферы DL этого оборудования пользователя (UE), перед командой оборудованию пользователя (UE) переключиться на целевую систему (этап 27с). Туннель I-ASA перенаправляют, так что он завершается в eNB в сообщении 30. В это время узел SGSN исходной сети 2G/3G буферирует любые входящие PDU, которые теперь транслируются обратно к I-ASA (этап 32). В силу этапа 30 эти PDU перенаправляются теперь к оборудованию пользователя (UE) через eNB.
Фиг.4 показывает иллюстративную блок-схему алгоритма в соответствии с вариантом осуществления изобретения. На этапе 40 узел исходной сети, например eNB 103 на фиг.1, связывается с мобильным узлом 101 посредством первого соединения, а также связывается с третьим узлом, например узлом 110 якоря, посредством первого пути перенаправления. В ответ на обнаружение на этапе 42 того, что первое соединение должно быть переключено на второе соединение (между мобильным узлом и целевым узлом сети), узел исходной сети передает данные от третьего узла (этап 44). Данные принимаются третьим узлом. После завершения процедуры хэндовера данные перенаправляют (этап 46) к узлу целевой сети посредством второго пути перенаправления. Узел целевой сети может теперь связываться с мобильным узлом (этап 48).
В некоторых вариантах осуществления протокольные блоки данных, отправленные управляющему узлу исходной сети (например, для доставки мобильному узлу), туннелируют к якорю межсистемной мобильности доступа (I-ASA), вместо отправки их напрямую к соответствующему управляющему узлу в целевой сети. Это решение устраняет потери пакетов во время межсистемного хэндовера и, в свою очередь, может помочь в устранении ненужных процедур восстановления управления при перегрузке протокола TCP, уменьшающих эффективную пропускную способность. Варианты осуществления изобретения также могут обеспечить уменьшение потерь пакетов. В некоторых вариантах осуществления, когда оборудование пользователя (UE) находится на краю соты с возможностью эффекта пинг-понга между системами доступа, также может быть устранена деградация пропускной способности.
Дальнейшее преимущество может состоять в том, что не требуются сложные безопасные связи между двумя управляющими узлами (например, узлом eNB сети 3GPP технологии LTE и узлом SGSN сети 2G/3G), в отличие от случая, где используется прямое туннелирование между двумя этими узлами.
В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения вводится интерфейс перенаправления между исходной станцией, например eNB, и контроллером целевой системы, например целевым SGSN. Еще одна возможность заключается в использовании двойной передачи в якоре межсистемной мобильности доступа (I-ASA). Двойная передача может быть использована для плавного межсистемного хэндовера в реальном времени (RT), хотя она может не очень подходить для межсистемного хэндовера без потерь, так как при двунаправленной передаче любые PDU, стоящие в очереди в исходной системе, теряются, если они не перенаправлены к целевой системе.
Некоторые варианты осуществления изобретения могут быть обеспечены в сети доступа 2G/3G путем модифицирования процедуры хэндовера так, что буферизованные пакеты туннелируются от узла исходной сети к объекту якоря межсистемной мобильности доступа (I-ASA) вместо узла целевой сети.
Требуемые функции обработки данных могут быть обеспечены посредством одного или более процессоров данных. Устройство обработки данных может быть обеспечено на соответствующей платформе обработки данных, например на компьютерном чипе. Требуемые функции обработки данных в узле могут быть обеспечены отдельными процессорами или встроенным процессором. Например, обработка данных может быть обеспечена в центральном процессорном устройстве контроллера или распределена между несколькими модулями обработки данных системы доступа.
Для реализации вариантов осуществления может быть использован соответствующим образом адаптированный компьютерный программный продукт (или продукты), при загрузке его в соответствующий процессор, например процессор узла. Средства программного кода могут, например, выполнять генерацию и/или интерпретацию сообщений, выбор и/или определение подходящих нужных действий и так далее. Программный продукт для обеспечения функционирования может храниться и предоставляться посредством носителя информации, например дискового носителя, карт или ленты. Также возможна загрузка программного продукта в устройство связи по сети данных.
Нужно учитывать, что хотя варианты осуществления настоящего изобретения описаны по отношению к мобильным узлам (таким, как мобильная станция), варианты осуществления настоящего изобретения применимы к любым другим подходящим типам оборудования пользователя.
Варианты осуществления данного изобретения рассматривают переключение соединения между оборудованием пользователя и конкретными узлами сети. Варианты осуществления настоящего изобретения в некоторых случаях могут быть также применимы к переключению между другими элементами сети.
Заметим также, что хотя выше описаны иллюстративные варианты осуществления данного изобретения, возможны вариации и модификации, которые могут быть сделаны применительно к описанным решениям без выхода за рамки настоящего изобретения, определенные прилагаемой формулой изобретения.