РЕГИСТРАЦИЯ МОБИЛЬНОГО ТЕРМИНАЛА В ЗОНЕ ПЕРЕКРЫТИЯ ОБСЛУЖИВАНИЯ СОТ ПЕРВОЙ И ВТОРОЙ СЕТЕЙ
MOBILE TERMINAL LOGON IN AREA OF OVERLAPPING SERVICE OF CELLS OF FIRST AND SECOND NETWORKS

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится в целом к дальней связи, более точно беспроводной связи.
Описание уровня техники
До настоящего время известным способом оптимизации обмена сигналами управления мобильностью при наличии двух различных технологий доступа являлся единый узел базовой сети, рассчитанный на обе технологии, и использование общих для двух технологий идентификаторов зон маршрутизации. Этот подход применяется в системах, использующих технологии доступа на основе универсальной системы мобильной связи (УСМС или UMTS, от английского - Universal Mobile Telephone System) и глобальной системы мобильной связи (GSM). Он не отличается гибкостью, поскольку ограничивает возможности внедрения.
Краткое изложение сущности изобретения
В прилагаемой формуле изобретения охарактеризованы предложенные в изобретении способы и устройство, которые рассмотрены далее. В зависимых пунктах охарактеризованы предпочтительные признаки.
Предложен способ регистрации мобильного терминала в зоне перекрытия обслуживания сот первой и второй сетей беспроводной мобильной телефонной связи. Сети относятся к различным типам. При осуществлении способа:
сохраняют идентификатор мобильного терминала, сохраняют в контроллере первую информацию (запись) о том, в зоне обслуживания какой соты или группы сот первой сети находится мобильный терминал, и вторую информацию о том, в зоне облуживания какой соты или группы сот второй сети находится мобильный терминал, и
предоставляют мобильному терминалу обе информации и упомянутый идентификатор.
Соответственно, в предпочтительных вариантах осуществления предложен способ, позволяющий двухрежимному пользовательскому терминалу, который способен использовать различные технологии радиопередачи, обеспечивать сопряжение двух технологий при нахождении в состоянии незанятости без передачи большого числа сигналов уточнения местоположения. Двумя технологиями могут являться, например, универсальная система мобильной связи (УСМС) на основе широкополосного многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (WCDMA), с одной стороны, и УСМС с перспективой развития (ПР или LTE, от английского - long term evolution) на основе многостанционного доступа с ортогональным частотным разделением каналов (OFDMA), с другой стороны. Пользовательские терминалы часто называют абонентской аппаратурой (АА или UE, от английского - User Equipment).
В некоторых вариантах осуществления предложенный подход позволяет независимо присваивать идентификаторы зон маршрутизации и осуществлять планирование сети, а также использовать преимущественно независимые узлы базовой сети (хотя два узла базовой сети и могут взаимодействовать друг с другом).
Предпочтительной является процедура регистрации подвижного абонента в двух сетях посредством лишь одной регистрации, осуществляемой пользовательским терминалом, с целью уменьшения числа сообщений с уточнением местоположения, передаваемых пользовательским терминалом при каждом переходе пользовательского терминала из одной сети в другую.
В сети радиосвязь с абонентами (СРСА или RAN, от английского - radio access network) первой сети для каждой из ее сот зоны слежения предпочтительно хранится отображение соответствующей "перекрывающей" соты другой сети. СРСА первой сети предпочтительно предоставляет базовой сети зону слежения/маршрутизации сот обеих сетей.
Базовая сеть одной сети предпочтительно использует эту информацию самостоятельно или в сочетании с временными идентификаторами пользовательского терминала, которые предоставляет пользовательский терминал, чтобы идентифицировать базовую сеть другой сети. Базовая сеть первой сети от имени пользовательского терминала предпочтительно осуществляет посредническую регистрацию в базовой сети другой сети.
Пользовательскому терминалу сообщают зону слежения/маршрутизации или список зон слежения и зон маршрутизации, чтобы поставить в известность о том, что можно считать зонами "эквивалентного слежения", в пределах которых подвижный абонент может перемещаться (осуществлять роуминг) без передачи сигналов уточнения местоположения.
Краткое описание чертежей
Далее в порядке примера будут описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи, на которых:
на фиг.1 показана блок-схема системы согласно настоящему изобретению,
на фиг.2 - более подробная блок-схема показанных на фиг.1 сетей, иллюстрирующая перекрывающие друг друга зоны обслуживания,
на фиг.3 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая процедуру сетевого подключения в сети с ПР, показанной на фиг.2,
на фиг.4 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая первый сценарий уточнения зоны слежения в сети с ПР,
на фиг.5 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая второй сценарий уточнения зоны слежения, согласно которому поменялся узел обеспечения пакетной радиосвязи (SGSN, от английского - Serving GPRS Support Node) общего назначения (GPRS), и старый SGSN (SGSN_old) осуществляет посредническое уточнение относительно нового SGSN (SGSN_new),
на фиг.6 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая третий сценарий уточнения зоны, согласно которому поменялся SGSN, и базовая станция (eNB) осуществляет посредническое уточнение непосредственно относительно SGSN_new,
на фиг.7 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая процедуру уточнения зоны маршрутизации в УСМС, и
на фиг.8 - диаграмма последовательности, иллюстрирующая процедуру передачи сигналов поискового вызова с целью доставки данных пользовательскому терминалу.
Подробное описание
Сначала будет описана система сетей, а затем процедура подключения и процедура уточнения зоны слежения и зоны маршрутизации, используемые в системе. Также будет описана процедура передачи сигналов поискового вызова, используемая в сети для доставки данных по нисходящему каналу пользовательскому терминалу в состоянии незанятости.
Сети
Как показано на фиг.1, используются две технологии (технология A и технология B), имеющие перекрывающие друг друга соты и зону обслуживания. В сети радиосвязи с абонентами (СРСА) каждой технологии хранится отображение зоны маршрутизации (ЗМ)/зоны слежения (ЗС) каждой из ее сот, а также перекрывающей соты другой технологии. Например, СРСА, действующей согласно технологии A, известна зона маршрутизации каждой из ее сот, а также соответствующая зона слежения сот технологии B, которые перекрывают соты технологии A.
Как показано на фиг.2, сетевой технологией A является технология с перспективой развития (ПР), а сетевой технологией B является универсальная система мобильной связи (УСМС). Также показаны базовые сети с ПР и УСМС, соединенные со шлюзом и домашним абонентским сервером/домашним регистром местоположения (HSS/HLR, от английского - Home Subscriber Server/Home Location Register). Базовой сетью технологии A является узел базовой сети с ПР (УБСПР или LCN, от английского - LTE Core Node), а базовой сетью технологии В является узел обеспечения GPRS (SGSN), при этом GPRS означает пакетную радиосвязь общего назначения. Также показан двухрежимный пользовательский терминал, в частности рассчитанный на технологии с ПР и УСМС. Как показано на фиг.2, узел базовой сети (SGSN), действующей согласно технологии B, также связан каналом со шлюзом, служащим средством привязки (который далее в описании именуется узлом межсетевого интерфейса), за счет чего пользовательский терминал может принимать пакеты, предназначенные такому пользовательскому терминалу.
В узлах базовой сети одной технологии должна храниться таблица отображения, в которой адреса узлов базовой сети другой технологии сопоставлены с идентификаторами зон слежения/зон маршрутизации другой технологии. Таблица отображения основана на списке зон слежения/зон маршрутизации, соответствующих одному (или нескольким) адресу узла базовой сети, который за них отвечает.
В качестве альтернативы, в сходном в других отношениях варианте осуществления (не показанном) в таблице отображения одной технологии используются идентификаторы пользовательских терминалов известного типа, а именно идентификатор AA (временный номер подвижного абонента для пакетной передачи (P-TMSI, от английского - Packet Temporary Mobile Subscriber Identity) или временный номер подвижного абонента в технологии с ПР (LTE TMSI, называемый L-TMSI)) другой технологии, чтобы идентифицировать идентификатор базовой сети этой другой технологии.
Процедура сетевого подключения
В принципе, на фиг.3 проиллюстрирована ситуация, в которой пользовательский терминал (абонентская аппаратура, АА) подключен согласно одной технологии (технологии A), а действующая согласно технологии A сеть радиосвязи с абонентами (СРСА) указывает в запросе подключения зону слежения (ЗС) сотовой технологии A, согласно которой пользовательский терминал осуществляет подключение, а также относящуюся к технологии B зону маршрутизации перекрывающей соты технологии B, после чего передает запрос подключения базовой сети (БС), действующей согласно технологии A. Узел базовой сети, действующий согласно этой технологии A, осуществляет посредническую регистрацию пользовательского терминала в узле базовой сети, действующем согласно другой технологии (технологии B). Узел базовой сети, действующий согласно технологии A, определяет узел базовой сети, действующий согласно технологии B, исходя из идентификатора зоны маршрутизации (ЗМ) технологии B, который указан в запросе подключения СРСА, действующей согласно технологии A. В примере, проиллюстрированном на фиг.3, технологией A является технология с перспективой развития (ПР), СРСА, действующей согласно технологии A, является усовершенствованный узел NodeB (eNB), технологией B является универсальная система мобильной связи (УCMC). Узлом базовой сети, действующим согласно технологии B, является узел обеспечения GPRS (SGSN), а узлом базовой сети, действующим согласно технологии A, является узел базовой сети с ПР (УБСПР).
Более точно, как показано на фиг.3, пользовательский терминал (абонентская аппаратура, АА) передает (шаг а) узлу eNB запрос подключения. Запрос подключения содержит международный идентификационный номер оборудования подвижного абонента (IMSI, от английского - International Mobile Subscriber Identifier). Усовершенствованный узел NodeB (eNB) пересылает (шаг б) его базовому узлу с ПР (УБСПР); eNB также включает в него идентификатор зоны маршрутизации (ИЗМ или RAId, от английского - routing area identity) перекрывающей соты УСМС, найденной с помощью таблицы отображения, которая хранится в eNB. УБСПР с помощью таблицы отображения базовой сети определяет, т.е. идентифицирует (шаг в) соответствующий SGSN, исходя из полученного на шаге б ИЗМ УСМС. Затем УБСПР передает (шаг г) узлу обеспечения GPRS (SGSN) посреднический запрос подключения, содержащий IMSI. На шаге д SGSN подтверждает его получение. Далее УБСПР устанавливает (шаг е) канал со шлюзом, а также осуществляет (шаг ж) уточнение местоположения в домашнем абонентском сервере/домашнем регистре местоположения. По завершении этих процедур УБСПР передает (шаг з) пользовательскому терминалу согласие на подключение, содержащее временный идентификатор пользовательского терминала в УСМС (временный номер подвижного абонента для пакетной передачи, P-TMSI), временный номер подвижного абонента в технологии с ПР (L-TMSI), идентификатор зоны маршрутизации (ИЗМ) в УСМС и идентификатор зоны слежения (ИЗС или ТАiD, от английского - tracking area identity) в технологии с ПР.
Таким образом, по завершении процесса подключения согласно технологии A и посреднической регистрации согласно технологии B пользовательский терминал получает идентификаторы зоны маршрутизации/зоны слежения согласно двум технологиях и временные идентификаторы согласно двум технологиям, которые также привязывают пользовательский терминал к конкретному узлу базовой сети (идентификаторы неявно идентифицируют узел базовой сети) в обеих технологиях.
При этом условии пользовательский терминал не будет генерировать сигналы уточнения местоположения, пока он остается в той же зоне слежения/зоне маршрутизации, что на момент первоначальной регистрации, даже если пользовательский терминал изменит технологию A или B, согласно которой он действует, как, например, показано на фиг.2. При пересечении границ первоначальной зоны слежения/зоны маршрутизации пользовательскому терминалу придется осуществить процедуру уточнения зоны слежения/зоны маршрутизации в узле базовой сети той технологии, согласно которой пользовательский терминал действует в настоящее время.
Процедуры уточнения зоны слежения
Далее будут описаны три сценария уточнения зоны слежения. На фиг.4 показан пользовательский терминал, осуществляющий уточнение зоны слежения относительно сети радиосвязи с абонентами (СРСА) с перспективой развития (ПР). Базовая сеть с ПР осуществляет посредническую регистрацию в базовой сети УСМС, при этом SGSN не изменяется. При пересылке УБСПР уточнения зоны слежения узел eNB присоединяет зону маршрутизации УСМС. Пользовательский терминал получает список зон слежения и зон маршрутизации, содержащийся в согласии на уточнение зоны слежения, в пределах которых ему не требуется осуществлять какое-либо уточнение. Как показано на фиг.5 и на фиг.6, SGSN_new отличается от SGSN_old. Как показано на фиг.5, узел eNB осуществляет посредническую регистрацию в SGSN_old, a SGSN_old пересылает посредническую регистрацию SGSN_new. Как показано на фиг.6, узел eNB посредническую регистрацию непосредственно в SGSN_new.
Далее будут поочередно описаны эти три сценария со ссылкой, соответственно, на фиг.4, 5 и 6.
Уточнение зоны слежения при отсутствии изменения базовой сети, действующей согласно технологии B
Как показано на фиг.4, пользовательский терминал действует согласно технологии A, а именно технологии с ПР. Когда пользовательский терминал пересекает совокупную группу зон слежения, указанных в согласии на подключение, проиллюстрированном на фиг.3, пользовательский терминал сообщает узлу eNB (шаг а1) зону слежения. Когда СРСА (eNB), действующая согласно технологии А (с ПР) принимает это сообщение, она включает в него (шаг б1) ИЗМ перекрывающей соты УCMC, действующей согласно технологии В (УСМС), с использованием таблицы отображения, хранящейся в узле eNB. Узел базовой сети (УБСПР), действующий согласно технологии A, принимает это уточнение зоны слежения/зоны маршрутизации, идентифицирует действующий согласно технологии B узел базовой сети (SGSN_old), исходя из временного идентификатора АА технологии В или ИЗМ технологии B с использованием таблицы отображения, хранящейся в базовой сети (шаг в1). Затем УБСПР передает (шаг г1) посреднический запрос уточнения зоны маршрутизации узлу базовой сети (SGSN_old), действующему согласно технологии B.
Узел базовой сети, действующий согласно технологии B, проверяет (шаг д1) идентификатор этой зоны слежения/зоны маршрутизации и, если он совместим с идентификаторами, которыми оперирует узел базовой сети, узел базовой сети передаст одну зону (или список зон) слежения/маршрутизации в технологии B, в пределах которой (которых) пользовательский терминал может перемещаться без генерации сигналов (шаг е1).
Затем этот набор данных передают (шаг ж1) пользовательскому терминалу в ответе на уточнение зоны слежения/зоны маршрутизации вместе с одним идентификатором зоны слежения/зоны маршрутизации или списком идентификаторов зон слежения/зон маршрутизации технологии A, в пределах которых пользовательский терминал может перемещаться без генерации сигналов. В узле межсетевого интерфейса также уточняют (шаги з1 и и1) адрес узла базовой сети, действующего согласно технологии A, если адрес отличается (то есть, если изменился узел базовой сети). В результате пользовательский терминал получает список зон слежения/зон маршрутизации обеих технологий, позволяющий пользовательскому терминалу перемещаться в пределах зоны слежения/зоны маршрутизации обеих технологий без генерации сигналов уточнения зоны слежения/зоны маршрутизации. При этом пользовательский терминал также имеет временные идентификаторы, совместимые с узлом базовой сети, который обслуживает пользовательский терминал в каждой технологии.
Два сценария уточнения зоны слежения в случае изменения базовой сети, действующей согласно технологии B
Проиллюстрированные на фиг.5 шаги а2-г2 и з2-л2 аналогичны шагам а1-г1 и шагам е1-и1, соответственно, описанным выше со ссылкой на фиг.4. Если идентификатор зоны слежения/зоны маршрутизации в SGSN_old указывает (шаг д2) на адрес узла альтернативной базовой сети (SGSN_new), действующего согласно технологии B, SGSN_old перешлет (шаг е2) этому узлу посредническую регистрацию. Затем этот узел повторит проверку идентификатора зоны маршрутизации/зоны слежения и посредством (шаг з2) узла первой базовой сети (SGSN_old), действующего согласно технологии B, сообщит (шаг ж2) узлу базовой сети (УБСПР), действующему согласно технологии A, одну зону (или список зон) слежения/маршрутизации технологии B, в пределах которой (которых) пользовательский терминал может перемещаться без генерации сигналов, а также временный идентификатор технологии B для использования пользовательским терминалом.
Проиллюстрированные на фиг.6 шаги а3-б3 и шаги з3-к3 аналогичны шагам а1-б1 и шагам ж1-и1, соответственно, описанным выше со ссылкой на фиг.3. В одном из альтернативных вариантов осуществления узел базовой сети (УБСПР), действующей согласно технологии A, передает (шаг г3) новому узлу базовой сети (шаг в3), действующему согласно технологии B, посредническое уточнение, содержащее ИЗМ технологии B. Затем новый узел базовой сети извлекает (шаг д3 и шаг е3) контекстный сигнал пользовательского терминала из старого узла базовой сети (SGSN_old), действующего согласно технологии B. Далее SGSN_new передает (шаг ж3) базовой сети (УБСПР) технологии A ответ на посредническое уточнение.
Уточнение зоны маршрутизации
В принципе на фиг.7 показан пользовательский терминал, осуществляющий уточнение зоны маршрутизации относительно сети радиосвязи с абонентами (СРСА) УСМС. Базовая сеть УСМС осуществляет посредническую регистрацию в базовой сети с ПР. При пересылке узлу обеспечения GPRS (SGSN) уточнения зоны маршрутизации контроллер радиосети (КРС) УСМС присоединяет зону слежения с ПР. Пользовательский терминал получает список зон слежения и зон маршрутизации, в пределах которых ему не требуется осуществлять какое-либо уточнение. Более точно, как показано на фиг.7, пользовательский терминал передает (шаг а4) КРС УСМС уточнение зоны маршрутизации, после чего КРС пересылает (шаг б4) его SGSN, а также включает идентификатор перекрывающей зоны слежения технологии с ПР с использованием данных отображения, хранящихся в КРС. SGSN, исходя из L-TMSI, определяет (шаг в4) УБСПР АА с использованием таблицы отображения, хранящейся в SGSN. Затем SGSN осуществляет (шаг г4) посредническое уточнение зоны слежения относительно УБСПР. УБСПР проверяет (шаг д4), относится ли к ней ИЗС. Если УБСПР, соответствующий ИЗС, отличается, УБСПР_old пересылает (шаг е4) УБСПР_new посредническое уточнение ЗС. В ответ УБСПР_new передает (шаг ж4) УБСПР_old посредническое уточнение зоны слежения. УБСПР_old передает (шаг з4) SGSN ответ на посредническое уточнение зоны слежения, содержащий идентификатор пользовательского терминала согласно технологии с ПР (L-TMSI) и список зон слежения, в пределах которых пользовательский терминал может перемещаться (осуществлять роуминг) без генерации сигналов уточнения зоны слежения. Наконец SGSN передает (шаг и4) пользовательскому терминалу согласие на уточнение зоны маршрутизации, содержащее информацию, полученную от УБСПР, и идентификатор УСМС пользовательского терминала (P-TMSI), а также список идентификаторов зон маршрутизации, в пределах которых пользовательский терминал может перемещаться без генерации сигналов уточнения зоны маршрутизации. Если SGSN меняется, SGSN также уточняет (шаг к4) канал со шлюзом, а на шаге (л4) также осуществляется уточнение местоположения относительно домашнего абонентского сервера/домашнего регистра местоположения.
В альтернативном, в других отношениях сходном варианте осуществления (не показанном) SGSN передает осуществляемое на шаге d4 посредническое уточнение зоны слежения непосредственно УБСПР_new, а не через УБСПР_old.
Передача данных и сигналов поискового вызова по нисходящему каналу
На фиг.8 показано, как пользовательскому терминалу, который в последний раз зарегистрирован в УСМС, при нахождении в состоянии незанятости передают сигналы поискового вызова как в системе УСМС, так и системе с ПР. Пользовательский терминал отвечает в системе с ПР. После приема ответа на сигнал поискового вызова устанавливают однонаправленные каналы (радиоканалы), и посредством системы с ПР передают данные пользовательскому терминалу. Как показано на фиг.8, после того как передаваемый по нисходящему каналу пакет достигает (шаг а5) шлюза (обозначенного на фиг.8 как GW), пакет пересылают последнему зарегистрированному узлу базовой сети (SGSN) (шаг б5). SGSN инициирует передачу сигнала поискового вызова в обеих технологиях (с ПР и УСМС) путем соединения с действующим согласно другой технологии узлом базовой сети (УБСПР) (шаг в5 и шаг г5), который был закреплен за пользовательским терминалом во время процедуры подключения или уточнения зоны слежения/зоны маршрутизации. SGSN передает (шаг д5) сети радиосвязи с абонентами УСМС, которая также известна как наземная сеть радиосвязи с абонентами УСМС (UTRAN, от английского - UMTS terrestrial radio access network), сообщение системы поискового вызова. Затем УБСПР также передает (шаг е5) узлу eNB сообщение системы поискового вызова. После этого как UTRAN (шаг ж5), так и узел eNB (шаг з5) осуществляют поисковый вызов пользовательского терминала посредством радиоинтерфейса. Пользовательский терминал отвечает (шаг и5) узлу eNB на сообщение системы поискового вызова с использованием технологии, согласно которой он в данный момент действует (т.е. технологии с ПР). Узел eNB пересылает (шаг к5) ответ на сигнал поискового вызова своему узлу базовой сети (УБСПР). После этого УБСПР пересылает (шаг л5) ответ на сигнал поискового вызова последнему зарегистрированному узлу базовой сети (SGSN), от которого УБСПР на шаге в5 принял поисковый вызов. Затем SGSN пересылает (шаг м5) УБСПР данные, которые SGSN принял на шаге б5. УБСПР выполняет (шаг н5) функции обеспечения безопасности. Осуществляют уточнение шлюза (шаг о5) с целью запроса передачи данных УБСПР. На шагах п5, р5 и с5 между УБСПР и пользовательским терминалом устанавливают однонаправленные каналы посредством технологии с ПР. Затем УБСПР пересылает (шаг т5) данные узлу eNB, а узел eNB передает (шаг у5) данные пользовательскому терминалу.
Общие положения
Настоящее изобретение может быть воплощено в других конкретных формах без отступления от его существенных характеристик. Описанные варианты осуществления следует во всех отношениях рассматривать лишь как иллюстративные, а не ограничивающие. В связи с этим объем изобретения ограничен не изложенным выше описанием, а прилагаемой формулой изобретения. В ее объем считаются входящими все изменения в пределах смысла и серии эквивалентов формулы изобретения.
Список сокращений
БС (CN): Базовая сеть
eNB: Усовершенствованный узел NodeB
GPRS: Пакетная радиосвязь общего назначения
GW: Шлюз
HSS/HLR: Домашний абонентский сервер/домашний регистр местоположения
УБСПР (LCN): Базовая сеть с ПР/узел базовой сети с ПР
ПР (LTE): Перспектива развития
L-TMSI: Временный номер подвижного абонента в технологии с ПР
P-TMSI: Временный номер подвижного абонента для пакетной передачи
ЗМ (RA): Зона маршрутизации
ИЗМ (RAId): Идентификатор зоны маршрутизации
СРСА (RAN): Сеть радиосвязи с абонентами
КРС: Контроллер радиосети
SGSN: Узел обеспечения пакетной радиосвязи общего назначения
ЗС (TA): Зона слежения
ИЗС (TAId): Идентификатор зоны слежения
AA (UE): Абонентская аппаратура
УСМС (UMTS): Универсальная система мобильной связи
UTRAN: Наземная сеть радиосвязи с абонентами УСМС