СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СВЯЗЬЮ
MOBILE COMMUNICATION SYSTEM AND COMMUNICATION CONTROL METHOD

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Существующее изобретение относится к системе мобильной связи, в которой терминал может быть одновременно подключен к множеству служебных сетей.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Фиг.1 - блок-схема, показывающая конфигурацию системы мобильной связи, в которой терминал может быть одновременно подключен к множеству служебных сетей. Что касается Фиг.1, у системы мобильной связи есть GGSN (шлюзовой узел поддержки GPRS) 95, SGSN (управляющий узел поддержки GPRS) 94, RNC(контроллер радиосети) 93 и базовая станция 92. GGSN 95 и SGSN 94 принадлежат базовой сети, а RNC 93 и базовая станция 92 принадлежат сети беспроводного доступа.
GGSN 95 является шлюзовым устройством, подключенным к двум служебным сетям 96 и 97, и между системой мобильной связи и служебными сетями 96 и 97. Служебные сети 96 и 97 являются сетями, которые оказывают пакетный сервис.
SGSN 94 является устройством узла для оказания услуги GPRS, соединяется с RNC 92, подключенным к терминалу 91, и также устанавливает туннели 98 и 99 между SGSN 94 и GGSN 95, чтобы позволить терминалу 91 соединяться с служебными сетями 96 и 97.
RNC 93 является контроллером для того, чтобы управлять базовой станцией 92 и, как правило, управляет множеством базовых станций 92. RNC 93 направляет вызов, выполняя обработку вызовов между собой и базовой сетью и терминалом 91.
Базовая станция 92 по беспроводной связи соединяется с терминалом 91 и ретранслирует связь от терминала 91.
В структуре Фиг.1 терминал 91 получает службы подключения от служебных сетей 96 и 97. В это время, с целью подключения терминала 91, GTP (протокол туннелирования GPRS) туннели 98 и 99 установлены для того, чтобы подключиться к служебным сетям 96 и 97, соответственно, между SGSN 94 и GGSN 95.
1
2
2
2
Фиг.2 - диаграмма для того, чтобы описать операцию системы мобильной связи, когда терминал 91, показанный на Фиг.1 переместился, и таким образом изменение произошло с SGSN 94. Хотя на Фиг.2 базовая станция опущена ради ясности, подразумевается, что терминал 91 подключен к RNC 93 через базовую станцию 92 (не показана), как показано на Фиг.1. Что касается Фиг.2, терминал 91 переместился от источника RNC 93 к адресату RNC 93. В это время, сигнал 112, указывающий перемещение терминала 91, был передан от перемещенного терминала 91 или адресата RNC 93к новому SGSN 94.
2
Впоследствии, новый SGSN 94 посылает в GGSN 95 сигнал 113 запроса переключения для того, чтобы переключить туннель 98 GTP для служебной сети 96 и сигнал 114 запроса переключения для того, чтобы переключить туннель 99 GTP для служебной сети 97.
1
2
Приняв два сигнала 113 и 114 запроса переключения, GGSN 95 переключает соответствующие GTP-туннели 98 и 99 от старого SGSN 94 к новому SGSN 94.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
2
2
Как описано с применением Фиг.2, когда терминал 91, который подключен к двум служебным сетям 96 и 97, переместился, новый SGSN 94, содержащий адресата RNC 93, посылает два сигнала запроса переключения в тот же самый GGSN 95 для одного перемещения одного терминала 91. Чтобы сделать запрос к тому же самому GGSN 95 для того, чтобы переключить туннели для того же самого терминала 91, является весьма расточительным посылать множество сигналов переключения для каждого туннеля.
Кроме того, когда каждый сигнал запроса послан для каждого туннеля, между туннелями произойдет конфликт статуса, если один из сигналов запроса будет потерян. В этом случае конструкция системы, в которой требуется принятие во внимание такого конфликта статуса, делает функции устройства более сложными.
Объект данного изобретения должен обеспечить систему мобильной связи, допускающую выполнение переключения туннелей, связанного с перемещением терминала, эффективно и легко.
Чтобы добиться объекта, описанного выше, система мобильной связи согласно одному аспекту данного изобретения является системой мобильной связи для подключения терминала к служебным сетям, содержащей:
сетевое устройство беспроводного доступа для подключения к терминалу;
шлюзовое устройство для установления множества туннелей, подключающих терминал к служебным сетям и для переключения множества туннелей согласно запросу; и
устройство управления подвижностью для посылки шлюзовому устройству запроса для коллективного переключения множества туннелей.
Способ управления связью согласно одному аспекту данного изобретения - способ управления связью для подключения терминала к служебным сетям, содержащий:
установление множества туннелей, подключающих терминал к служебным сетям;
посылка запроса для коллективного переключения множества туннелей; и
коллективное переключение множества туннелей согласно запросу.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 - блок-схема, показывающая конфигурацию системы мобильной связи, в которой терминал может быть подключен к множеству служебных сетей одновременно;
Фиг.2 - диаграмма для описания работы системы мобильной связи, когда терминал 1, показанный на Фиг.1, переместился, и в связи с этим изменение затронуло SGSN;
Фиг.3 - блок-схема, показывающая конфигурацию системы мобильной связи согласно первому образцовому воплощению;
Фиг.4 - диаграмма описания работы системы мобильной связи, когда терминал 1 переместился согласно первому примеру осуществления;
2
Фиг.5 - блок-схема, показывающая операции нового SGSN 4 для обработки запроса переключения туннеля;
Фиг.6 - диаграмма для описания работы системы мобильной связи, когда терминал 1 переместился согласно второму примеру осуществления;
Фиг.7 - диаграмма для описания конфигурации системы мобильной связи согласно третьему примеру осуществления и ее работы, когда терминал переместился;
Фиг.8 - диаграмма для описания конфигурации системы мобильной связи согласно четвертому примеру осуществления и ее работы, когда терминал переместился; и
Фиг.9 - диаграмма для описания конфигурации системы мобильной связи согласно пятому примеру осуществления и ее работы, когда терминал переместился.
ЛУЧШИЙ РЕЖИМ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Пример осуществления будет описан подробно со ссылкой на чертежи.
Первый пример осуществления
Фиг.3 - блок-схема, показывающая конфигурацию системы мобильной связи согласно первому примеру осуществления. На этом чертеже показана система мобильной связи, в которой терминал может быть подключен к множеству служебных сетей одновременно.
Что касается Фиг.3, у системы мобильной связи есть GGSN 5 (шлюзовой узел поддержки GPRS), SGSN 4 (обслуживающий узел поддержки GPRS), RNC 3 (контроллер радиосети) и базовая станция 2. GGSN 5 и SGSN 4 принадлежат базовой сети, и RNC 3 и базовая станция 2 принадлежат сети беспроводного доступа.
GGSN 5 является шлюзовым устройством, подключенным к двум служебным сетям 6 и 7, и служащим для подключения системы мобильной связи к служебным сетям 6 и 7. Служебные сети 6 и 7 являются сетями, которые оказывают пакетный сервис.
SGSN 4 является устройством узла для обеспечения GPRS сервиса, подключается к RNC 2, который подключен к терминалу 1, и также устанавливает туннели 8 и 9 между SGSN 4 и GGSN 5, чтобы позволить терминалу 1 подключаться к служебным сетям 6 и 7.
RNC 3 является контроллером для управления базовой станцией 2 и как правило управляет множеством базовых станций 2. RNC 3 направляет запрос, выполняя обработку запроса между собой и базовой сетью и терминалом 1.
Базовая станция 2 беспроводным образом подключается к терминалу 1 и ретранслирует связь от терминала 1.
Что касается Фиг.3, терминал 1 принимает службы подключения от служебных сетей 6 и 7. В это время, для подключения терминала 1, GTP (протокол туннелирования GPRS) туннели 8 и 9 установлены для осуществления подключений к служебным сетям 6 и 7, соответственно, между SGSN 4 и GGSN 5.
1
2
1
2
Фиг.4 - диаграмма для описания работы системы мобильной связи, когда терминал 1 переместился согласно первому примеру осуществления. Хотя, на Фиг.4, как на Фиг.2, базовая станция опущена ради ясности, предполагается, что терминал 1 подключен к RNC 3 через базовую станцию 2 (не показана), как показано на Фиг.3. Что касается Фиг.4, терминал 1 переместился от исходного RNC 3 к адресату RNC 3. Соответственно, выполнено изменение подключения от старого SGSN 4 к новому SGSN 4.
2
2
2
2
В это время сигналы, связанные с перемещением, передаются/принимаются между новым SGSN 4, адресатом RNC 3 и терминалом 1. После получения предопределенного сигнала 10, новый SGSN 4 начинает обрабатывать запрос переключения туннеля. Предопределенный сигнал 10 для начала обработки запроса на переключение туннеля включает в себя сигнал обновления маршрута от терминала 1 или сигнал завершения перемещения от адресата RNC 3.
2
1
2
1
1
1
2
Новый SGSN 4также получает туннельную информацию о туннелях, установленных для терминала 1 как PDP (протокол пакетных данных) контекст от старого SGSN 4. Например, новый SGSN 4 может послать контекстный сигнал запроса PDP старому SGSN 4, и затем старый SGSN 4 может послать PDP контекст как ответ. Альтернативно, старый SGSN 4 может зарегистрировать новый SGSN 4 из туннельной информации автономно посредством передачи сигнала запроса перемещения.
2
2
1
2
2
Фиг.5 - блок-схема, показывающая работу нового SGSN 4 для обработки запроса переключения туннеля. Новый SGSN 4 получает число туннелей, которые будут переключены, из туннельной информации, полученной от старого SGSN 4, и определяет, равно ли число туннелей двум или более (шаг 101). Если число туннелей больше или равно двум, то новый SGSN 4 определяет, имеются ли два или более туннелей GTP между новым SGSN 4 и тем же самым GGSN 5 (шаг 102).
2
2
1
2
Как результат определения шага 102, если есть два или более туннелей GTP между новым SGSN 4 и тем же самым GGSN 5, новый SGSN 4посылает в GGSN 5 сигнал 11 запроса переключения, включая запрос переключения множества туннелей GTP от старого SGSN 4 к новому SGSN 4 (шаг 103).
Сигнал запроса переключения, который включает в себя пару TEID (идентификаторы конечной точки туннеля) для множества туннелей GTP, которые будут переключены, посылается на одном сигнале контекстного запроса обновления PDP.
2
2
Если число туннелей GTP, которые будут переключены, равно одному или меньше в результате определения шага 101 или если нет двух или более туннелей GTP между новым SGSN 4 и тем же самым GGSN 5 в результате определения шага 102, новый SGSN 4 посылает каждый сигнал запроса переключения для переключения каждого туннеля GTP на GGSN 5 соответственно каждому туннелю GTP (шаг 104).
2
1
2
Таким образом, получив сигнал запроса переключения, посланный от нового SGSN 4, GGSN 5 анализирует сигнал запроса переключения и затем переключает туннели GTP, обозначенные TEID, от старого SGSN 4 к новому SGSN 4.
2
2
Согласно примеру осуществления, как описано выше, когда SGSN 4 нужно переключиться из-за перемещения терминала 1, новый SGSN 4 делает запрос к GGSN 5 для коллективного переключения множества туннелей GTP между тем же самым GGSN 5 и SGSN 4 для того же самого терминала 1 посредством одного сигнала запроса переключения. Поэтому, количество связей между новым SGSN 4 и GGSN 5 уменьшается, таким образом, позволяя переключение туннелей GTP с увеличенной пропускной способностью линии. Время, требуемое на переключение туннелей GTP, также уменьшается, потому что переключение множества туннелей GTP может потребовать один сигнал запроса переключения. Кроме того, функции GGSN 5 и SGSN 4 упрощены, потому что состояние туннеля GTP, переключающего запросы от SGSN 4 к GGSN 5, всегда является тем же самым между туннелями, приводящими к простым операциям переключения.
Второй пример осуществления
Система мобильной связи второго примера осуществления может взять расширенную конфигурацию Прямого Туннеля, которая устанавливает туннели GTP непосредственно между RNC и GGSN. Конфигурация системы мобильной связи примера осуществления - та же самая, что и в первом примере осуществления, который показан на Фиг.3. Однако, туннели GTP 8 и 9 установлены между RNC 3 и GGSN 5. Работа системы мобильной связи примера осуществления - та же самая, что в первом примере осуществления за исключением операции установления расширенной конфигурации Прямого Туннеля.
1
2
1
2
Фиг.6 - диаграмма для описания работы системы мобильной связи, когда терминал 1 переместился согласно второму примеру осуществления. Хотя на Фиг.6 базовая станция опущена ради ясности, предполагается, что терминал 1 подключен к RNC 3 через базовую станцию 2 (не показана) как на Фиг.4. Что касается Фиг.6, терминал 1 подключен к множеству служебных сетей 6 и 7, используя один GGSN 5. В этом состоянии терминал 1 перемещается от исходного RNC 3 к адресату RNC 3. Соответственно, это становится необходимым, чтобы переключить туннели GTP 8 и 9, установленные между исходными RNC 3 и GGSN 5 к местоположению между адресатами RNC 3 и GGSN 5.
2
2
В это время сигналы, связанные с перемещением, передаются/принимаются между SGSN 4, адресатом RNC 3 и терминалом 1. После приема уведомления 21 завершения перемещения терминала 1 от адресата RNC 3, SGSN 4 начинает обрабатывать запрос на переключение туннеля.
Обработка запроса на переключение туннеля является таким же, как в первом примере осуществления, который показан на Фиг.5. Однако, SGSN 4 может использовать туннельную информацию, хранимую SGSN 4 непосредственно для определения шага 101. С обработкой запроса на переключение туннеля согласно второму примеру осуществления, если есть множество туннелей GTP, которые должны быть направлены к тому же самому GGSN 5, SGSN 4 сделает запрос на переключение множества туннелей GTP посредством одного сигнала 22 запроса переключения.
Так как SGSN 4 как правило содержит множество RNC 3, используя расширенную конфигурацию Прямого Туннеля, которая устанавливает туннели GTP между RNC 3 и GGSN 5, приводит к увеличению числа подключенных туннелей GTP по сравнению с установленными туннелями GTP между SGSN 4 и GGSN 5. Поэтому, пример осуществления может получить больше преимуществ из-за расширенной конфигурации Прямого Туннеля.
Третий пример осуществления
В третьем примере осуществления SAE (развитие системной архитектуры) будет иллюстрироваться система, которая расширяет систему GPRS.
1
2
Фиг.7 - диаграмма для описания конфигурации системы мобильной связи согласно третьему примеру осуществления и ее работы, когда терминал переместился. Хотя в Фиг.7 базовая станция опущена ради ясности, предполагается, что терминал 1 подключен к RNC 3 через базовую станцию 2 (не показана), как в Фиг.4. Что касается Фиг.7, старый SGSN 4 и новый SGSN 4 подключены к управляющему SAE GW 31.
1
2
1
2
У системы мобильной связи третьего примера осуществления есть управляющий SAE GW 31 и PDN SAE GW 32 и GW 32, вместо GGSN 5 согласно первому примеру осуществления, который показан на Фиг.3. RNC 3 и базовая станция 2 (не показана) включены в UTRAN (универсальная сеть наземного радиодоступа); и SGSN 4, управляющий SAE GW 31 и PND SAE GW 32 и GW 32 включены в базовую сеть. В системе SAE доступ из UTRAN подключен к управляющему SAE GW 31 от SGSN 4 через туннели GTP.
1
1
1
1
Управляющий SAE GW 31 и PDN SAE GW 32 могут быть целиком сконфигурированы, и управляющий SAE GW 31 подключен к служебной сети 6 через PDN SAE GW 32. В примере на чертеже с тех пор, как управляющий SAE GW 31 и PDN SAE GW 32целиком конфигурированы, нет никакого туннеля GTP, установленного между управляющим SAE GW 31 и PDN SAE GW 32.
2
2
Управляющий SAE GW 31 также подключен к служебной сети 7 через PDN SAE GW 32. Туннель 35 GTP установлен между управляющим SAE GW 31 и PDN SAE GW 32.
Управляющий SAE GW (шлюз) 31 является устройством для прерывания туннелей GTP 33 и 34 между управляющим SAE GW 31 и SGSN 4.
1
2
PDN (пакетная сеть домена) SAE GW 32 и GW 32 являются шлюзовыми устройствами для подключения к служебным сетям 6 и 7.
1
2
1
2
Что касается Фиг.7, терминал 1 движется от источника RNC 3 к адресату RNC 3. Соответственно, произошло изменение подключения от старого SGSN 4 к новому SGSN 4.
2
2
2
2
В это время сигналы, связанные с движением, передаются/принимаются между новым SGSN 4, адресатом RNC 3 и терминалом 1. После получения уведомления 36 завершения движения терминала 1 от адресата RNC 3, новый SGSN 4 начинает обработку запроса на переключение туннеля.
2
2
Обработка запроса на переключение туннеля является такой же, как в первом примере осуществления, который показан на Фиг.5. В системе SAE, когда один терминал 1 соединяется с множеством служебных сетей 6 и 7, туннели объединены в одном управляющем SAE GW 31. После консолидации туннель 35 будет установлен между управляющим SAE GW 31 и PDN SAE GW 32. Если есть множество туннелей в управляющем SAE GW 31, новый SGSN 4 посылает в управляющий SAE GW 31 один сигнал 37 запроса на переключение для того, чтобы сделать запрос на переключение множества туннелей.
В системе SAE, когда один терминал 1 соединяется с множеством служебных сетей 6 и 7, туннели объединены в одном управляющем SAE GW 31. Поэтому, в третьем примере осуществления, более вероятно, что множество запросов на переключение туннеля может быть объединено в один сигнал запроса на переключение, как в первом примере осуществления, чтобы могло быть получено больше преимуществ.
Четвертый пример осуществления
В четвертом примере осуществления будет проиллюстрирована система SAE, показанная в третьем примере осуществления, к которому будет применена расширенная конфигурация Прямого Туннеля, показанная во втором примере осуществления.
Фиг.8 - диаграмма для описания конфигурации системы мобильной связи согласно четвертому примеру осуществления и его работы, когда терминал движется. Хотя в Фиг.8 базовая станция опущена ради ясности, предполагается, что терминал 1 подключен к RNC 3 через базовую станцию 2 (не показана) как в Фиг.4. Что касается Фиг.8, туннели 33 и 34 установлены между RNC 3 и управляющим SAE GW 31. Работа системы мобильной связи примера осуществления та же, что и в третьем примере осуществления, за исключением операции установления расширенной конфигурации Прямого Туннеля.
1
Что касается Фиг.8, терминал 1 движется от источника RNC 3 к адресату RNC 32. В это время сигналы, связанные с движением, передаются/принимаются между SGSN 4, адресатом RNC 32 и терминалом 1. После получения уведомления 41 завершения движения терминала 1 от адресата RNC 32, SGSN 4 начинает обработку запроса на переключение туннеля.
2
Обработка запроса на переключение туннеля та же самая, как и в первом образцовом воплощении, показанном на Фиг.5. В системе SAE, когда один терминал 1 соединяется с множеством служебных сетей 6 и 7, туннели объединены в один управляющий SAE GW 31. После консолидации туннель 35 будет установлен между управляющим SAE GW 31 и PDN SAE GW 32.
В примере осуществления, когда применена расширенная конфигурация Прямого Туннеля, SGSN 4 может использовать туннельную информацию, хранимую SGSN 4 непосредственно.
Если в управляющем SAE GW 31 имеется множество туннелей, SGSN 4 посылает в управляющий SAE GW 31 один сигнал 42 запроса на переключение для создания запроса на переключение множества туннелей.
Также в примере осуществления, как в третьем примере осуществления, более вероятно, что множество запросов на переключение туннелей может быть объединено в один сигнал запроса на переключение, как в первом образцовом воплощении так, чтобы могло быть получено больше преимуществ. Кроме того, в примере осуществления может быть получено тоже самое преимущество, что и во втором примере осуществления.
Пятый пример осуществления
В пятом примере осуществления иллюстрируется система SAE, в которой целиком сконфигурированы RNC и базовая станция (eNB, усовершенствованный узел B), а MME (мобильный объект управления) представлен вместо SGSN. eNB включен в EUTRAN (усовершенствованный UTRAN).
Фиг.9 - диаграмма для описания конфигурации системы мобильной связи согласно пятому примеру осуществления и ее работы, когда терминал переместился. Что касается Фиг.9, конфигурация системы мобильной связи пятого примера осуществления отличается от системы, показанной на Фиг.8 тем, что базовая станция 2 и RNC 3, показанные на Фиг.3, целиком сконфигурированы как eNB 51, и имеется MME 52 вместо SGSN 4, показанного на Фиг.8. Так как у MME 52 нет функции обработки плоскости пользователя, туннели установлены между eNB 51 и управляющим SAE GW 31 непосредственно, как с расширенной конфигурацией Прямого Туннеля, показанной на Фиг.8.
1
2
2
2
Что касается Фиг.9, терминал 1 переместился из источника eNB 51 к адресату eNB 51. В это время сигналы, связанные с движением, передаются/принимаются между MME 52, адресатом eNB 51 и терминалом 1. После получения уведомления 53 завершения движения терминала 1 от адресата eNB 51, MME 52 начинает обработку запроса на переключение туннеля.
2
Обработка запроса на переключение туннеля является такой же, как в первом примере осуществления, который показан на Фиг.5. В системе SAE, когда один терминал 1 соединяется с множеством служебных сетей 6 и 7, туннели объединены в один управляющий SAE GW 31. После консолидации туннель 35 будет установлен между управляющим SAE GW 31 и PDN SAE GW 32.
Так как система SAE примера осуществления имеет конфигурацию, в которой туннели установлены между eNB 51 и служащим SAE GW 31, MME 52 может использовать туннельную информацию, хранимую MME 52 непосредственно.
Если есть множество туннелей в управляющем SAE GW 31, MME 52 посылает в управляющий SAE GW 31 один сигнал 54 запроса на переключение для того, чтобы сделать запрос на переключение множества туннелей.
В примере осуществления может быть получено то же самое преимущество, что и в пятом примере осуществления.
Хотя выше настоящее изобретение было описано в отношении примеров осуществления, настоящее изобретение примерами осуществления не ограничено. Также возможно объединить или включить описания каждого примера осуществления. Различные модификации, которые могут оценить специалисты, могут быть сделаны в рамках изобретения в отношении конфигурации или подробностей настоящего изобретения, определенных в формуле изобретения.
Эта заявка притязает на приоритет, основанный на японской заявке на изобретение №2007-061935, зарегистрированной 12 марта 2007 года, раскрытие которой включено прямым образом путем ссылки в ее полноте.