СИСТЕМА ДЛЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КАНАЛОВ ПРИ ОСВОБОЖДЕНИИ СОЕДИНЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЮЩЕГО РАДИОРЕСУРСЫ, В РЕЖИМЕ ДВОЙНОЙ ПЕРЕДАЧИ
CHANNEL ALLOCATION SYSTEM WITH CONNECTION RELEASE USING RADIO RESOURCES IN DOUBLE TRANSMISSION MODE

Ссылка на родственную заявку
Заявляется приоритет согласно предварительной заявке на патент США 60/641911, поданной 5 января 2005 г.
Область техники
Настоящее изобретение относится к беспроводной связи и, в частности, к пакетной коммутации и коммутации каналов для беспроводной связи с мобильным терминалом.
Предпосылки создания изобретения
Первые сети GSM (глобальной системы мобильной связи) были предназначены для голосовых служб. Когда началось использование GSM для передачи данных, стало очевидно, что транспортные службы с коммутацией каналов (CS) не очень хорошо подходят для некоторых видов применений с прерывистым характером трафика. Поэтому для услуг пакетной передачи была создана новая служба передачи данных с коммутацией пакетов - GPRS (General Packet Radio Service - "общий пакетный радиосервис"). GPRS является пакетной радиосетью, которая использует сеть GSM и оптимизирует пакетную передачу данных посредством уровней протокола GPRS в радиоинтерфейсе между мобильным устройством (например, мобильной станцией) и сетью GPRS.
Мобильное устройство (мобильная станция (MS)) GPRS может работать в одном из трех режимов: класс А, класс В и класс С, см., например, документ 3GPP TS 23.060, "Service description; Stage 2", который включен в данное описание путем ссылки. В режиме работы класса А мобильная станция присоединяется как к службе GPRS, так и к другим службам GSM. Мобильный абонент может делать и/или получать вызовы по этим двум службам одновременно, например может вести обычный разговор с помощью голосовой службы GSM и принимать в то же самое время пакеты данных GPRS. В режиме работы класса В мобильная станция присоединяется как к службе GPRS, так и к другим службам GSM, но может использовать в одно и то же время только один набор услуг. В режиме работы класса С мобильная станция может присоединяться либо только к сети GSM, либо только к сети GPRS. Выбор выполняется вручную, и одновременная работа невозможна.
Проблема с поведением мобильной станции появляется, когда она работает в режиме класса А (то есть в режиме двойной передачи). Согласно стандартам, когда мобильная станция освобождает соединение с коммутацией каналов (то есть соединение с использованием радиоресурсов (RR)), находясь в режиме двойной передачи (DTM), использование ресурсов пакетной передачи может быть прервано, см., например, документ 3GPP TS 44.018, "Radio Resource Control Protocol", который включен в данное описание путем ссылки. Эта проблема является отдельной от проблем, с которыми сталкиваются при переходе из режима пакетной передачи в режим двойной передачи и которые рассмотрены в заявке на патент США №10/802407, поданной 16 марта 2004 г. (включена в данное описание путем ссылки). Также эта проблема является отдельной от проблем, возникающих, когда мобильное устройство заставляют не использовать его возможности пакетной коммутации при переходе из двойного режима передачи в режим пакетной передачи, как рассмотрено в заявке на патент США №10/763936 (включена в данное описание путем ссылки).
Если сеть и мобильная станция поддерживают усовершенствованную процедуру освобождения соединения с коммутацией каналов в режиме DTM, то, как только было освобождено соединение с использованием радиоресурсов, мобильная станция может немедленно переходить в пакетный режим передачи. Это показано на фиг.1, см. также документ 3GPP TS 43.064 "Overall description of the GPRS radio interface; Stage 2" (включен в данное описание путем ссылки).
На основании текущего стандарта (3GPP TS 44.018, "Radio Resource Control Protocol", включен в данное описание путем ссылки), если мобильная станция находится в режиме пакетной передачи и требуется соединение с коммутацией каналов (называемое также соединением с использованием радиоресурсов или соединением RR), то тогда сначала все ресурсы пакетной передачи должны быть отменены, затем должно быть установлено соединение RR, и, наконец, могут быть запрошены ресурсы пакетной передачи. Этот процесс осуществляется, например, когда мобильная станция инициирует вызов. Эта система известного уровня техники представлена на фиг.1 (см. также упомянутый выше документ 3GPP TS 43.064 "Overall description of the GPRS radio interface; Stage 2"), где показаны рабочие режимы RR и переходы между классом А (поддерживающим режим DTM) и классом В. Освобождение временного потока блоков (TBF) переводит мобильную станцию из режима 106 пакетной передачи в состояние 104 бездействия/бездействия пакетной передачи, после чего мобильная станция должна установить выделенное соединение RR 108, чтобы затем получить доступ к режиму 102 двойной передачи, который включает как возможности пакетной передачи, так и возможности RR. Другими словами, после освобождения соединения 106 пакетной передачи мобильная станция находится в режиме 104 бездействия пакетной передачи и должна выполнить полный сбор системной информации, а также снова запросить ресурсы передачи с коммутацией пакетов, чтобы войти в двойной режим 102 через выделенный режим 108 с коммутацией каналов.
Фиг.2 иллюстрирует, как система известного уровня техники работает с усовершенствованной процедурой освобождения соединения с коммутацией каналов в режиме DTM. Четыре вертикальных линии представляют части или ступени сети. Линия 202 представляет мобильное устройство (мобильная станция MS), линия 204 - систему базовой станции (BSS), линия 206 - обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN) и линия 208 - центр коммутации мобильной связи (MSC). На фиг.2 показано, что первоначально сеанс 212 связи с коммутацией каналов (CS) и сеанс 210 связи с коммутацией пакетов (PS) протекают в соответствии с двойным режимом. Затем мобильная станция или сеть может инициировать разъединение 213 соединения с коммутацией каналов, что заставляет освободить соединение с коммутацией каналов на уровне управления вызовами, и затем канал освобождается. На фиг.2 соединение с коммутацией каналов (CS, то же самое, что RR) освобождается и мобильная станция переходит в режим 216 пакетной передачи. Мобильная станция может поддерживать свои ресурсы пакетной передачи только во временных интервалах ("таймслотах"), используемых для пакетной передачи. Поэтому мобильная станция освобождает один временной интервал, выделенный только для соединения RR, или один временной интервал, используемый совместно соединением RR и пакетной передачей. Во время работы в режиме пакетной передачи сеть, вероятно, реконфигурирует и увеличит число распределенных временных интервалов для мобильной станции с помощью текущих процедур, определенных в упомянутом выше документе 3GPP TS 44.060, "Radio Link Control/Medium Access Control (RLC/MAC) protocol".
К сожалению, существующий стандарт не задает распределение временных интервалов (то есть не определено их число и местоположение в структуре кадра TDMA (множественный доступ с временным разделением каналов)), которые должны использоваться в режиме пакетной передачи после освобождения соединения RR. Текущим рабочим предположением является то, что мобильное устройство может использовать ресурс пакетной передачи, который используется в режиме двойной передачи, за исключением (например, за исключением числа и местоположения) возможного временного интервала, используемого совместно с трафиком соединения RR. Однако в настоящее время нет никакого способа для гибкого распределения ресурсов пакетной передачи, когда соединение RR освобождается во время режима двойной передачи.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение описывает, как радиоресурсы, используемые для соединения RR, могут быть преобразованы в ресурсы пакетной передачи без какой-либо дополнительной сигнализации в радиоинтерфейсе и как сеть может указывать выделенные радиоресурсы, которые мобильная станция должна использовать в пакетном режиме передачи после освобождения соединения RR во время режима двойной передачи. Данное изобретение вносит в известный уровень техники усовершенствование, благодаря которому ресурсы пакетной передачи могут распределяться гибким способом, когда соединение RR освобождается во время режима двойной передачи.
Благодаря настоящему изобретению можно избежать ненужной дополнительной сигнализации, такой как передача сообщения PACKET TIMESLOT RECONFIGURE (РЕКОНФИГУРИРОВАНИЕ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ) в режиме пакетной передачи, так как распределение каналов передается уже во время режима двойной передачи. Кроме того, сеть может распределять больше радиоресурсов, которые мобильное устройство может использовать сразу после освобождения соединения RR.
Мобильное устройство, система, способ и программное обеспечение, предложенные в настоящем изобретении, предназначены для использования в беспроводной системе связи во время переходов мобильного устройства из двойного режима, в котором параллельно используются соединение с коммутацией пакетов и соединение с коммутацией каналов, в одиночный режим, в котором передаются пакетные данные. Когда освобождается соединение с коммутацией каналов, ресурсы для пакетной передачи выделяются путем преобразования временных интервалов, используемых для трафика соединения с коммутацией каналов, во временные интервалы, используемые для трафика пакетных данных. Кроме того, в существующем сообщении во время фазы освобождения соединения с коммутацией каналов, но до ее завершения, предусматривается оповещение для мобильного устройства, чтобы сообщить ему о преобразовании, которое произойдет после освобождения соединения с коммутацией каналов.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показаны режимы работы RR и переходы для классов А (с поддержкой режима DTM) и В согласно известному уровню техники.
На фиг.2 показана усовершенствованная процедура освобождения соединения с коммутацией каналов во время режима двойной передачи (DTM) согласно известному уровню техники.
На фиг.3 изображено преобразование распределения мультислотового режима класса 5.
На фиг.4 показано преобразование возможного распределения единственного временного интервала.
Фиг.5 иллюстрирует преобразование распределения временных интервалов для мультислотового режима класса 11.
На фиг.6 показана блок-схема алгоритма, иллюстрирующая вариант осуществления способа согласно настоящему изобретению.
Фиг.7 иллюстрирует систему согласно одной из форм осуществления настоящего изобретения.
На фиг.8 показана блок-схема мобильной станции согласно одной из форм осуществления настоящего изобретения.
Подробное описание изобретения
Здесь будут описаны две основные формы осуществления изобретения: решение с преобразованием и решение с реконфигурацией. Однако должно быть понятно, что эти формы осуществления изобретения являются лишь примерами того, как может быть осуществлено настоящее изобретение, и не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения.
Что касается решения с преобразованием, то первый вариант включает минимальное изменение современного рабочего предположения и будет сохранять в пакетном режиме передачи те же самые радиоресурсы в одном или нескольких каналах передачи пакетных данных (PDCH), которые были назначены в режиме двойной передачи. Кроме того, сеть может выполнять преобразование радиоресурсов, выделенных для соединения RR, в ресурсы пакетной передачи. В режиме двойной передачи радиоресурс, выделенный для соединения RR, может быть полным (полноскоростным) временным интервалом или половинным (полускоростным) временным интервалом, используемым совместно с пакетной передачей. В обоих случаях предлагается, чтобы сеть могла выполнять преобразование временного интервала, используемого для трафика соединения RR (например, каналов трафика TCH/F (канала с полной скоростью) или ТСН/Н (канала с половинной скоростью)), во временной интервал для трафика пакетных данных (например, канала трафика пакетной передачи данных (PDTH)).
На фиг.3 представлено преобразование распределения для мультислотового режима класса 5, при котором канал TCH/F преобразуется в канал трафика пакетной передачи данных с полной скоростью (PDTCH/F). Две верхние структуры 310 и 320 кадров TDMA представляют распределение временных интервалов во время режима двойной передачи, а две нижние структуры 330 и 340 кадров TDMA представляют распределение временных интервалов в пакетном режиме передачи после освобождения соединения RR.
Фиг.4 иллюстрирует, как может быть преобразовано распределение единственного временного интервала. Здесь также две верхние структуры 410 и 420 кадров TDMA представляют первоначальное распределение временных интервалов, а две нижние структуры 430 и 440 кадров TDMA представляют соответствующее последующее распределение временных интервалов. Комбинированный временной интервал преобразуется в отдельный временной интервал канала PDTCH/F, используемый мобильным устройством в режиме пакетной передачи.
Фиг.5 изображает последний пример возможных случаев преобразования. Здесь также две верхние структуры 510 и 520 кадров TDMA представляют первоначальное распределение временных интервалов, а две нижние структуры 530 и 540 кадров TDMA представляют соответствующее последующее распределение временных интервалов. В этом случае комбинированный временной интервал нисходящей линии преобразуется в отдельный временной интервал полноскоростного канала передачи пакетов PDTCH/F, а отдельный временной интервал восходящей линии с назначенным ему каналом ТСН/Н - в отдельный временной интервал канала PDTCH/F. Сеть должна послать оповещение, чтобы сообщить мобильной станции о том, что после освобождения соединения RR произойдет преобразование. Эта индикация необходима потому, что сеть может не иметь достаточно ресурсов, которые необходимо выделить для мобильной станции (то есть свободный временной интервал будет использован для других целей). Согласно настоящей форме осуществления изобретения эта индикация добавляется в сообщение PACKET CS RELEASE INDICATION (ПАКЕТНАЯ ИНДИКАЦИЯ ОСВОБОЖДЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ С КОММУТАЦИЕЙ КАНАЛОВ), CHANNEL RELEASE (ОСВОБОЖДЕНИЕ КАНАЛА) или в другое сообщение.
Что касается решения с реконфигурацией, упомянутого выше, то полное решение состоит в том, чтобы предоставить сети полное управление для назначения радиоресурсов одному или нескольким каналам PDCH на одной и той же или на разных несущих. Согласно настоящей форме осуществления изобретения, на фазе освобождения соединения RR сеть указывает мобильной станции реконфигурируемые ресурсы пакетной передачи нисходящей и восходящей линий. Сеть может использовать для реконфигурации сообщение PACKET CS RELEASE INDICATION или другое сообщение. Последний вариант, включающий другое сообщение, может повлечь за собой использование сообщения PACKET TIMESLOT RECONFIGURE (РЕКОНФИГУРИРОВАНИЕ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА ПАКЕТНОЙ ПЕРЕДАЧИ), как определено в документе 3GPP TS 44.060, "Radio Link Control/Medium Access Control (RLC/MAC) protocol". В этом случае усовершенствованный параметр индикации освобождения соединения с коммутацией каналов в режиме DTM также добавляется в сообщение PACKET TIMESLOT RECONFIGURE. В любом случае первый вариант (то есть использование сообщения PACKET CS RELEASE INDICATION) часто может быть более предпочтительным, так как он уже адаптирован к усовершенствованной процедуре освобождения соединения с коммутацией каналов в режиме DTM. Ниже приводится пример содержания сообщения для этого варианта.
〈Packet CS Release message content〉::=
〈PAGE_MODE: bit(2)〉
〈GLOBAL TFI: 〈Global TFI IE»
〈ENHANCED_DTM_CS_RELEASE_INDICATION: bit〉
{0|1〈Packet Uplink Assignment: 〈Uplink Assignment IE〉〉}
{0|1〈Packet Downlink Assignment:<Downlink Assignment IE»}
〈padding bits〉
Указание распределений для восходящей и нисходящей линий в сообщении PACKET CS RELEASE INDICATION обеспечивает наиболее эффективное кодирование информации. Это заключение основано на том факте, что сообщение PACKET TIMESLOT RECONFIGURE уже определено в R97 (стандарт версии 1997 г.) и поэтому включает информацию, которая неуместна в этом конкретном случае. Такая не относящаяся к делу информация может приводить к сегментации сообщения и, следовательно, к более длительному времени передачи и задержке освобождения соединения RR.
Обратимся теперь к фиг.6, где показан способ 600 распределения ресурсов пакетной передачи, когда освобождается соединение с коммутацией каналов. Первоначально мобильная станция функционирует (610) в режиме двойной передачи (DTM), в котором соединение с коммутацией пакетов и соединение с коммутацией каналов используются совместно. Затем мобильной станцией или со стороны сети инициируется (620) освобождение соединения с коммутацией каналов. Во время фазы освобождения (то есть прежде, чем освобождение завершится) мобильное устройство предупреждают (630) о приближающемся преобразовании временных интервалов соединения с коммутацией каналов во временные интервалы для пакетной передачи данных. Затем временные интервалы преобразуют (640) из временных интервалов соединения с коммутацией каналов во временные интервалы для трафика пакетных данных.
Фиг.7 является блок-схемой, показывающей пример системы 700 для осуществления описанного выше способа. Конечно, система содержит мобильное устройство 710, которое поддерживает связь с сетью 720, первоначально используя режим двойной передачи. В этой сети блок 730 сигнализации служит для передачи сигнала, инициирующего освобождение соединения с коммутацией каналов, между мобильным устройством и сетью (альтернативно, освобождение может инициироваться мобильным устройством). В ответ на сигнал инициирования освобождения соединения с коммутацией каналов оповещающий элемент 740 передает оповещение о преобразовании мобильному устройству, и затем преобразующий элемент 750 преобразует временные интервалы коммутируемых каналов во временные интервалы передачи пакетных данных. Оповещающий элемент 740 и преобразующий элемент 750 могут быть реализованы в элементе 760 сети, в то время как блок 730 сигнализации альтернативно может быть расположен в мобильной станции 710.
Обратимся теперь к фиг.8, где показано мобильное устройство 800 согласно одной из форм осуществления настоящего изобретения. Как было упомянуто, блок 810 сигнализации может инициировать освобождение ресурсов коммутируемых каналов с мобильной стороны вместо стороны сети. В ответ мобильное устройство получит сигнал оповещения, сообщающий мобильному устройству о приближающемся преобразовании временных интервалов от соединения с коммутацией каналов к передаче данных с коммутацией пакетов. Эта предупредительная информация может позволить центральному процессорному элементу 820 быть готовым к приему преобразованных временных интервалов, как только закончится режим двойной передачи.
Должно быть понятно, что все представленные чертежи и сопутствующее описание лучших форм осуществления изобретения не подразумевают полностью строгое описание рассматриваемого способа, мобильного устройства, системы, элемента сети и программного обеспечения. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что операции и сигналы в настоящей заявке представляют общие причинно-следственные связи, которые не исключают промежуточных взаимодействий различных видов. Кроме того, должно быть понятно, что различные операции и структуры, описанные в данной заявке, могут быть осуществлены посредством множества различных комбинаций аппаратных и программных средств, в различных конфигурациях и последовательностях, которые не требуют дополнительного более подробного описания.