СПОСОБЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ СОБЛЮДЕНИЯ ПОРЯДКА ДОСТАВКИ В ТЕЧЕНИЕ ПЕРЕДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ТАЙМЕРА В МОБИЛЬНОЙ СВЯЗИ
METHODS AND SYSTEMS TO OBSERVE DELIVERY PROCEDURE DURING SERVICE TRANSFER WITH APPLICATION OF TIMER IN MOBILE COMMUNICATION

РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
В настоящей заявке на патент испрашивается приоритет предварительной заявки на патент 60/984352, озаглавленной "In-Order Delivery During Handoff Using a Heuristic Timer", зарегистрированной 31 октября 2007, которая принадлежит тому же патентообладателю и подана изобретателями настоящего изобретения и которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ
Данное описание относится в основном к беспроводной связи и конкретнее координации передачи обслуживания пакетных данных в мобильных системах с использованием шлюза.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Для целей настоящего документа применяются следующие сокращения:
AM режим с подтверждением
AMD данные подтвержденного режима
ARQ автоматический запрос на повторение
BCCH широковещательный канал управления
BCH широковещательный канал
C- управление-
CCCH общий канал управления
CCH канал управления
CP циклический префикс
CRC циклический контроль избыточности
CTCH канал общего трафика
D-BCH динамический широковещательный канал
DCCH выделенный канал управления
DCH выделенный канал
DL нисходящий канал
DSCH совместно используемый нисходящий канал
DTCH выделенный информационный канал
FDD дуплексная связь с частотным разделением
L1 уровень 1 (физический уровень)
L2 уровень 2 (канальный уровень)
L3 уровень 3 (сетевой уровень)
LI индикатор длины
LSB младший значащий бит
MAC управление доступом к среде
MBMS службы широковещательной и многоадресной передачи мультимедиа
MCCH канал управления MBMS «точка-множество точек»
MRW перемещение окна приема
MSB старший значащий бит
MSCH канал планирования MBMS «точка-множество точек»
MTCH канал трафика MBMS «точка-множество точек»
P-BCH первичный широковещательный канал
PCCH канал управления пейджингом
PCFICH физический канал индикатора контроля формата
PCH канал пейджинга
PDCCH физический канал управления нисходящей линии связи
PDU протокольный блок данных
PHY физический уровень
PHICH физический канал индикатора гибридного ARQ
PhyCH физические каналы
RACH канал с произвольным доступом
RE элемент ресурсов
RS опорный сигнал
RLC управление радиоканалом
RoHC надежное сжатие заголовка
RRC управление радиоресурсами
SAP точка доступа к службе
SDU сервисный блок данных
SHCCH канал управления совместно используемым каналом
SN порядковый номер
SUFI суперполе
TCH канал трафика
TDD дуплекс с разделением по времени
TFI индикатор формата транспорта
TM прозрачный режим
TMD данные прозрачного режима
TTI временной интервал передачи
U- пользователь-
UE пользовательское оборудование
UL восходящая линия связи
UM режим без подтверждения
UMD данные режима без подтверждения
UMTS универсальная система мобильной связи
UTRA наземный радиодоступ UMTS
UTRAN сеть наземного радиодоступа UMTS
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание относится к системам и способам для управления передачей обслуживания пакетированных данных между базовыми станциями в мобильной системе, а также к их вариациям.
В одном из различных аспектов описания представлен способ управления переключением пути пакетов для передачи на терминал от направленных пакетов к новоприбывшим пакетам в течение передачи обслуживания с исходной станции на целевую станцию, способ, содержащий запуск таймера после указания о передаче обслуживания; прием пакетов, направленных исходной станцией и передачу их на терминал во время работы таймера; перезапуск таймера в случае, когда направленный пакет принят и таймер не истек; и переключение на передачу на терминал новоприбывших пакетов, принятых от шлюза доступа, после истечения времени работы таймера.
В одном из различных аспектов описания представлена система беспроводной связи для сохранения порядка пакетов посредством управления путем пакетов на терминал в течение передачи обслуживания с исходной станции на целевую станцию, система, содержащая сеть связи; шлюз, предоставляющий пакетные данные сети связи; исходную станцию, функционирующую в сети связи; целевую станцию, функционирующую в сети связи; канал связи между исходной станцией и целевой станцией; терминал в сети связи; и таймер, который инициируется после указания о передаче обслуживания, при этом пакеты, посланные исходной станцией из шлюза, направляются на терминал целевой станцией до тех пор, пока не истекает лимит времени таймера, при этом во всех случаях, когда целевая станция принимает новый пакет и таймер не истек, таймер перезапускается.
В одном из различных аспектов описания представлена система беспроводной связи для управления путем пакетов на устройство связи в течение передачи обслуживания, система, содержащая средство для выдачи пакетов; средство для приема переданных беспроводным способом пакетов; первое средство для передачи принятых пакетов посредством по меньшей мере одного способа из беспроводного способа и небеспроводного способа; второе средство для беспроводной передачи принятых пакетов; и средство для инициации временного согласования по указанию о передаче обслуживания, при этом принятые пакеты посылаются первым средством на второе средство для направления на средство для приема переданных по беспроводной линии связи пакетов до тех пор, пока не истечет время работы средства временного согласования, и во всех случаях, когда вторым средством принят новый пакет и при этом не произошло истечение времени работы средства временного согласования, средство временного согласования перезапускается.
В одном из различных аспектов описания представлен компьютерный программный продукт, содержащий машиночитаемый носитель, содержащий код для запуска таймера после приема указания о передаче обслуживания между исходной станцией и целевой станцией в среде мобильной связи; код для приема целевой станцией пакетов, посланных исходной станцией; код для направления терминалу целевой станцией информации о принятых пакетах, посланных исходной станцией, до истечения таймера; и код для перезапуска таймера во всех случаях, когда принят новый пакет и время работы таймера не истекло.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 представляет собой иллюстрацию системы беспроводной связи с множественным доступом.
Фиг. 2 представляет собой структурную схему варианта осуществления передающей системы и принимающей системы.
Фиг. 3 представляет собой иллюстрацию системы беспроводной связи с множественным доступом, включающей в себя множество сот.
Фиг. 4 представляет собой структурную схему системы связи, содержащей шлюз, исходную станцию, целевую станцию и терминал.
Фиг. 5 иллюстрирует производительность для моделирования в условиях хороших характеристик канала.
Фиг. 6 иллюстрирует производительность для моделирования в условиях плохих характеристик канала.
Фиг. 7 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую подход с использованием таймера.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Ниже различные варианты осуществления описаны со ссылкой на чертежи, при этом везде одинаковые позиционные обозначения используются для определения одинаковых элементов. В приведенном ниже описании для целей объяснения различные конкретные детали изложены с целью обеспечения полного понимания одного или более вариантов осуществления. Однако может быть очевидным, что такие варианты осуществления могут применяться на практике без этих конкретных деталей. В других случаях хорошо известные структуры и устройства показаны в форме блочных диаграмм с целью способствования описанию одного или более вариантов осуществления.
При использовании в данной заявке предполагается, что термины «компонент», «модуль», «система» и им подобные относятся к связанному с компьютером объекту, представляющему собой аппаратное обеспечение, аппаратно-программное обеспечение, комбинацию аппаратного обеспечения и программного обеспечения, программное обеспечение или программное обеспечение в режиме исполнения. Например, компонент может представлять собой процесс, выполняемый процессором; процессор; объект; исполняемый файл; поток исполнения; программу и/или компьютер, но не ограничивается перечисленным выше. В качестве иллюстрации, как приложение, выполняемое на вычислительном устройстве, так и вычислительное устройство могут являться компонентами. Один или более компонентов может размещаться в пределах процесса и/или потока выполнения и компонент может быть локализован на одном компьютере и/или быть распределенным между двумя или более компьютерами. Кроме того, эти компоненты могут выполняться с различных машиночитаемых носителей, на которых хранятся различные структуры данных. Компоненты могут взаимодействовать посредством локальных и/или удаленных процессов, например, в соответствии с сигналом, имеющим один или более пакетов данных (например, данные от одного компонента, взаимодействующего посредством сигнала с другим компонентом в локальной системе, распределенной системе и/или через сеть, такую как Интернет, с другими системами).
Кроме того, различные варианты осуществления описаны в настоящем документе в связи с терминалом доступа. Терминал доступа также может называться системой, абонентской установкой, абонентской станцией, мобильной станцией, мобильным телефоном, удаленной станцией, удаленным терминалом, мобильным устройством, пользовательским терминалом, терминалом, устройством беспроводной связи, агентом пользователя, пользовательским устройством или пользовательским оборудованием (UE). Терминал доступа может представлять собой сотовый телефон, беспроводной телефон, телефон с протоколом установления сеанса (SIP), станцию беспроводного абонентского шлейфа (WLL), карманный персональный компьютер (КПК), портативное устройство, обладающее возможностью беспроводного соединения, вычислительное устройство или другое устройство обработки, соединенное с беспроводным модемом. Кроме того, различные варианты осуществления описаны в данном документе в связи с базовой станцией. Базовая станция может применяться для взаимодействия с терминалом(-ами) доступа и так же может обозначаться, как точка доступа, узел B, eNodeB(eNB) или некоторым другим термином. В зависимости от контекста приведенных ниже описаний термин «Узел B» может быть заменен eNB и/или наоборот в соответствии с применяемой системой связи.
Кроме того, различные аспекты или характеристики, описанные в данном документе, могут быть реализованы в виде способа, устройства или изделия с применением стандартных методик программирования и/или инженерных методик. Предполагается, что термин «изделие» при использовании в данном документе охватывает компьютерную программу, доступную с любого машиночитаемого устройства, носителя или средства. Например, машиночитаемый носитель может включать, но не ограничивается перечисленным ниже: магнитные запоминающие устройства (например, жесткий диск, флоппи-диск, магнитные полоски и т.д.), оптические диски (например, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD), и т.д.), смарт-карты и устройства флэш-памяти (например, EPROM, карту, флэш-карту, ключ-накопитель и т.д.). Кроме того, различные накопители, описанные в данном документе, могут представлять собой одно или несколько устройств и/или машиночитаемых носителей для хранения информации. Термин «машиночитаемый носитель» может включать беспроводные каналы и различные другие носители, обладающие возможностью записи, хранения и/или транспортировки команд и/или данных, но не ограничивается перечисленным выше.
F
F
Система связи с мультиплексированием с ортогональным частотным разделением каналов (OFDM) эффективно разделяет общую полосу пропускания системы на множество (N) поднесущих, которые также могут называться подканалами частот, тональными сигналами или элементами дискретизации по частоте. В системе OFDM предназначенные для передачи данные (то есть биты информации) сначала кодируются с использованием определенной схемы кодирования с целью генерации закодированных битов и затем закодированные биты группируются в многоразрядные символы, которые затем отображаются в символы модуляции. Каждый символ модуляции соответствует точке в совокупности сигналов, определяемой конкретной схемой модуляции (например, M-PSK или M-QAM), используемой для передачи данных. В каждый временной интервал, который может зависеть от полосы пропускания каждой из частотных поднесущих, символ модуляции может передаваться по каждой из N частотных поднесущих. OFDM может применяться для борьбы с межсимвольными помехами (ISI), вызываемыми частотно-селективным замиранием, которое характеризуется различной величиной затухания для различных участков полосы частот системы.
N
N
N
N
N
N
N
N
N
T
R
T
R
S
S
T
R
S
Система связи с множеством входов - множеством выходов (MIMO) использует множество () передающих антенн и множество () принимающих антенн для передачи данных. MIMO-канал, образованный  передающими и  принимающими антеннами, может быть разбит на  независимых каналов при этом ≤ min{, }. Каждый из  независимых каналов, которые также называются пространственными каналами, соответствует измерению. MIMO-система может обеспечивать улучшенную производительность (например, более высокую пропускную способность и/или повышенную надежность) при использовании дополнительных измерений, созданных множеством передающих и принимающих антенн.
F
S
F
s
T
R
В MIMO-системе, использующей OFDM (то есть MIMO-OFDM-системе), N частотных поднесущих доступны в каждом из N пространственных подканалов для передачи данных. Каждая частотная поднесущая каждого пространственного подканала может называться каналом передачи. Таким образом, имеется N • N каналов передачи для передачи данных между N передающими антеннами и N принимающими антеннами.
F
В системе MIMO-OFDM N частотных поднесущих каждого пространственного подканала могут иметь различные условия канала (например, эффекты различного замирания и многолучевого распространения) и могут достигать различных величин отношения сигнал/шум (SNR). Каждый переданный символ модуляции подвергается воздействию характеристики (отклика) канала передачи, через который осуществляется передача символа. В зависимости от профиля многолучевого распространения для канала связи между передатчиком и приемником частотная характеристика может значительно различаться для различных участков диапазона частот системы для каждого пространственного подканала и также может значительно различаться между пространственными подканалами.
Обратимся к Фиг. 1, на которой система беспроводной связи с множественным доступом проиллюстрирована в соответствии с одним из вариантов осуществления. Точка доступа 100 (AP) включает в себя множество групп антенн, одна из которых включает в себя антенны 104 и 106, другая - 108 и 110, и дополнительная группа - 112 и 114. На Фиг. 1 показано только две антенны для каждой из групп антенн, однако в каждой из групп может быть использовано меньше или больше антенн. Терминал доступа 116 (AT) находится на связи с антеннами 112 и 114, при этом антенны 112 и 114 передают информацию на терминал доступа 116 через прямой канал 120 и принимают информацию от терминала доступа 116 через обратный канал 118. Терминал доступа 122 находится на связи с антеннами 106 и 108, при этом антенны 106 и 108 передают информацию на терминал доступа 122 через прямой канал 126 и принимают информацию от терминала доступа 122 через обратный канал 124. В системе FDD в каналах связи 118, 120, 124 и 126 для осуществления связи может использоваться различная частота. Например, в прямом канале 120 может использоваться частота, отличная от используемой в обратном канале 118.
Каждая группа антенн и/или область, чтобы осуществлять связь, в которой они разработаны, часто называется сектором точки доступа. В одном из вариантов осуществления предполагается, что каждая из групп антенн осуществляет связь с терминалами доступа в одном из секторов области покрытия точки доступа 100.
При осуществлении связи через прямые каналы 120 и 126 передающие антенны точки доступа 100 применяют формирование диаграммы направленности с целью улучшения отношения сигнал-шум для прямых каналов различных терминалов доступа 116 и 124. Также применение точкой доступа формирования диаграммы направленности для передачи на терминалы доступа, случайным образом рассеянные в ее зоне покрытия, вызывает меньшее количество помех для терминалов доступа в смежных сотах, чем в случае, если точка доступа осуществляет передачу на все свои терминалы доступа посредством единственной антенны.
Точка доступа может представлять собой неподвижную станцию, используемую для связи с терминалами, и также может называться точкой доступа, узлом B или некоторым другим термином. Терминал доступа также может называться терминалом доступа, пользовательским оборудованием (UE), устройством, терминалом или терминалом доступа беспроводной связи или некоторым другим термином.
Фиг. 2 представляет собой блочную диаграмму варианта осуществления передающей системы 210 (также известной как точка доступа) и принимающей системы 250 (так же известной, как терминал доступа) в MIMO-системе 200. В передающей системе 210 трафик данных для ряда потоков данных подается из источника данных 212 на процессор передаваемых данных (TX) 214.
В одном из вариантов осуществления каждый поток данных передается через соответствующую передающую антенну. Процессор TX-данных 214 форматирует, кодирует и чередует трафик данных для каждого потока данных на основании конкретной схемы кодирования, выбранной для этого потока данных, с целью выдачи закодированных данных.
Закодированные данные для каждого потока данных могут быть мультиплексированы с пилотными данными с использованием методик OFDM. Пилотные данные обычно представляют собой известную комбинацию данных, которая обрабатывается известным способом и может быть использована в принимающей системе для оценки ответа канала. Мультиплексированные пилотные и закодированные данные для каждого потока данных затем подвергаются модуляции (то есть отображению в символ) на основании конкретной схемы модуляции (например, BPSK, QSPK, M-PSK или M-QAM), выбранной для этого потока данных с целью получения символов модуляции. Скорость выдачи данных, кодирование и модуляция данных для каждого потока данных могут быть определены посредством команд, выполняемых процессором 230, к которому может быть присоединена память 232.
N
N
T
T
Символы модуляции для всех потоков данных затем подаются на TX MIMO-процессор 220, который может дополнительно обрабатывать символы модуляции (например, для OFDM). TX MIMO-процессор 220 затем выдает  потоков символов модуляции на  передатчиков (TMTR) 222a-222t. В некоторых аспектах TX MIMO-процессор 220 применяет веса диаграммы направленности для символов потоков данных и для антенны, с которой передается символ.
N
N
T
T
Каждый передатчик 222 принимает и обрабатывает соответствующий поток символов с целью выдачи одного или более аналоговых сигналов, а также дополнительно приводит к заданным условиям (например, усиливает, фильтрует и преобразует с повышением частоты) аналоговые сигналы с целью выдачи модулированного сигнала, подходящего для передачи через MIMO-канал.  модулированных сигналов с передатчиков 222a-222t затем передаются с  антенн 224a-224t, соответственно.
N
R
В принимающей системе 250 переданные модулированные сигналы принимаются  антеннами 252a-252r, и принятый сигнал с каждой из антенн 252 передается соответствующему приемнику (RCVR) 254a-254r. Каждый приемник 254 приводит к заданным условиям (например, фильтрует, усиливает и преобразует с понижением частоты) соответствующий принятый сигнал, оцифровывает приведенный к заданным условиям сигнал с целью приема дискретных отсчетов и дополнительно обрабатывает дискретные отсчеты с целью приема соответствующего "принятого" потока символов.
N
N
N
R
R
T
Процессор принимаемых (RX) данных 260 затем принимает и обрабатывает  принятых потоков символов от  приемников 254 на основании методики обработки конкретного приемника с выдачей  "распознанных" потоков символов. Процессор RX-данных 260 затем демодулирует, восстанавливает первоначальную последовательность и декодирует каждый распознанный поток символов с целью восстановления трафика данных для потока данных. Обработка процессором RX-данных 260 является комплементарной к обработке TX MIMO-процессором 220 и процессором TX-данных 214 в передающей системе 210.
Процессор 270 периодически определяет, какую матрицу предварительного кодирования следует использовать (обсуждается ниже). Процессор 270 формирует сообщение по обратному каналу, содержащее область индекса матрицы и область значения ранга. Процессор 270 может быть объединен со вспомогательной памятью 262.
Сообщение по обратному каналу может содержать различные типы информации, относящейся к каналу связи и/или принятому потоку данных. Сообщение по обратному каналу затем обрабатывается процессором TX-данных 238, который также принимает трафик данных из ряда потоков данных с источника данных 236, модулируется модулятором 280, приводится к заданным условиям приемниками 254a-254r и передается обратно на передающую систему 210.
В передающей системе 210 модулированные сигналы от принимающей системы 250 принимаются антеннами 224, регулируются приемниками 222, демодулируются демодулятором 240 и обрабатываются процессором RX-данных 242 с целью извлечения сообщения по обратному каналу, переданного принимающей системой 250. Процессор 230 затем определяет, какую матрицу предварительного кодирования следует использовать для определения весов диаграммы направленности, затем обрабатывает извлеченное сообщение.
В одном из аспектов логические каналы классифицируют на каналы управления и информационные каналы. Логические каналы управления могут включать в себя широковещательный канал управления (BCCH), который представляет собой нисходящий канал для широковещательной передачи информации управления системой, канал управления пейджингом (PCCH), который представляет собой нисходящий канал, передающий информацию о пейджинге, канал управления многоадресной передачей (MCCH), который представляет собой нисходящий канал вида «точка-множество точек», используемый для передачи управляющей информации и информации планирования службы широковещательной и многоадресной передачи мультимедиа (MBMS) для одного или нескольких MTCH. Как правило, после установления соединения по RRC, этот канал используется только UE, которое принимает MBMS (замечание: старые MCCH+MSCH). Выделенный канал управления (DCCH) представляет собой двухточечный двунаправленный канал, который передает специализированную информацию управления и используется UE, имеющим RRC-соединение. В одном из аспектов логические информационные каналы включают в себя выделенный информационный канал (DTCH), который представляет собой двухточечный двунаправленный канал, выделенный для единичного UE в целях передачи информации пользователя. Также логические информационные каналы могут включать в себя информационный канал многоадресной передачи (MTCH) для нисходящего канала вида «точка-множество точек» для передачи трафика данных.
В одном из аспектов транспортные каналы классифицируются как нисходящие (DL) и восходящие (UL). Транспортные каналы DL включают в себя канал широковещательной передачи (BCH), нисходящий канал совместно используемых данных (DL-SDCH) и канал пейджинга (PCH); PCH может поддерживать функцию энергосбережения для UE (сетью для UE может быть назначен цикл DRX) путем широковещательной передачи на всю соту и отображения на ресурсы физического уровня (PHY), которые могут быть использованы для других каналов управления/информационных каналов. Транспортные каналы UL могут включать канал с произвольным доступом (RACH), канал запросов (REQCH), восходящий канал совместно используемых данных (UL-SDCH) и множество PHY-каналов. PHY-каналы включают в себя множество DL-каналов и UL-каналов.
PHY-каналы DL включают в себя:
общий пилотный канал (CPICH)
канал синхронизации (SCH)
общий канал управления (CCCH)
совместно используемый DL-канал управления (SDCCH)
канал управления многоадресной передачей (MCCH)
совместно используемый канал назначения UL (SUACH)
канал подтверждения (ACKCH)
физический совместно используемый канал данных DL (DL-PSDCH)
канал управления питанием UL (UPCCH)
индикаторный канал пейджинга (PICH)
индикаторный канал загрузки (LICH)
PHY-каналы UL включают в себя:
физический канал с произвольным доступом (PRACH)
канал индикации качества канала (CQICH)
канал подтверждения (ACKCH)
индикаторный канал для подмножества антенн (ASICH)
канал совместных запросов (SREQCH)
физический совместно используемый канал данных UL (UL-PSDCH)
широкополосный пилотный канал (BPICH)
В одном из аспектов представлена структура канала, которая сохраняет свойства низкого PAR (в любой заданный момент времени канал непрерывный или равномерно разнесен по частотам) волны с единственной несущей.
Обратимся к Фиг. 3, на которой проиллюстрирована система беспроводной связи с множественным доступом 300 в соответствии с одним из аспектов. Система беспроводной связи с множественным доступом 300 включает в себя множество областей, включая соты 302, 304 и 306. В аспекте на Фиг. 3 каждая сота 302, 304, и 306 может включать в себя Узел B, который включает в себя множество секторов. Множество секторов может быть сформировано группами антенн, где каждая антенна ответственна за связь с UE в пределах части соты. Например, в соте 302 каждая из групп антенн 312, 314 и 316 может соответствовать различному сектору. В соте 304 каждая из групп антенн 318, 320 и 322 может соответствовать различному сектору. В соте 306 каждая из групп антенн 324, 326 и 328 может соответствовать различному сектору.
Каждая сота 302, 304 и 306 может включать в себя несколько устройств беспроводной связи, например, пользовательское оборудование или UE, которое может находиться на связи с одним или более секторами каждой соты 302, 304 или 306. Например, UE 330 и 332 может находиться на связи с Узлом B 342, UE 334 и 336 может находиться на связи с Узлом B 344 и UE 338 и 340 может находиться на связи с Узлом B 346.
Система общего сервиса пакетной радиопередачи (GPRS) представляет собой повсеместно распространенную систему для мобильных телефонов, которая используется мобильными телефонами стандарта GSM для передачи IP-пакетов. Опорная сеть GPRS (интегрированная часть опорной сети GSM) является частью системы GPRS, которая обеспечивает поддержку для основанных на WCDMA сетей 3G, а также для основанных на проекте долгосрочного развития (LTE) сетей 4G. Опорная сеть GPRS может обеспечивать управление мобильностью, управление сеансами и транспорт для пакетных служб Интернет-протокола в сетях GSM и WCDMA. LTE включает в себя EUTRA (расширенный универсальный наземный радиодоступ) и EUTRAN (сеть расширенного универсального наземного радиодоступа).
Протокол туннелирования GPRS (GTP) представляет собой IP-протокол опорной сети GPRS. GTP может позволять конечным пользователям сети GSM, WCDMA или LTE перемещаться с места на место, оставаясь соединенными с Интернетом, как если бы они оставались на одном месте, в конкретном шлюзовом узле поддержки GPRS (GGSN). Это выполняется путем переноса данных абонента с текущего обслуживающего узла поддержки GPRS (SGSN) на GGSN, который обрабатывает сеанс абонента. Опорная сеть GPRS использует три формы GTP, включая (1) GTP-U: для передачи пользовательских данных в раздельных туннелях для каждого PDP-контекста; (2) GTP-C: для целей управления, таких как настройка и удаление PDP-контекстов и проверка доступности обновления GSN при перемещении абонентов от одного SGSN к другому и (3) GTP': для передачи данных о тарификации от GSN к функционалу тарификации.
Узлы поддержки GPRS (GSN) представляют собой сетевые узлы, которые поддерживают использование GPRS в опорной сети GSM. Существует два ключевых варианта GSN, включающих в себя шлюзовой узел поддержки GPRS (GGSN) и обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN).
GGSN может предоставлять интерфейс между базовой сетью GPRS и внешними сетями пакетных данных (радиосеть и IP-сеть). Он может преобразовывать пакеты GPRS, приходящие от SGSN, в соответствующий формат протокола пакетных данных (PDP) (например, IP или X.25) и затем посылать преобразованные пакеты в соответствующую сеть пакетных данных. В обратном направлении PDP-адреса приходящих пакетов данных могут быть преобразованы в GSM-адрес вызываемого абонента. Переадресованные пакеты могут затем быть посланы соответствующему SGSN. Для этой цели GGSN может хранить текущий адрес SGSN для пользователя в его или ее профиле в регистре размещения. GGSN может обеспечивать назначение IP-адресов и является маршрутизатором по умолчанию для конкретного UE.
В отличие от этого SGSN может быть ответственным за доставку пакетов данных от мобильных станций и на мобильные станции в пределах своей географической области обслуживания. Задачи SGSN могут включать в себя маршрутизацию и передачу пакетов, управление мобильностью, управление логическим каналом, функции аутентификации и тарификации.
Кроме того, протокол туннелирования GPRS для плоскости уровня пользователя (GTP-U) может быть использован в плоскости пользователя (U-плоскости) и является полезным для передачи данных пользователя в области коммутации пакетов. Сети с коммутацией пакетов в универсальной системе мобильной связи (UMTS) базируются на GPRS, и, следовательно, GTP-U также может использоваться в UMTS. UMTS является одной из технологий третьего поколения (3G) для сотовых телефонов. UMTS иногда называется 3GSM, что говорит как о ее 3G-базе, так и о стандарте GSM, в качестве приемника которого она была создана.
Обратимся опять к Фиг. 3; следует понимать, что будут иметь место случаи, в которых один Узел B (или, что является более подходящим для рассматриваемых стандартов телекоммуникаций, "eNB") будет передавать обслуживание второму eNB. Для целей данного описания, eNB, передающий обслуживание UE, может называться "исходным eNB", тогда как eNB, приобретающий доступ к UE, может называться "целевым eNB." Передача обслуживания или передача соединения относится к процессу добавления или удаления станции из множества обслуживающих станций. Передача обслуживания или передача соединения может инициироваться сетью или терминалом - также известна как основанная на терминале мобильность.
Для систем связи проекта долгосрочного развития (LTE) может быть выгодным гарантирование того, что соответствующие IP-пакеты или сервисные блоки данных (SDU) протокола управления пакетными данными (PDCP) доставляются "по порядку" во время передачи соединения. LTE-системы связи, такие как UMTS, могут использовать PDCP (протокол конвергенции пакетных данных) в качестве одного из уровней стека радиообмена. PDCP может выполнять ряд функций, включая сжатие и распаковку заголовков IP, перенос пользовательских данных и поддержку порядковых номеров (SN).
Аналогично TCP-протокол работает наилучшим образом в случае, если пакеты для конкретного сообщения приняты в надлежащем порядке. В противном случае сильно снижается общая скорость передачи данных. Следовательно, нужно понимать, что PDCP должен пакетировать TCP-пакеты по порядку.
Обратимся к Фиг. 4, на которой изображена функциональная схема системы связи. Как показано на Фиг. 4, система связи включает в себя шлюз доступа (AGW) 410, исходный eNB 420, целевой eNB 430 и пользовательское оборудование (UE) 440. Также на Фиг. 4 показано, что исходный eNB 420 и целевой eNB 430 соединены с AGW 410 через соответствующие S1-каналы S1-412 и S1-414, исходный eNB 420 и целевой eNB 430 соединены друг с другом через канал X2-422, и как исходный eNB 420, так и целевой eNB 430 могут находиться на связи с AT 440 через соответствующие беспроводные каналы W1-424 и W1-434.
Следует понимать, что в течение передачи соединения eNB 430 может получать пакеты как от исходного eNB 420, так и от AGW 410. К сожалению, в течение передачи обслуживания целевой eNB 430 может не иметь сведений о том, какое количество IP-пакетов или какие именно IP-пакеты были посланы с AGW 410 на исходный eNB 420, какое количество IP-пакетов или какие именно IP-пакеты были направлены с исходного eNB 420 на AT 440 и какое количество IP-пакетов или какие именно IP-пакеты должны быть приняты от AGW 410.
Во время передачи обслуживания в целях обеспечения упорядоченной доставки IP-пакетов, целевой eNB 430 должен принять решение, когда переключиться с обслуживания пакетов, направляемых исходным eNB 420, на обслуживание пакетов, принятых напрямую от AGW, с целью правильного назначения порядкового номера PDCP (PDCP-SN) этим пакетам для обеспечения того, что они будут доставлены в правильном порядке на UE 440, при этом упорядочивание должно осуществляться с минимальной задержкой DL-данных. Однако это может потребовать от целевого eNB 430 осуществления координирования IP-пакетов таким образом, чтобы они были приняты вовремя и в правильном порядке.
Первое возможное решение может заключаться в изменении стандартных протоколов для проводной части LTE или другой беспроводной системы пакетных данных. Например, последний пакет, посланный исходным eNB 420 на целевой eNB 430, может быть помечен с целью информирования целевого eNB 430 о том, что он может после этого переключиться на использование пакетов от AGW 410 или другого устройства. Для LTE это может потребовать поддержки GTP-SN, маркировки и PDCP, что может как быть, так и не быть доступным в конкретной реализации.
Второе решение заключается в применении таймера. В различных вариантах осуществления такой таймер может первоначально быть выставлен на некоторое время T1, когда целевой eNB 430 посылает исходному eNB 420 команду подтверждения запроса на передачу соединения.
Во время работы таймера целевой eNB 430 может посылать на UE 440 только информацию, предоставляемую пакетами, посланными исходным eNB 420 через линию связи X2-422.
По истечении таймера целевой eNB 430 может посылать только информацию, предоставляемую пакетами, отправленными AGW 410 через канал S1-414. Если прием пакетов, посланных исходным eNB 420 через канал X2-422, продолжается, то такие пакеты могут быть отброшены во избежание их отправки с нарушением порядка.
Такой таймер с фиксированным значением может быть неподходящим, поскольку не существует одного значения таймера, подходящего для всех случаев. Короткое время таймера может вызывать отбрасывание направляемых пакетов целевым eNB 430 (то есть пакетов от исходного eNB 420) или посылку их с нарушением порядка. Однако чрезмерно большое время таймера приведет к простою воздушного интерфейса, тогда как оптимальное значение времени таймера могло бы быть функцией длины очереди сообщений в целевом eNB 430, которая, в свою очередь, является функцией условий канала, частоты передач обслуживания и типа приложения.
Третье решение заключается в реализации настраиваемого таймера, то есть допускающего возможность эвристики. В различных вариантах осуществления таймер, используемый целевым eNB 430, может быть первоначально установлен на некоторое время DELTA в момент, когда целевой eNB 430 посылает исходному eNB 420 команду подтверждения запроса на передачу соединения. Как правило, значение DELTA может быть определено на основании суммы времени передачи, задержек распространения Dl и D2 и времени обработки D3 (показано на Фиг. 4) между исходным eNB 420 и целевым eNB 430, в соответствии с приведенным ниже уравнением (1):
DELTA=D1+D2+D3+Tau
Уравнение (1)
где Tau - некоторый временной интервал буфера производительности.
Следует отметить, что двустороннее распространение между целевым eNB 430 и исходным eNB 420 может проверяться с помощью стандартной команды "ping" или ее эквивалента. Соответственно, если предположить, что команда «ping» измеряет сумму времени передачи и задержек распространения D1=D2=10мс, и полагая буферное время равным 5мс, значение DELTA может быть установлено равным D1+D2+Tau=25мс. Размер ping-сообщения может выбираться соответственно ожидаемому размеру пакетов данных пользователя, которые будут направляться при передаче обслуживания, или может иметь размер максимального блока передачи, допускаемого используемым интерфейсом, в целях получения верхней границы.
Следует отметить, что в различных вариантах осуществления значение DELTA для таймера может настраиваться динамически, сообщение за сообщением или пакет за пакетом, если пакеты, предназначенные для приема целевым eNB 430, с течением времени становятся значительно отличающимися от более ранней оценки. При этом может использоваться положительное или отрицательное значение DELTA.
Таймер используется целевым eNB 430 для принятия решения о том, когда переключиться с обслуживания трафика, направляемого исходным eNB 420 через канал X2-422, на обслуживание трафика, получаемого через канал 414 от обслуживающего шлюза AGW 410. Если пакет должен быть принят в течение временного интервала DELTA, то таймер может быть перезапущен.
По истечении времени таймера любые пакеты, направляемые из исходного eNB 420 через канал X2-422, могут отбрасываться или посылаться в логически неверном порядке, в зависимости от того, что будет менее деструктивным для приложения. После истечения таймера целевой eNB 430 переключается на посылку трафика, напрямую принятого AGW 410.
На Фиг. 5 и 6 показана относительная производительность для моделирования трех подходов, указанных выше, при этом Фиг. 5 представляет типовые хорошие условия канала, а Фиг. 6 представляет типовые плохие условия канала. Условия моделирования включают 12 передач обслуживания между 17 и 56 секундами, целевой eNB первоначально ожидает в течение 1 интервала "двойного прохода" (RTT) (здесь предполагается равным 40мс), затем каждый раз при обнаружении туннелированного пакета таймер перезапускается со значением 1 RTT (40 мс). На графиках настраиваемый или настроенный таймер помечен как «эвристический». Крайний левый график («отсутствие передачи обслуживания») изображает ситуацию, в которой не происходит передачи обслуживания, и, таким образом, может представлять собой теоретический предел. График для "последнего пакета" изображает первое решение, описанное выше, когда последний пакет от исходного eNB помечается в соответствии с теоретическим стандартом. Пятнадцать графиков по правую сторону от "последнего пакета" показывают производительность, относящуюся к подходу с простым таймером для различных значений таймера.
Как можно видеть на Фиг. 5 и 6, переключение, основанное на "последнем пакете" обеспечивает наилучшую производительность ценой поддержки стандарта, что может быть недоступным или нереализуемым. С другой стороны, "эвристическое" переключение не требует поддержки стандарта и имеет сравнительно хорошую производительность в большинстве сценариев. Подход с фиксированным таймером демонстрирует функционирование «наугад», в лучшем случае зависящее от значения таймера.
Фиг. 7 представляет собой блок-схему, в общих чертах показывающую типовую операцию для использования с таймером, имеющим эвристические возможности. Процесс начинается на шаге 702, где для таймера устанавливается или настраивается значение "DELTA". Затем на шаге 704 запускается процедура передачи обслуживания от исходного eNB целевому eNB.
Затем на шаге 706 запускается таймер, используемый целевым eNB, как правило, в ответ на соответствующий сигнал подтверждения, посланный целевым eNB.
На шаге 708 производится определение того, принят ли пакет от исходного eNB или истек ли таймер. Если пакет был принят вовремя, то процесс переходит к шагу 710, на котором информация из пакета направляется UE, затем к шагу 712, на котором производится необязательная настройка значения DELTA. Затем процесс переходит обратно к шагу 706, на котором таймер перезапускается.
Если происходит истечение времени таймера, то процесс продолжается на шаге 718, где целевому eNB дается команда на передачу пакетов, посланных соответствующим шлюзом, и прекращение передачи пакетов, принятых от исходного eNB, и процесс продолжается на шаге 750, в котором он завершается.
Хотя приведенные выше варианты осуществления характеризуются использованием исходного и целевого eNB, следует понимать, что также могут быть реализованы другие базовые станции и/или другие типы сетевых промежуточных средств, способных выполнять описанные выше функции, а также другие устройства и системы для выполнения функций AGW. Кроме того, хотя приведенные выше варианты осуществления могут быть реализованы в LTE, способы и системы, изложенные в настоящем документе, могут быть полезными и для других парадигм мобильной связи, таких как RAN3/EUTRAN, WiMAX LTE, WLAN и т.д. Соответственно, в рамках объема приведенного выше описания следует понимать, что для различных элементов и шагов могут быть произведены модификации и/или изменения без отклонения от поставленных целей.
Описанные в настоящем документе способы могут быть реализованы с помощью различных средств. Например, эти способы могут быть реализованы в виде аппаратного обеспечения, программного обеспечения или их комбинации. При аппаратной реализации устройства обработки, применяемые для оценки канала, могут быть реализованы в пределах одной или нескольких специализированных интегральных микросхем (ASIC), процессоров цифровой обработки сигнала (DSP), устройств обработки цифровых сигналов (DSPD), программируемых логических устройств (PLD), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), процессоров, контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, других электронных устройств, предназначенных для выполнения функций, описанных в настоящем документе, или комбинации вышеперечисленного. Программная реализация может быть выполнена посредством модулей (например, процедур, функций и т.д.), которые выполняют описанные в настоящем документе функции. Код программного обеспечения может храниться на машиночитаемом носителе или в устройстве памяти и может выполняться процессорами.
Описанное выше включает в себя примеры одного или более вариантов осуществления. Очевидно, что невозможно описать все мыслимые комбинации компонентом или методологий с целью описания упомянутых выше вариантов осуществления, но при этом специалист в данной области техники может осознавать возможность различных дополнительных комбинаций и преобразования различных вариантов осуществления. Соответственно, предполагается, что описанные варианты осуществления охватывают все подобные изменения, модификации и вариации, которые находятся в рамках сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Кроме того, при использовании термина "включает в себя" в подробном описании и формуле изобретения предполагается, что этот термин используется в том же значении, что и термин "содержащий", в соответствии с интерпретацией термина "содержащий" при использовании в качестве промежуточного слова в пункте формулы изобретения.