СПОСОБ ПЕРЕСЫЛКИ ПАКЕТНЫХ ДАННЫХ В БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ И КОНТРОЛЛЕР БАЗОВОЙ СТАНЦИИ
METHOD FOR TRANSFERRING PACKET DATA IN WIRELESS NETWORK AND BASE STATION CONTROLLER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к технологии передачи пакетных данных и, в частности, к способу передачи пакетных данных в беспроводной сети и к контроллеру базовой станции этой сети.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Услуга пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS, General Packet Radio Service) представляет собой услугу передачи данных в глобальной системе мобильной связи (GSM, Global System for Mobile Communications). Обычно беспроводная сеть передачи пакетных данных включает одну или более подсетей, каждая из которых содержит определенное количество узлов предоставления услуг (SN, service node), и в данном случае эти узлы SN называются обслуживающими узлами поддержки GPRS (SGSN, Serving GPRS Support Node). Узлы SGSN могут предоставлять услуги передачи пакетных данных для мобильной станции (MS, mobile station) с помощью контроллера базовой станции (BSC, base station controller). К основным функциям узлов SGSN относятся маршрутизация и пересылка пакетов, аутентификация и шифрование, управление сеансами, управление мобильностью, управление логическими линиями связи, а также формирование и вывод телефонных счетов.
Обычно один контроллер BSC может управлять множеством сот и, соответственно, множеством базовых приемопередающих станций (BTS, base transceiver station) и является точкой соединения между станцией BTS и центром коммутации мобильной связи (MSC, mobile switching center), а также обеспечивает интерфейс для обмена информацией между станцией BTS и центром MSC. К основным функциям контроллера BSC относятся: управление радиоканалом, выполнение вызовов, установление и разъединение линий связи и управление хэндовером станции MS в локальной соте управления.
Станция MS представляет собой пользовательское оборудование, включая устройства, размещаемые на плате, портативные или переносные устройства. Станция BTS является узлом в сети радиодоступа (RAN, radio access network) в системе GSM и отвечает за прием и передачу сигналов мобильной связи в одной соте.
В рамках известного уровня техники, при перемещении станции MS из первой соты во вторую соту, после приема сообщения FLUSH-LL контроллер BSC избирательно пересылает пакетные данные первой соты, первоначально подлежащие передаче в станцию MS, с помощью временного потока блоков (TBF, temporary block flow) станции MS и второй соты. Если станция MS только что переместилась во вторую соту, требуется определенный промежуток времени для осуществления нормальной связи со станцией MS во второй соте, в то время как контроллер BSC принимает сообщение FLUSH-LL, во многих случаях может быть освобожден поток TBF станции MS и первой соты, что приводит к потерям пакетных данных и сильно влияет на обмен данными, относящимися к станции MS.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Основной целью настоящего изобретения является обеспечение способа пересылки пакетных данных в беспроводной сети и контролера базовой станции этой сети для эффективного снижения потерь пакетных данных во время перемещения станции MS из первой соты во вторую соту и для гарантии нормального обмена данными со станцией MS.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения предлагается способ пересылки пакетных данных в беспроводной сети, включающий:
перемещение мобильной станции из первой соты во вторую соту;
локальный поиск контроллером базовой станции временного потока блоков мобильной станции и первой соты в соответствии с идентификатором временной логической линии связи (TLLI, temporary logical link identifier), предварительно выделенным для мобильной станции обслуживающим узлом поддержки услуги пакетной радиосвязи общего назначения, и получение пакетных данных первой соты, первоначально подлежащих передаче в мобильную станцию с помощью временного потока блоков мобильной станции и первой соты; локальный поиск временного потока блоков мобильной станции и второй соты в соответствии с идентификатором временной логической линии связи и перенос пакетных данных во временный поток блоков мобильной станции и второй соты; передачу пакетных данных в базовую приемопередающую станцию второй соты с помощью временного потока блоков мобильной станции и второй соты перед приемом сообщения, переданного обслуживающим узлом поддержки услуги пакетной радиосвязи общего назначения для запроса подтверждения обновления соты в мобильной станции;
передачу базовой приемопередающей станцией второй соты пакетных данных в мобильную станцию.
Предпочтительно, способ также включает:
после передачи пакетных данных контроллером базовой станции, прием сообщения для запроса подтверждения обновления соты в мобильной станции, причем упомянутое сообщение содержит идентификатор временной логической линии связи, идентификатор виртуального соединения протокола услуги пакетной радиосвязи общего назначения подсистемы базовой станции (BVCI, base station subsystem GPRS protocol virtual connection identifier) для мобильной станции и первой соты, идентификатор виртуального соединения протокола услуги пакетной радиосвязи общего назначения подсистемы базовой станции для мобильной станции и второй соты; в соответствии с принятым сообщением для запроса подтверждения обновления соты в мобильной станции, передачу ответного сообщения подтверждения в обслуживающий узел поддержки услуги пакетной радиосвязи общего назначения, причем ответное сообщение подтверждения содержит идентификатор виртуального соединения протокола услуги пакетной радиосвязи общего назначения подсистемы базовой станции для мобильной станции и второй соты, а также информацию об объеме пакетных данных.
Предпочтительно, способ также включает, после перемещения мобильной станции из первой соты во вторую соту,
передачу мобильной станцией в базовую приемопередающую станцию второй соты сообщения запроса выделения радиоканала и передачу базовой приемопередающей станцией второй соты упомянутого сообщения запроса в контроллер базовой станции;
выделение контроллером базовой станции нового радиоканала для мобильной станции для установления временного потока блоков мобильной станции и второй соты и передачу в базовую приемопередающую станцию второй соты ответного сообщения выделения радиоканала;
передачу базовой приемопередающей станцией второй соты ответного сообщения в мобильную станцию и передачу мобильной станцией в базовую приемопередающую станцию второй соты сообщения запроса ресурсов, содержащего идентификатор временной логической линии связи, в соответствии с принятым ответным сообщением, а также передачу базовой приемопередающей станцией второй соты сообщения запроса ресурсов в контроллер базовой станции.
Предпочтительно, способ также включает, после передачи мобильной станцией сообщения запроса ресурсов и перед приемом контроллером базовой станции сообщения, переданного обслуживающим узлом поддержки услуги пакетной радиосвязи общего назначения для запроса подтверждения обновления соты в мобильной станции,
передачу мобильной станцией блока данных протокола управления логической линией связи в обслуживающий узел поддержки услуги пакетной радиосвязи общего назначения, при этом упомянутый блок данных протокола управления логической линией связи содержит идентификатор временной логической линии связи, идентификатор второй соты, в которой расположена мобильная станция, и идентификатор контроллера базовой станции, управляющего второй сотой.
Предпочтительно, пакетные данные первой соты, первоначально подлежащие передаче в мобильную станцию, включают пакетные данные первой соты, первоначально сохраненные в контроллере базовой станции и подлежащие передаче в мобильную станцию, и пакетные данные, переданные обслуживающим узлом поддержки услуги пакетной радиосвязи общего назначения в первую соту перед инициированием пересылки пакетных данных.
В другом аспекте настоящего изобретения предлагается контроллер базовой станции, содержащий модуль сбора пакетных данных, модуль пересылки пакетных данных и модуль передачи пакетных данных, при этом
модуль сбора пакетных данных используется для локального поиска временного потока блоков мобильной станции и первой соты в соответствии с идентификатором временной логической линии связи, предварительно выделенным для мобильной станции обслуживающим узлом поддержки услуги пакетной радиосвязи общего назначения, после перемещения мобильной станции из первой соты во вторую соту, и для сбора пакетных данных первой соты, первоначально подлежащих передаче в мобильную станцию с помощью временного потока блоков мобильной станции и первой соты;
модуль пересылки пакетных данных используется для локального поиска временного потока блоков мобильной станции и второй соты в соответствии с идентификатором временной логической линии связи и для переноса пакетных данных во временный поток блоков мобильной станции и второй соты;
модуль передачи пакетных данных используется для передачи в мобильную станцию пакетных данных через базовую приемопередающую станцию второй соты с помощью временного потока блоков мобильной станции и второй соты перед приемом сообщения, переданного обслуживающим узлом поддержки услуги пакетной радиосвязи общего назначения для запроса подтверждения обновления соты в мобильной станции.
Предпочтительно, контроллер базовой станции также содержит первый модуль приема сообщения и первый модуль передачи сообщения, при этом
первый модуль приема сообщения используется для приема сообщения для запроса подтверждения обновления соты в мобильной станции после передачи пакетных данных модулем передачи пакетных данных, при этом сообщение для запроса подтверждения обновления соты в мобильной станции содержит идентификатор временной логической линии связи, идентификатор виртуального соединения протокола услуги пакетной радиосвязи общего назначения подсистемы базовой станции для мобильной станции и первой соты, а также идентификатор виртуального соединения протокола услуги пакетной радиосвязи общего назначения подсистемы базовой станции для мобильной станции и второй соты;
первый модуль передачи сообщения используется для передачи ответного сообщения подтверждения в обслуживающий узел поддержки услуги пакетной радиосвязи общего назначения после приема сообщения для запроса подтверждения обновления соты в мобильной станции первым модулем приема сообщения, при этом упомянутое ответное сообщение подтверждения содержит идентификатор виртуального соединения протокола услуги пакетной радиосвязи общего назначения подсистемы базовой станции для мобильной станции и второй соты, а также информацию об объеме пакетных данных.
Предпочтительно, контроллер базовой станции также содержит второй модуль приема сообщения, модуль обработки, второй модуль передачи сообщения и третий модуль приема сообщения, при этом
второй модуль приема сообщения используется для приема сообщения запроса выделения радиоканала, переданного мобильной станцией через базовую приемопередающую станцию второй соты;
модуль обработки используется для выделения нового радиоканала для мобильной станции в соответствии с сообщением запроса и для установления временного потока блоков мобильной станции и второй соты;
второй модуль передачи сообщения используется для передачи ответного сообщения выделения радиоканала в мобильную станцию через базовую приемопередающую станцию второй соты после установления модулем обработки временного потока блоков для мобильной станции и второй соты;
третий модуль приема сообщения используется для приема сообщения запроса ресурсов, переданного мобильной станцией через базовую приемопередающую станцию второй соты, после передачи ответного сообщения вторым модулем передачи сообщения, при этом упомянутое сообщение запроса ресурсов содержит идентификатор временной логической линии связи.
В описанной технической схеме перед приемом сообщения для запроса подтверждения обновления соты в мобильной станции контроллер BSC осуществляет перенос пакетных данных первой соты, первоначально подлежащих передаче в мобильную станцию, в поток TBF мобильной станции и второй соты, а затем с помощью потока TBF мобильной станции и второй соты данные передаются в станцию BTS второй соты, и, наконец, станция BTS второй соты передает данные в мобильную станцию, благодаря чему эффективно уменьшаются потери пакетных данных во время перемещения мобильной станции из первой соты во вторую соту и обеспечивается нормальный обмен данными с мобильной станцией, а также уменьшается коэффициент повторной передачи пакетных данных после обновления соты.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На фиг.1 показан сценарий применения варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 показан способ передачи пакетных данных в беспроводной сети в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 показана структура контроллера базовой станции в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.4 показан эффект применения известной технической схемы для передачи пакетных данных.
На фиг.5 показан эффект применения технической схемы в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения для передачи пакетных данных.
ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Для более ясного понимания цели, технической схемы и преимуществ настоящего изобретения варианты его осуществления далее описываются более подробно в сочетании с прилагаемыми чертежами.
Следует отметить, что ниже описаны только некоторые, не все варианты осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления изобретения, реализованные специалистом на основе приведенных вариантов без выполнения творческой работы, находятся в рамках формулы изобретения.
На фиг.1 показан сценарий применения варианта осуществления настоящего изобретения, а на фиг.2 показан способ пересылки пакетных данных в беспроводной сети в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения. На фиг.1 и фиг.2 показано, что контроллер BSC управляет станцией BTS1 первой соты и станцией BTS2 второй соты, при этом станции BTS1 и BTS2 отвечают за прием и передачу сигналов при осуществлении мобильной связи между сетевой стороной и станцией MS, и контроллер BSC соединен с узлом SGSN. Контроллер BSC заранее устанавливает виртуальные соединения BSSGP (BVC, BSSGP virtual connections) между станцией MS и первой сотой, а также между станцией MS и второй сотой и выделяет идентификаторы виртуальных соединений BSSGP (BVCI, BSSGP virtual connection identifier) для первой и второй сот.
Способ в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения включает следующие шаги:
S202: Перемещение станции MS из первой соты во вторую соту и осуществление контроллером BSC локального поиска потока TBF станции MS и первой соты в соответствии с идентификатором TLLI временной логической линии связи, предварительно выделенным станции MS узлом SGSN, и сбора пакетных данных первой соты, первоначально подлежащих передаче в станцию MS с помощью потока TBF станции MS и первой соты.
При этом пакетные данные первой соты, первоначально подлежащие передаче в станцию MS, включают пакетные данные первой соты, первоначально сохраненные в контроллере BSC и подлежащие передаче в станцию MS, и пакетные данные, переданные узлом SGSN в первую соту перед инициированием пересылки пакетных данных.
S204: Осуществление контроллером BSC локального поиска потока TBF станции MS и второй соты в соответствии с идентификатором TLLI и перенос пакетных данных в поток TBF станции MS и второй соты. Способ пересылки пакетных данных известен из уровня техники и далее не обсуждается.
S206: Передача контроллером BSC пакетных данных в станцию BTS2 с помощью потока TBF станции MS и второй соты и пересылка станцией BTS2 пакетных данных в станцию MS перед приемом контроллером BSC сообщения, переданного узлом SGSN для запроса подтверждения обновления соты в станции MS.
На этом передача пакетных данных завершается.
Способ в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения также включает:
после передачи пакетных данных контроллером BSC, передачу узлом SGSN сообщения для запроса подтверждения обновления соты в станции MS, при этом сообщение для запроса подтверждения обновления соты в станции MS содержит идентификатор TLLI, идентификатор BVCI станции MS и первой соты, идентификатор BVCI станции MS и второй соты; в соответствии с принятым сообщением для запроса подтверждения обновления соты в станции MS передачу контроллером BSC ответного сообщения подтверждения в узел SGSN, причем ответное сообщение подтверждения содержит идентификатор BVCI станции MS и второй соты, а также информацию об объеме пакетных данных.
Следует отметить, что сообщение для запроса подтверждения обновления данных в станции MS представляет собой сообщение FLUSH-LL, соответственно, ответное сообщение подтверждения представляет собой сообщение FLUSH-LL ACK; сообщение для запроса подтверждения обновления данных в станции MS и ответное сообщение подтверждения могут являться сообщениями других типов, в данном описании эти сообщения приведены только в качестве примера, и настоящее изобретение не ограничено этими типами сообщений.
Способ также включает, после перемещения станции MS из первой соты во вторую соту, передачу станцией MS в станцию BTS2 сообщения запроса выделения радиоканала и пересылку станцией BTS2 сообщения запроса в контроллер BSC; выделение контроллером BSC нового радиоканала для станции MS, установление этим контроллером потока TBF станции MS и второй соты и передачу ответного сообщения выделения радиоканала в станцию BTS2; пересылку станцией BTS2 ответного сообщения в станцию MS и передачу станцией MS в станцию BTS2 сообщения запроса ресурсов, содержащего идентификатор TLLI, в соответствии с принятым ответным сообщением подтверждения, а также пересылку станцией BTS2 в контроллер BSC сообщения запроса ресурсов.
После передачи станцией MS сообщения запроса ресурсов и перед приемом контроллером BSC переданного узлом SGSN сообщения для запроса подтверждения обновления соты в станции MS, способ в соответствии с данным вариантом осуществления настоящего изобретения также включает: передачу станцией MS в узел SGSN блока данных протокола управления логической линией связи (LLC PDU, logical link control protocol data unit), при этом блок LLC PDU содержит идентификатор TLLI, идентификатор второй соты, в которой расположена станция MS, и идентификатор контроллера BSC, управляющего второй сотой.
Идентификатор второй соты, в которой расположена станция MS, указывают посредством комбинации кода зоны местоположения (LAC, location area code) и кода зоны маршрутизации (RAC, routing area code) или с помощью других средств. Идентификатор контроллера BSC может быть указан с помощью МАС-адреса или другими средствами. Средства указания идентификатора соты и идентификатора контроллера BSC приведены только в качестве конкретного примера и не ограничивают настоящее изобретение.
На фиг.3 показана структура контроллера базовой станции в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.1 и фиг.3, контроллер 300 базовой станции в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения содержит:
модуль 301 сбора пакетных данных, используемый для локального поиска потока TBF станции MS и первой соты в соответствии с идентификатором TLLI, предварительно выделенным для станции MS узлом SGSN, после перемещения станции MS из первой соты во вторую соту, и для сбора пакетных данных первой соты, первоначально подлежащих передаче в станцию MS с помощью потока TBF станции MS и первой соты;
модуль 302 пересылки пакетных данных, используемый для локального поиска TBF станции MS и второй соты в соответствии с идентификатором TLLI и для переноса пакетных данных в поток TBF станции MS и второй соты;
модуль 303 передачи пакетных данных, используемый для передачи в станцию MS пакетных данных через станцию BTS2 с помощью потока TBF станции MS и второй соты перед приемом сообщения, переданного узлом SGSN для запроса подтверждения обновления соты в станции MS.
Контроллер BSC 300 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения также содержит:
первый модуль 304 приема сообщения, используемый для приема сообщения для запроса подтверждения обновления соты в станции MS после передачи пакетных данных модулем 303 передачи пакетных данных, при этом сообщение для запроса подтверждения обновления соты в станции MS содержит идентификатор TLLI, идентификатор BVCI станции MS и первой соты, а также идентификатор BVCI станции MS и второй соты;
первый модуль 305 передачи сообщения, используемый для передачи ответного сообщения подтверждения в узел SGSN после приема сообщения для запроса подтверждения обновления соты в станции MS первым модулем 304 приема сообщения, при этом ответное сообщение подтверждения содержит идентификатор BVCI станции MS и второй соты, а также информацию об объеме пакетных данных.
Контроллер BSC 300 согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения также содержит:
второй модуль 306 приема сообщения, используемый для приема сообщения запроса выделения радиоканала, переданного станцией MS через станцию BTS2;
модуль 307 обработки, используемый для выделения нового радиоканала для станции MS в соответствии с сообщением запроса и для установления потока TBF станции MS и второй соты;
второй модуль 308 передачи сообщения, используемый для передачи в станцию MS через станцию BTS2 ответного сообщения выделения радиоканала после установления модулем 307 обработки потока TBF станции MS и второй соты;
третий модуль 309 приема сообщения, используемый для приема сообщения запроса ресурсов, переданного станцией MS через станцию BTS2, после передачи ответного сообщения вторым модулем 308 передачи сообщения, при этом сообщение запроса ресурсов содержит идентификатор TLLI.
В соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения пакетные данные первой соты, первоначально подлежащие передаче в станцию MS, включают пакетные данные первой соты, первоначально сохраненные в контроллере BSC 300 и подлежащие передаче в станцию MS, и пакетные данные, переданные узлом SGSN в первую соту перед инициированием пересылки пакетных данных.
Процессы обмена информацией и взаимодействия между модулями описанного выше устройства могут относиться к способу в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения, поскольку они основаны на той же концепции, что и данный способ, поэтому далее эти процессы повторно не описываются.
Далее в качестве примера для иллюстрации преимуществ технической схемы настоящего изобретения приводятся результаты, полученные с использованием инструментального средства DuMeter, предназначенного для измерения характеристик передачи пакетных данных.
На фиг.4 показан эффект применения известной технической схемы для передачи пакетных данных. Паузы, показанные на фиг.4 и фиг.5, указывают на то, что нельзя устранить кратковременное прерывание связи во время перемещения станции MS из первой соты во вторую соту. Из сравнения размеров пауз, показанных на фиг.4 и фиг.5, видно, что потери пакетных данных обусловлены недостатками известной технической схемы, в то время как техническая схема согласно настоящему изобретению позволяет эффективно уменьшить потери пакетных данных, сформированных во время перемещения станции MS из первой соты во вторую соту, и обеспечить нормальный обмен данными станции MS, а также уменьшить коэффициент повторной передачи пакетных данных после обновления соты.
Из приведенного описания специалисту очевидно, что настоящее изобретение может быть реализовано с помощью программного обеспечения и соответствующей аппаратной платформы, или только с помощью аппаратных средств, хотя первый вариант в большинстве случаев является наиболее предпочтительным. В связи с этим, некоторые или все усовершенствования, реализуемые с помощью технической схемы в соответствии с настоящим изобретением, могут быть выполнены в виде программных продуктов, при этом компьютерные программные продукты могут храниться на носителях данных (таких как ROM/RAM, магнитный или оптический диск), содержащих несколько команд, используемых для выполнения на компьютерном устройстве (таком как персональный компьютер, сервер или сетевое устройство) способа, соответствующего некоторым вариантам или каждому варианту осуществления настоящего изобретения.
Приведенное выше описание относится только к конкретным вариантам осуществления настоящего изобретения и не ограничивает изобретение. Все модификации или изменения в пределах сущности настоящего изобретения находятся в рамках формулы изобретения.