СПОСОБ, УСТРОЙСТВО И КОМПЬЮТЕРНЫЙ ПРОГРАММНЫЙ ПРОДУКТ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ПОДДЕРЖКУ КАЧЕСТВА ОБСЛУЖИВАНИЯ В БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ
METHOD, DEVICE AND COMPUTER SOFTWARE PRODUCT PROVIDING SERVICE QUALITY SUPPORT IN WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Предпочтительные в настоящее время варианты осуществления данного изобретения, в общем, относятся к системам связи и, в частности, к согласованию качества обслуживания между объектами в системе связи. Также предпочтительные в настоящее время варианты осуществления данного изобретения, в общем, относятся к методике выполнения хэндовера (передачи обслуживания) в режиме пакетных данных для использования в радиосетях, которые обслуживают мобильную станцию (также называемую здесь мобильным узлом) и, более точно, относятся к такой методике выполнения хэндовера, которая обеспечивает заданное качество обслуживания мобильного узла в течение и после хэндовера.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Тема данной заявки на патент по меньшей мере частично заключается в поддержке предложения рабочей группе (WG) по службам передачи пакетных данных (PDS) в базовых сетях 3GPP2 (второй проект сотрудничества по созданию системы третьего поколения). Однако заявка не ограничивается спецификациями, которые могут быть опубликованы таким органом, как 3GPP2.
Следующие аспекты, касающиеся решения по качеству обслуживания на маршруте передачи данных из конца в конец, были предварительно согласованы в рабочей группе по службам передачи пакетных данных: использование протокола улучшенного поточного преобразования/обработки для сигнализации QoS от мобильной станции к узлу обслуживания пакетных данных (PDSN); предоставление возможности узлу PDSN запрашивать соединение между сетью радиодоступа (RAN) и узлом PDSN (R-P соединение) с заданными параметрами качества обслуживания (QoS); принятие подхода, при котором мобильная станция посылает требования к качеству обслуживания на узел PDSN, и этот узел PDSN посылает требования мобильной станции к качеству обслуживания в сеть радиодоступа.
Фиг.1А - это схема сессии 100, показывающая обычную процедуру согласования качества обслуживания в сети типа CDMA 2000. Сетевые объекты, вовлеченные в сессию, включают, но не ограничиваются этим, мобильную станцию 110, сеть 120 радиодоступа и узел PDSN 130.
На шаге 101 после обмена информацией уровня приложения (не показано на схеме), мобильная станция 110 посылает сообщение Resv (Запрос резервирования) согласно 3GPP2-RSVP (RSVP - протокол резервирования ресурсов) для узла PDSN 130, содержащее атрибуты качества обслуживания и шаблоны фильтра трафика (TFT), как для получателя, так и для отправителя, в объекте 3GPP2.
На шаге 102 после успешной авторизации запрошенных атрибутов качества обслуживания PDSN 130 обрабатывает запрос, извлекает параметры QoS, связанные с радиоканалом, и генерирует параметры QoS службы переноса информации (bearer service) cdma2000. Узел PDSN 130 запрашивает сеть 120 радиодоступа установить канал переноса информации с подходящими параметрами QoS (QoS канального уровня).
Сеть 120 радиодоступа подтверждает получение сообщения о модификации параметров сессии на шаге 103. Далее на шаге 104 сеть 120 радиодоступа использует управление ресурсами для того, чтобы определить, может ли она удовлетворить запрос, и запрашивает установление экземпляра сервиса (Service Instance, SI) для мобильной станции 110 с разрешенным QoS канального уровня и назначенным идентификатором ссылки на сервис (SR_ID).
На шаге 105 мобильная станция 110 принимает запрос, и на шаге 106 сеть 120 радиодоступа посылает на узел PDSN 130 сообщение об установлении R-P соединения. Сообщение может содержать предоставленные в действительности параметры QoS, например, в случае, если запрошенные параметры QoS не могли быть предоставлены сетью 120 радиодоступа (для использования в целях учета).
На шаге 107 PDSN 130 подтверждает прием сообщения об установлении R-P соединения и посылает сообщение ResvConf (Подтверждение резервирования) на мобильную станцию 110 на шаге 108.
Было обнаружено, что описанный выше подход к сигнализации приводит к проблемам согласования между процедурами, выполняемыми на различных интерфейсах.
Более конкретно, проблема, которая возникает при обычном подходе к QoS сигнализации, заключается в том, что поскольку идентификатор SR_ID назначается только во время дополнительной процедуры установки сервиса (шаг 104), то мобильная станция 110 не может связать QoS сигнализацию верхнего уровня (то есть сигнализацию RESV) с только что созданным на шагах 104 и 105 сервисом. Другими словами, мобильная станция 110 принимает дополнительный запрос на установление сервиса (SI), не зная, для какого приложения сервис (SI) создается. Взаимосвязь в мобильной станции 110 устанавливается только после шага 108. Эта процедура может нарушать проектную идею о том, что мобильной станции 110 следует знать, какой сервис для какого приложения создается.
Другая проблема с обычным подходом к QoS сигнализации заключается в том, что когда узел PDSN 130 на шаге 102 посылает сообщение о модификации R-P для проверки доступности ресурсов, идентификатор SR_ID еще не назначен. Поэтому, когда узел PDSN 130 позже принимает сообщение о запросе на установление R-P соединения на шаге 106 от сети 120 радиодоступа, PDSN 130 не может связать сообщение о модификации R-P и сообщение о запросе на установление R-P соединения, и, таким образом, не может связать сообщение RESV (шаг 101) с сообщением о запросе на установление R-P соединения (шаг 106). В результате PDSN 130 не отправляет назначенный SR_ID на мобильную станцию 110 в ответе RESV_CONF.
Как описано в спецификации 3GPP2 (управление мобильностью в режиме пакетных данных и ресурсами - X.S0011-003-C), в случае передачи обслуживания (хэндовера) мобильного узла с активным сервисом на новый узел PDSN может поддерживаться процедура быстрого хэндовера между узлами PDSN. При обнаружении условия, когда требуется хэндовер, исходная радиосеть, иногда называемая сеть радиодоступа, инициализирует процедуру хэндовера с целевой радиосетью (посредством центра коммутации мобильной связи (MSC)). Целевая радиосеть выбирает целевой узел PDSN и создает одно R-P соединение с этим целевым узлом PDSN для каждого сервиса. Для каждого установленного таким образом R-P соединения целевой узел PDSN пытается установить Р-Р соединение с исходным узлом PDSN. Исходный узел PDSN применяет все существующие контексты канального уровня (например, протокол соединения «точка-точка» (РРР) и сжатие) до отправки пакетов данных на целевой узел PDSN посредством Р-Р соединения. Схема потока сообщений верхнего уровня для такого типа хэндовера между узлами PDSN показана на фиг.1В, где Src означает «исходный» и Tgt означает «целевой».
Как объясняется в деталях дальше, эта традиционная методика выполнения хэндовера между узлами PDSN не рассматривает вопрос о том, как можно обеспечить качество обслуживания QoS в R-P сети и во внешней сети во время и после хэндовера. Качество обслуживания QoS, запрашиваемое мобильным узлом, может включать определенные скорость передачи данных и коэффициент ошибок и, в общем случае, может устанавливать определенную пропускную способность, основанную на приложении. Например, мобильный узел может запрашивать различное качество обслуживания для VoIP приложений (приложений передачи голосового трафика по IP, требующих малой задержки) и для приложений обычного просмотра веб-страниц или приложений загрузки потокового видео.
Более конкретно, при использовании традиционной процедуры быстрого хэндовера между узлами PDSN и после того как Р-Р соединение установлено, целевой узел PDSN не имеет сведений о требованиях QoS мобильного узла или о политике QoS, которую следует применить к сервису. В результате этого недостатка не может поддерживаться QoS Интернет-протокола (IP) в R-P сети между целевой радиосетью и целевым узлом PDSN, также как и в сети между исходным узлом PDSN и целевым узлом PDSN для пакетного трафика, передаваемого в обратном направлении.
Отметим, что в текущей практике, представляющей наибольший интерес с точки зрения предпочтительных вариантов осуществления изобретения, сообщение-запрос на хэндовер, посылаемое из исходной радиосети в целевую радиосеть, может нести один связанный с QoS параметр: «приоритет пакетов негарантированного режима», который указывает приоритет негарантированного обслуживания пакетных данных, как определено в 3GPP2 A.S0014-B, версия 1.0, раздел 4.2.41. Однако информация, содержащаяся в этом поле, является недостаточной для целевого узла PDSN, чтобы получить политику QoS для мобильного узла.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления данного изобретения преодолены вышеупомянутые и прочие проблемы, а также реализованы другие преимущества.
Система согласно варианту осуществления данного изобретения предоставляет способ сопоставления с экземпляром сервиса для соединения мобильной станции (MS), сети радиодоступа (RAN) и узла обслуживания пакетных данных (PDSN) путем обмена идентификаторами между объектами, вовлеченными в соединения.
Таким образом, в первом аспекте данное изобретение предоставляет способ сопоставления соединения мобильной станции, сети радиодоступа и узла PDSN с экземпляром сервиса. Способ включает прием с мобильной станции сообщения 3GPP2-RSVP Resv, сообщение содержит запрос множества QoS атрибутов и множество шаблонов фильтра трафика; прием идентификатора запроса (Request Identificator, RI), созданного мобильной станцией; обработку запрошенного множества QoS атрибутов; извлечение из множества QoS атрибутов по меньшей мере одного атрибута, имеющего отношение к радиодоступу; создание множества параметров службы переноса информации; запрос сети радиодоступа на создание канала переноса информации, основанного на множестве параметров службы переноса информации; предоставление идентификатора запроса (RI) для сети радиодоступа; прием подтверждения от сети радиодоступа; прием сообщения об установлении, включающего множество QoS атрибутов, разрешенных сетью радиодоступа, и идентификатор ссылки на сервис; сопоставление соединения с сетью радиодоступа и отправку сообщения-подтверждения на мобильную станцию, при этом сообщение-подтверждение включает множество QoS атрибутов, разрешенных сетью радиодоступа, идентификатор ссылки на сервис и Идентификатор Запроса.
Во втором аспекте данное изобретение предоставляет способ сопоставления соединения мобильной станции, сети радиодоступа и узла PDSN с экземпляром сервиса. Способ включает прием с мобильной станции сообщения о резервировании, сообщение о резервировании включает запрос множества QoS атрибутов и множество шаблонов фильтра трафика; обработку запрошенного множества QoS атрибутов; извлечение из множества QoS атрибутов по меньшей мере одного атрибута, имеющего отношение к радиодоступу; создание множества параметров службы переноса информации; запрос сети радиодоступа на создание канала переноса информации, основанного на множестве параметров службы переноса информации; предоставление идентификатора соединения (Connection Identifier, CI); прием подтверждения от сети радиодоступа; прием сообщения об установлении, включающего множество QoS атрибутов, разрешенных сетью радиодоступа, и идентификатор ссылки на сервис; сопоставление соединения с сетью радиодоступа и отправку сообщения-подтверждения на мобильную станцию, сообщение-подтверждение включает множество QoS атрибутов, разрешенных сетью радиодоступа, и идентификатор ссылки на сервис.
В третьем аспекте данное изобретение предоставляет способ сопоставления соединения мобильной станции (MS), сети радиодоступа (RAN) и узла обслуживания пакетных данных (PDSN) с экземпляром сервиса. Способ включает прием на узле PDSN от мобильной станции сообщения о запросе на резервирование, включающего множество QoS атрибутов и Идентификатор Запроса (RI), созданный мобильной станцией; обработку запрошенного множества QoS атрибутов и создание на их основании множества QoS параметров службы переноса информации; отправку запроса в сеть радиодоступа на установление канала переноса информации, основанного по меньшей мере частично на множестве QoS параметров службы переноса информации, запрос на установление канала включает Идентификатор Запроса (RI); отправку сообщения об установлении экземпляра сервиса на мобильную станцию от сети радиодоступа, сообщение об установлении экземпляра сервиса включает QoS параметры канального уровня, разрешенные сетью радиодоступа, и Идентификатор Запроса (RI); отправку сообщения с запросом на установление соединения RAN-PDSN из сети радиодоступа на узел PDSN, это сообщение включает Идентификатор Запроса (RI), сопоставление на узле PDSN соединения RAN-PDSN с идентификатором запроса (RI), полученным от мобильной станции в сообщении с запросом на резервирование, и отправку сообщения о подтверждении резервирования на мобильную станцию, при этом сообщение о подтверждении резервирования включает Идентификатор Запроса (RI).
В следующем аспекте данного изобретения предлагается мобильная станция для работы с сетью радиодоступа и узлом PDSN. Мобильная станция включает средства для отправки на узел PDSN сообщения о запросе на поток, включающего информацию, определяющую желаемое качество обслуживания (QoS) для потока и Идентификатор Запроса Потока, созданный мобильной станцией для идентификации запроса на поток; средства для приема из сети радиодоступа информации, определяющей по меньшей мере разрешенные QoS параметры, и Идентификатора Запроса Потока, а также для приема сообщения о подтверждении запроса потока от узла PDSN, данное сообщение включает Идентификатор Запроса Потока.
В еще одном аспекте данное изобретение предоставляет способ работы мобильной станции с сетью радиодоступа и узлом PDSN, включающий отправку на узел PDSN сообщения о запросе потока, включающего информацию, определяющую желаемое качество обслуживания (QoS) для потока и Идентификатор Запроса Потока, созданный мобильной станцией для идентификации запроса потока; прием из сети радиодоступа информации, определяющей по меньшей мере разрешенные QoS параметры, и Идентификатора Запроса Потока и прием сообщения о подтверждении запроса потока от узла PDSN, при этом сообщение о подтверждении запроса потока также включает Идентификатор Запроса Потока.
В другом аспекте данное изобретение предлагает компьютерный программный продукт, физически реализованный на читаемом компьютером носителе данных и включающий программные инструкции, исполнение которых управляет работой мобильной станции с сетью радиодоступа и узлом PDSN, включая операции отправки на узел PDSN сообщения о запросе потока, включающего информацию о желаемом качестве обслуживания (QoS) для потока и Идентификатор Запроса Потока, созданный мобильной станцией для идентификации запроса потока; прием от сети радиодоступа информации, определяющей по меньшей мере разрешенные QoS параметры, и Идентификатора Запроса Потока и прием сообщения о подтверждении запроса потока от узла PDSN, данное сообщение также включает Идентификатор Запроса Потока.
В другом аспекте данное изобретение предлагает способ сопоставления соединения мобильной станции, сети радиодоступа и узла PDSN с экземпляром сервиса. Способ включает прием на узле PDSN от мобильной станции сообщения о запросе на резервирование, сообщение о запросе на резервирование включает запрос определенного качества обслуживания и множество шаблонов фильтра трафика; обработку запроса QoS и создание на основе этого QoS параметров службы переноса информации; отправку в сеть радиодоступа запроса на создание канала, основанного по меньшей мере частично на QoS параметрах службы переноса информации, при этом запрос на создание канала включает идентификатор соединения (СI), и прием подтверждения от сети радиодоступа, при этом подтверждение включает разрешенные QoS параметры, идентификатор ссылки на сервис (SR_ID) и идентификатор соединения (СI).
В еще одном аспекте данное изобретение предлагает узел PDSN для работы с мобильной станцией и сетью радиодоступа, включающий средства обработки, реагирующие на получение сообщения о запросе на резервирование от мобильной станции, сообщение о запросе на резервирование включает запрос определенного качества обслуживания (QoS) и множество шаблонов фильтра трафика, для обработки запроса на качество обслуживания и создания на его основе QoS параметров службы переноса информации; средства для отправки в сеть радиодоступа запроса на установление канала переноса информации, основанного по меньшей мере частично на QoS параметрах службы переноса информации, запрос на установление канала включает идентификатор соединения (СI); и средства для приема подтверждения от сети радиодоступа, данное подтверждение включает разрешенные QoS параметры, идентификатор ссылки на сервис (SR_ID) и идентификатор соединения (СI).
В другом аспекте данное изобретение предлагает компьютерный программный продукт, физически реализованный на читаемом компьютером носителе данных и включающий программные инструкции, исполнение которых управляет работой узла PDSN с мобильной станцией и сетью радиодоступа, включая операции: в ответ на прием сообщения о запросе на резервирование от мобильной станции, данное сообщение о запросе на резервирование включает запрос на определенное качество обслуживания (QoS) и множество шаблонов фильтра трафика, обработку запроса на качество обслуживания (QoS) и создание на его основе QoS параметров службы переноса информации; отправку в сеть радиодоступа запроса на установление канала переноса информации, основанного по меньшей мере частично на QoS параметрах службы переноса информации, данный запрос на установление канала включает идентификатор соединения (СI), и прием подтверждения из сети радиодоступа, данное подтверждение включает разрешенные QoS параметры, идентификатор ссылки на сервис (SR_ID) и идентификатор соединения (СI).
В следующем аспекте данное изобретение предлагает способ выполнения хэндовера мобильного узла от первого узла PDSN, связанного с первой радиосетью, на второй узел PDSN, связанный со второй радиосетью. Способ включает отправку сообщения с запросом на хэндовер из первой радиосети во вторую радиосеть и обмен информацией между второй радиосетью и вторым узлом PDSN и между вторым узлом PDSN и первым узлом PDSN для завершения хэндовера; при этом информация о качестве обслуживания (QoS), связанная с мобильным узлом в первой радиосети, посылается на второй узел PDSN.
В другом аспекте данное изобретение предлагает устройство для выполнения хэндовера мобильного узла от первого узла PDSN, связанного с первой радиосетью, на второй узел PDSN, связанный со второй радиосетью. Устройство включает средства для отправки сообщения с запросом на хэндовер из первой радиосети во вторую радиосеть и средства для обмена информацией между второй радиосетью и вторым узлом PDSN и между вторым узлом PDSN и первым узлом PDSN для выполнения хэндовера; при этом информация о качестве обслуживания (QoS), связанная с мобильным узлом в первой радиосети, посылается на второй узел PDSN.
В следующем аспекте данное изобретение предлагает компьютерный программный продукт, физически реализованный на читаемом компьютером носителе данных и включающий программные инструкции для выполнения хэндовера мобильного узла от первого узла PDSN, связанного с первой радиосетью, на второй узел PDSN, связанный со второй радиосетью. Компьютерный программный продукт выполняет операции отправки сообщения с запросом на хэндовер из первой радиосети во вторую радиосеть и обмена информацией между второй радиосетью и вторым узлом PDSN и между вторым узлом PDSN и первым узлом PDSN для выполнения хэндовера; при этом информация о качестве обслуживания (QoS), связанная с мобильным узлом в первой радиосети, посылается на второй узел PDSN.
В следующем аспекте данное изобретение предлагает узел PDSN, который включает средства для приема информации о качестве обслуживания (QoS), связанной с мобильным узлом в исходной радиосети, средства для определения QoS политики для мобильного узла, основанной по меньшей мере частично на принятой информации по качеству обслуживания (QoS); и средства для отправки QoS политики в целевую радиосеть, в которую выполняется хэндовер мобильного узла, при этом узел PDSN взаимодействует с указанной целевой радиосетью посредством R-P соединения.
В еще одном аспекте данное изобретение предлагает радиосеть, связанную с узлом PDSN и включающую средства для отправки в целевую радиосеть информации по качеству обслуживания (QoS) для мобильного узла, в случае функционирования в качестве исходной радиосети при хэндовере мобильного узла в целевую радиосеть; и, в случае функционирования в качестве целевой радиосети, средства для отправки QoS информации, принятой из исходной радиосети, на целевой узел PDSN, и для приема QoS политики для мобильного узла от целевого узла PDSN, при этом QoS политика по меньшей мере частично определяется по QoS информации, отправленной на целевой узел PDSN.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеупомянутые и другие аспекты вариантов осуществления данного изобретения, предпочтительных в настоящее время, будут более понятны из их последующего подробного описания вместе с приложенными чертежами.
Фиг.1А - это схема сессии, показывающая обычную процедуру согласования качества обслуживания в сети CDMA 2000;
Фиг.1В - это схема потока сообщений, показывающая традиционную процедуру быстрого хэндовера между узлами PDSN;
Фиг.2 - это схема потока сообщений, также называемая схемой сессии, показывающая использование идентификатора запроса (Request ID, RI) между мобильной станцией, сетью радиодоступа и узлом PDSN для согласования множества процедур между собой;
Фиг.3 - это схема сессии, показывающая использование идентификатора соединения (Connection ID, CI) в R-P интерфейсе для согласования множества процедур;
Фиг.4 - блок-схема не ограничивающего изобретение варианта осуществления коммуникационной системы, которая пригодна для применения данного изобретения на практике;
Фиг.5 - это схема потока сообщений, также называемая схемой сессии, первого варианта осуществления быстрого хэндовера между узлами PDSN с поддержкой QoS для случая инициирования радиосетью;
Фиг.6 - это схема потока сообщений второго варианта осуществления быстрого хэндовера между узлами PDSN с поддержкой QoS для случая инициирования радиосетью;
Фиг.7 - это схема потока сообщений для первого варианта осуществления быстрого хэндовера между узлами PDSN с поддержкой QoS для случая инициирования узлом PDSN; и
Фиг.8 - это схема потока сообщений для второго варианта осуществления быстрого хэндовера между узлами PDSN с поддержкой QoS для случая инициирования узлом PDSN.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В качестве введения рассмотрим фиг.4, чтобы показать подходящий технический контекст, в рамках которого варианты осуществления данного изобретения могут быть реализованы и использованы.
Более конкретно, фиг.4 - это упрощенная блок-схема беспроводной коммуникационной системы 1, такой как сеть типа CDMA 2000, которая подходит для практического применения данного изобретения. Описание фиг.4 представлено с целью поместить данное изобретение в подходящий технический контекст. Однако следует понимать, что специфическую сетевую архитектуру и топологию, показанную на фиг.4, не следует трактовать в смысле, ограничивающем данное изобретение, так как данное изобретение может применяться в сетях, имеющих архитектуру и топологию, которые отличаются от показанной на фиг.4. Более того, основные концепции данного изобретения могут также применяться для реализации мобильной IP-сети при любой технологии доступа и, таким образом, не ограничиваются использованием только в сетях CDMA. По существу, при чтении последующего описания следует понимать, что хотя некоторые аспекты и терминология описания специфичны для сетей CDMA, описание не следует понимать в ограничивающем реализацию, использование и применение данного изобретения смысле.
Беспроводная коммуникационная система 1, показанная на фиг.1, включает по меньшей мере один мобильный узел или мобильную станцию 10. Мобильная станция 10 может являться или включать в себя сотовый телефон или другой тип мобильного терминала (МТ), имеющего возможность беспроводной коммуникации, включая (но не ограничиваясь этим) портативные компьютеры, PDA, Интернет-устройства, игровые устройства, графические устройства и устройства, имеющие комбинацию этих и/или других выполняемых функций. Предполагается, что мобильная станция 10 совместима с форматами и протоколами сигналов физического и более высоких уровней, используемых сетью 12, и способна связываться с сетью 12 посредством беспроводного соединения 11. В вариантах осуществления данного изобретения, предпочтительных в настоящее время, беспроводное соединение 11 является радиолинией, хотя в других вариантах беспроводное соединение 11 могло бы быть оптической линией связи.
В традиционном смысле сеть 12 включает центр коммутации мобильной связи (MSC) 14, связанный посредством интерфейса IS-41/Map с визитным регистром местонахождения (VLR) 16. Регистр VLR 16, в свою очередь, связан посредством интерфейса IS-41/Map с сетью ОКС-7 18 и оттуда с опорным регистром местонахождения (HLR) 20, который связан с сетью домашнего провайдера мобильной станции 10. MSC 14 также связан посредством интерфейса А1 (для трафика с коммутацией каналов (CS) и коммутацией пакетов (PS)) и посредством интерфейса А5/А2 (только для CS сервисов) с первой сетью радиодоступа, также называемой радиосетью 22А. Первая радиосеть 22А включает базовую станцию (BS) 24A, которая включает базовую приемопередающую станцию (BTS) и центр (контроллер) базовой станции (BSC), который связан посредством интерфейса А8/А9 с функциональным объектом управления пакетами (PCF) 26A. PCF 26A связан посредством R-P (PDSN/PCF) интерфейса 27 (также называемого интерфейсом А10/А11) с первым узлом PDSN 28A и оттуда с IP-сетью 30 (посредством интерфейса Pi). Узел PDSN 28A также связан с узлом 32 визитного доступа, авторизации и учета (ААА) посредством Pi и интерфейса службы дистанционной идентификации пользователей коммутируемых соединений (RADIUS), который, в свою очередь, связан с IP-сетью 30 посредством интерфейса RADIUS.
Также посредством интерфейса RADIUS связаны с IP-сетью 30 узел ААА 34 домашней IP-сети и узел ААА 36 IP-сети брокера. Домашний агент 38 (Home Agent, НА) домашней сети / сети домашнего провайдера доступа / частной сети связан с IP-сетью посредством мобильного IPv4 интерфейса. В соответствии с RFC3220 домашний агент 38 (НА) является маршрутизатором в домашней сети мобильного узла (мобильной станции 10 в этом описании), который туннелирует датаграммы для доставки на мобильный узел, когда он находится вне домашней сети, и который поддерживает информацию о текущем местоположении мобильного узла.
Также, как показано на фиг.4, может существовать вторая радиосеть 22В, которая связана с первой радиосетью 22А посредством интерфейса А3/А7. Вторая радиосеть 22В включает базовую станцию BS 24B и функциональный объект PCF 26В управления пакетами и связана со вторым узлом PDSN 28В обслуживания пакетных данных. Узел PDSN 28A и узел PDSN 28В связаны вместе посредством Р-Р интерфейса 29 (PDSN-PDSN интерфейс, определенный в IS835C).
Варианты осуществления данного изобретения предоставляют подход, основанный на идентификации запросов, для согласования различных процедур друг с другом, чтобы мобильная станция 10, сеть радиодоступа 22 и узел PDSN 28 имели информацию о том, какой запрос связан с каким экземпляром сервиса.
Заметим, что возможным решением проблем, рассмотренных выше, могло бы быть разрешение мобильной станции посылать другое сообщение RESV на узел PDSN после шага 108, показанного на фиг.1. Это добавочное сообщение RESV должно содержать, по меньшей мере, шаблоны фильтра трафика TFT и связанный с ними идентификатор SR_ID. Однако такой подход потребовал бы от узла PDSN посылать сообщение RESV_CONF в качестве ответа на сообщение RESV. Как можно понять, такой подход нежелателен, так как он порождает дополнительную задержку и трафик.
Предпочтительные в настоящее время решения проблем, описанных выше, предоставляются вариантами осуществления данного изобретения. Первое решение показано на фиг.2, оно разрешает обе описанные выше проблемы путем использования единого идентификатора запроса (Request Id, RI) в процедурах между мобильной станцией 10, сетью радиодоступа 22 и узлом PDSN (28). Второе решение показано на фиг.3, оно решает проблему, связанную с тем случаем, когда узел PDSN 28 посылает сообщение об обновлении R-P для проверки доступности ресурсов, а SR_ID не назначен. Эта проблема решается добавлением идентификатора соединения (Connection_ID, CI) по R-P интерфейсу для сопоставления экземпляра сервиса с процедурой преобразования потока.
На фиг.2 показана схема сессии 200, поясняющая решение обеих описанных выше проблем путем использования единого идентификатора запроса во всех процедурах между мобильной станцией 10, сетью радиодоступа 22 и узлом PDSN 28.
На шаге 201 после обмена информацией уровня приложения (не показано на схеме), мобильная станция 10 посылает на узел PDSN 28 сообщение Resv согласно 3GPP2-RSVP, содержащее атрибуты QoS и шаблоны фильтра трафика (TFT) в объекте 3GPP2 и для получателя, и для отправителя. Формируется Идентификатор Запроса и передается в сообщении Resv. Предпочтительно, чтобы Идентификатор Запроса был уникальным для каждого преобразования потока и сигнализации QoS от мобильной станции 10.
На шаге 202 после успешной авторизации запрошенных атрибутов QoS узел PDSN 28 обрабатывает запрос, извлекает параметры QoS, относящиеся к радиоканалу, и формирует параметры QoS службы переноса информации cdma2000. Узел PDSN 28 запрашивает сеть радиодоступа 22 установить канал переноса информации с соответствующими параметрами QoS (QoS канального уровня). Идентификатор Запроса, созданный мобильной станцией 10, также включается в запрос, направляемый к радиосети 22.
На шаге 203 сеть радиодоступа 22 подтверждает прием сообщения об обновлении сессии, и на шаге 204 сеть радиодоступа 22 использует свою функцию управления ресурсами, чтобы определить, может ли она удовлетворить запрос, и запрашивает создание для мобильной станции 10 экземпляра сервиса с разрешенным качеством обслуживания QoS канального уровня и присвоенным идентификатором ссылки на сервис SR_ID. Вместе с SR_ID на мобильную станцию 10 посылается обратно Идентификатор Запроса, созданный мобильной станцией 10, чтобы мобильная станция 10 могла определить, что созданный экземпляр сервиса предназначен для потока, TFT которого отправлен в соответствующем сообщении Resv.
На шаге 205 мобильная станция 10 принимает запрос.
На шаге 206 после приема подтверждения приема сообщения об установлении экземпляра сервиса от мобильной станции 10 сеть радиодоступа 22 посылает сообщение об установлении R-P на узел PDSN 28. Это сообщение может содержать фактически предоставленные параметры QoS в случае, если запрошенные параметры QoS не могут быть предоставлены, а также Идентификатор Запроса и идентификатор сервиса (SR_ID). Узел PDSN 28 использует Идентификатор Запроса, чтобы связать соединение R-P с сообщением Resv.
На шаге 207 узел PDSN подтверждает сообщение об установлении R-Р. Также узел PDSN 28 отправляет на мобильную станцию 10 сообщение ResvConf, которое содержит разрешенные параметры QoS, SR_ID и Идентификатор Запроса (шаг 208).
На фиг.3 показана схема сессии 300, поясняющая решение проблемы, когда мобильная станция 10 не имеет достаточной информации, которая позволила бы ей связать сигнализацию QoS более высокого уровня (то есть сигнализацию RESV) с экземпляром сервиса, так как SR_ID присваивается только во время вспомогательной процедуры установки экземпляра сервиса, как показано на шаге 104 на фиг.1. Фиг.3 поясняет решение, которое использует Идентификатор Соединения по интерфейсу R-P 27 для согласования множества процедур между мобильной станцией 10, сетью радиодоступа 22 и узлом PDSN 28.
На шаге 301 после обмена информацией уровня приложения (не показано на схеме), мобильная станция 10 отправляет на узел PDSN 28 сообщение Resv по протоколу 3GPP2-RSVP, содержащее атрибуты QoS и шаблоны фильтра трафика (TFT) и для получателя, и для отправителя в объекте 3GPP2.
На шаге 302 после успешной авторизации запрошенных атрибутов QoS узел PDSN 28 обрабатывает запрос, извлекает параметры QoS, связанные с радиоканалом, и формирует параметры QoS службы переноса информации cdma2000. Узел PDSN 28 запрашивает сеть радиодоступа 22 установить канал переноса информации с соответствующими параметрами QoS (QoS канального уровня). Формируется Идентификатор Соединения и передается в сообщении об обновлении R-P. Предпочтительно, Идентификатор Соединения уникален для каждого экземпляра сервиса.
На шаге 303 сеть радиодоступа 22 подтверждает сообщение об обновлении сессии, и на шаге 304 сеть радиодоступа 22 использует свой блок управления ресурсами для того, чтобы определить, может ли она удовлетворить запрос, и запрашивает установление экземпляра сервиса для мобильной станции с разрешенным QoS канального уровня и присвоенным SR_ID.
Мобильная станция 10 принимает запрос (шаг 305).
На шаге 306 после приема подтверждения (SI Setup Ack) от мобильной станции 10 сеть радиодоступа 22 посылает сообщение об установлении R-P, при этом сообщение может содержать фактически предоставленные параметры QoS (в случае, если запрошенные параметры QoS не могут быть предоставлены) вместе с идентификатором SR_ID и Идентификатором Соединения, назначенным узлом PDSN 28 в сообщении об обновлении R-P. Идентификатор Соединения используется узлом PDSN 28 для сопоставления сообщения об установлении R-P с сообщением об обновлении R-P и, следовательно, для сопоставления SR_ID, переносимого в сообщении об установлении R-P, с сообщением Resv, которое инициирует сообщение об обновлении R-P.
На шаге 307 узел PDSN 28 подтверждает прием сообщения об установлении R-P и на шаге 308 посылает на мобильную станцию 10 сообщение ResvConf, которое содержит разрешенные параметры QoS и соответствующий идентификатор SR_ID.
Следует понимать, что один из аспектов данного изобретения относится по меньшей мере к одному компьютерному программному продукту, который физически реализован на читаемом компьютером носителе данных и который включает в себя программные инструкции для управления работой мобильного узла 10 с узлом PDSN 28 и сетью радиодоступа 22. Компьютерный программный продукт может находиться в мобильной станции 10, узле PDSN 28 и сети радиодоступа 22 и/или распределяться между мобильной станцией 10, узлом PDSN 28 и сетью радиодоступа 22 для исполнения имеющимися в них процессорами для обработки данных (например, показанными как Контроллеры (Cont) в каждом узле PDSN 28 на фиг.4). Предполагается, что радиосети 22 и мобильные станции 10 также включают подходящие Контроллеры и Интерфейсы для выполнения операций в соответствии с вариантами осуществления данного изобретения.
В одном из не ограничивающих изобретение вариантов его осуществления компьютерный программный продукт включает программные инструкции, исполнение которых управляет работой мобильной станции 10 с сетью радиодоступа 22 и узлом PDSN 28 для выполнения операций: отправки на узел PDSN 28 сообщения запроса потока, включающего информацию о желаемом QoS для потока, и Идентификатор Запроса Потока, созданный мобильной станцией 10 для идентификации запроса потока; приема от сети радиодоступа 22 информации о разрешенных параметрах QoS и Идентификатора Запроса Потока; и приема сообщения о подтверждении запроса потока от узла PDSN 28, указанное сообщение также включает Идентификатор Запроса Потока.
В другом не ограничивающем изобретение варианте его осуществления компьютерный программный продукт включает программные инструкции, исполнение которых управляет работой узла PDSN 28 с мобильной станцией 10 и сетью радиодоступа 22 для выполнения следующих операций: в ответ на получение сообщения с запросом на резервирование от мобильной станции 10 (данное сообщение с запросом на резервирование включает запрос определенного качества обслуживания и множество шаблонов фильтра трафика) - обработку запроса на QoS и создание на его основе параметров QoS службы переноса информации; отправку в сеть радиодоступа 22 запроса на создание канала переноса информации, основанного по меньшей мере частично на параметрах QoS службы переноса информации (этот же запрос включает в себя Идентификатор Соединения), и прием подтверждения от сети радиодоступа 22, при этом подтверждение включает разрешенные параметры QoS, SR_ID и Идентификатор Соединения.
Далее описываются варианты осуществления данного изобретения, которые обращаются к другим проблемам, описанным выше, и предоставляют улучшенную технику быстрого хэндовера между узлами PDSN, которая предоставляет поддержку QoS во время и после хэндовера.
Исключительно в целях описания данного изобретения, но не для его ограничения, на фиг.4 первый узел PDSN 28А может рассматриваться как исходный узел PDSN (Src-PDSN), а второй узел PDSN 28 В может рассматриваться как целевой узел PDSN (Tgt-PDSN) относительно мобильного узла 10. Подобным же образом соответствующие базовая станция BS и функциональный объект PCF управления пакетами могут рассматриваться как исходная BS 24A и исходный PCF 26A, и целевая BS 24В и целевой PCF 26В. Также радиосети 22А и 22В могут рассматриваться, соответственно, как исходная и целевая радиосети, в соответствии с терминологией используемой на фиг.5-8.
Также предпочтительные варианты осуществления данного изобретения предоставляют подходы к тому, чтобы сделать возможным поддержку QoS в сети R-P 27 между целевой радиосетью 22В и целевым узлом PDSN 28В, также как в интерфейсе Р-Р 29 между исходным узлом PDSN 28A и целевым узлом PDSN 28B, во время хэндовера между узлами PDSN 28.
Первый из предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления использует подход «от радиосети», при котором при получении сообщения, связанного с хэндовером, от исходной радиосети 22А, целевая радиосеть 22В посылает на целевой узел PDSN 28B информацию по качеству обслуживания QoS мобильного узла 10, которая инициирует настройку узлом PDSN 28B качества обслуживания по интерфейсу Р-Р 29 между исходным узлом PDSN 28A и целевым узлом PDSN 28B, а также по соединению R-P 27 между целевой радиосетью 22В и целевым узлом PDSN 28B.
Второй из предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления использует подход «от узла PDSN», при котором запущенный установкой соединения Р-Р 29 узел PDSN 28A отправляет на целевой узел PDSN 28B информацию по качеству обслуживания QoS мобильного узла 10, которая инициирует настройку узлом PDSN 28B качества обслуживания в соединении Р-Р 29 между исходным узлом PDSN 28A и целевым узлом PDSN 28B, а также в соединении R-P 27 между целевой радиосетью 22В и целевым узлом PDSN 28B.
В отличие от традиционной практики, в которой сообщение с запросом на хэндовер, посылаемое из исходной радиосети в целевую радиосеть, несет только один связанный с QoS параметр «режим негарантированного приоритета пакетов» для обозначения приоритета негарантированного обслуживания пакетных данных, предпочтительные варианты осуществления данного изобретения несут информацию, связанную с QoS, от исходной радиосети 22А (для вариантов на фиг.5 и 6) или от исходного узла PDSN 28A (для вариантов на фиг.7 и 8), достаточную для того, чтобы целевой узел PDSN 28B получил политику QoS для мобильного узла 10.
В общем, следует заметить, что политика QoS, которая обеспечивается узлом PDSN (или функцией PCF), может до некоторой степени зависеть от поставщика услуг. Однако, в общем случае, чем больше информации по качеству обслуживания QoS предоставлено, тем более точна будет созданная политика QoS. В качестве не ограничивающих изобретение примеров, информация по качеству обслуживания, отправляемая исходной радиосетью 22А или исходным узлом PDSN 28A, в соответствии с вариантами осуществления данного изобретения может включать следующие параметры: среднюю скорость передачи битов, которая может помочь целевому узлу PDSN 28B в определении политики формирования трафика; класс трафика; и/или требования к задержке, последние два параметра могут помочь целевому узлу PDSN 28B в определении политики присвоения кода дифференцированной услуги (Diffserv Code Point, DSCP). Дополнительно также может посылаться приоритет. Таким образом, в соответствии с вариантами осуществления данного изобретения ссылка на «информацию по качеству обслуживания (QoS)» подразумевает по меньшей мере один параметр, связанный с QoS, который может быть использован целевым узлом PDSN 28B при создании политики QoS для мобильного узла 10.
Далее со ссылками на фиг.5-8 описаны две предпочтительные в настоящее время улучшенные техники выполнения хэндовера между узлами PDSN, которые предоставляют поддержку QoS во время переключениями между узлами PDSN.
Варианты осуществления «от радиосети»
Предположим, что требования по QoS или политика обеспечения QoS (обычно называемая информацией QoS в последующем описании) экземпляра сервиса поддерживаются исходной радиосетью 22А. Согласно фиг.5, когда инициируется хэндовер, исходная радиосеть 22А отправляет информацию по QoS в целевую радиосеть 22В в сообщении о запросе на хэндовер (вместе с идентификатором запроса сервиса (SR_ID) и любой другой сопутствующей информацией). Далее целевая радиосеть 22В обрабатывает и, если необходимо, модифицирует полученную информацию QoS и пересылает ее на целевой узел PDSN 28B в запросе на установление соединения R-P. Целевой узел PDSN 28B формирует его собственную политику QoS, основанную на информации QoS, присланной из целевой радиосети 22В, и, возможно, на других правилах. Опционально, целевой узел PDSN 28В может также передать политику QoS в целевую радиосеть 22В для использования при предоставлении поддержки QoS в сети R-P 27 для трафика в обратном направлении. Политика QoS может передаваться в ответном сообщении на установление соединения R-P вместе с адресом Р-Р, как показано на фиг.5, или в отдельном сообщении конфигурирования или обновления политики, как показано на фиг.6. Фиг.6 показывает не ограничивающий изобретение пример, когда информация QoS отправляется в сообщении на обновление R-P, посылаемом от целевого узла PDSN 28B в целевую радиосеть 22В. Следует отметить, что в варианте осуществления изобретения на фиг.6 процедуры установки соединения Р-Р и обновления соединения R-P могут выполняться параллельно.
Следует отметить, что когда исходная радиосеть 22А отправляет информацию QoS в целевую радиосеть 22В в сообщении о запросе хэндовера, на самом деле сообщение о запросе хэндовера может посылаться посредством другого сетевого элемента, например, такого как центр коммутации мобильной связи MSC 14.
Варианты осуществления «от узла PDSN».
В соответствии со вторым предпочтительным вариантом осуществления данного изобретения исходный узел PDSN 28A передает информацию QoS для экземпляра сервиса на целевой узел PDSN 28B. В этом случае, как показано на фиг.7, условным событием для инициации отправки информации QoS является запрос на установление соединения Р-Р, который посылается исходным узлом PDSN 28A. Информация QoS может передаваться в ответном сообщении на установление соединения Р-Р, как показано на фиг.7, или в отдельном сообщении конфигурирования или обновления политики, как показано на фиг.8 (в данном не ограничивающем изобретение примере информацию QoS передают в сообщении об обновлении Р-Р, посылаемом исходным узлом PDSN 28A). Опционально, целевой узел PDSN 28B может передать политику QoS в целевую радиосеть 22В в сообщении конфигурирования или обновления политики. Следует отметить, что в примере, показанном на фиг.8, процедуры обновления соединения Р-Р и обновления соединения R-P могут выполняться параллельно.
В другом варианте осуществления данного изобретения другое сообщение (не об установлении соединения Р-Р) может использоваться для запуска, и, соответственно, другое сообщение или сообщения могут использоваться для передачи информации QoS.
Должно быть понятно, что одним не ограничивающим изобретение преимуществом, которое достигается использованием вариантов осуществления данного изобретения, является поддержка QoS в интерфейсе Р-Р 29 между исходным узлом PDSN 28A и целевым узлом PDSN 28В, а также в соединении R-P 27 между целевой радиосетью 22В и целевым узлом PDSN 28B. Без использования данного изобретения при хэндовере трафик в обе стороны от мобильного узла 10 по сетям и соединениям, рассмотренным выше, может получить только обслуживание «наилучших усилий», в противоположность требуемому или запрошенному мобильным узлом 10 качеству обслуживания. Таким образом, варианты осуществления данного изобретения обеспечивают улучшение выполнения хэндовера между узлами PDSN.
Также следует понимать, что аспект данного изобретения относится как минимум к одному компьютерному программному продукту, который реализован на читаемом компьютером носителе данных и который включает в себя программные инструкции для выполнения хэндовера мобильного узла 10 от первого (исходного) узла PDSN 28A, связанного с первой (исходной) радиосетью 22А, на второй (целевой) узел PDSN 28B, связанный со второй (целевой) радиосетью 22В. Компьютерный программный продукт, который может быть распределен между исходной и целевой радиосетями и узлами PDSN для исполнения их соответствующими процессорами (показанными как контроллеры в каждом из узлов PDSN 28 на фиг.4), выполняет операции, которые включают отправку сообщения о запросе хэндовера из первой радиосети 22А во вторую радиосеть 22В; взаимодействие между второй радиосетью 22В и вторым узлом PDSN 28B, а также между вторым узлом PDSN 28B и первым узлом PDSN 28A, для завершения хэндовера. В соответствии с предпочтительными вариантами осуществления данного изобретения информация QoS, связанная с мобильным узлом 10 в первой радиосети 22А, отправляется на второй узел PDSN 28В. Узлы PDSN 28 также включают подходящие интерфейсы R-P и Р-Р, показанные на фиг.4, для отправки и приема информации в соответствии с данным изобретением. Предполагается, что радиосети 22 также включают подходящие контроллеры и интерфейсы для выполнения операций в соответствии с вариантами осуществления данного изобретения.
В настоящей заявке под «множеством» подразумевается «один или больше».
Предшествующее описание, посредством не ограничивающих изобретение примеров, дает полное и информативное описание лучших методов и устройств, предлагаемых в настоящее время изобретателем для осуществления изобретения. Однако различные модификации и адаптации могут быть очевидны для специалистов в соответствующей области, ознакомившихся с предшествующим описанием в сочетании с прилагаемыми чертежами и формулой изобретения. Например, специалисты могут попытаться использовать другие похожие или эквивалентные типы сообщений и форматы сигнализации. То есть, хотя варианты осуществления данного изобретения были определены в контексте системы cdma2000 и используют определенные типы сообщений и имена сообщений, связанные с системой cdma2000, в других вариантах осуществления изобретения могут применяться другие типы сообщений и имена сообщений. Однако все эти и подобные модификации данного изобретения находятся в рамках вариантов осуществления данного изобретения.
Кроме того, некоторые из признаков предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения могут быть с выгодой использованы без соответствующего использования других признаков. По существу, предшествующее описание должно рассматриваться только как иллюстрация принципов, концепций и вариантов осуществления данного изобретения, но не в смысле их ограничения.