Настоящее изобретение относится к способу и системе для управления сетью радиосвязи и контроллером радиосети. Более конкретно, изобретение относится к процедуре переключения каналов связи в системе сотовой связи. Изобретение может быть с выгодой применено в широкополосных радиосетях, которые предлагают услуги стационарной сети своим пользователям.
Ниже описан предшествующий уровень техники сначала посредством иллюстрации работы популярной системы сотовой связи второго поколения и, в особенности, переключения канала связи, или смены активных базовых станций, обслуживающих мобильную станцию, перемещающуюся в области охвата сети сотовой связи. Затем раскрыты характеристики новых систем сотовой связи третьего поколения и проблемы, относящиеся к решению о переключении канала связи в предшествующем уровне техники.
Предшествующий уровень техники; системы сотовой связи второго поколения
Терминал (оконечное устройство) системы сотовой радиосвязи пытается выбирать базовую станцию такую, чтобы работать в зоне охвата указанной базовой станции, или ячейке.
Обычно, выбор был основан на измерении мощности принятого радиосигнала в терминале и базовой станции. Например, в GSM (Глобальная система связи с мобильными объектами) каждая базовая станция передает сигнал по так называемому радиовещательному каналу управления (РКУ, ВССН), и терминалы измеряют мощности принятых РКУ сигналов и на основании этого определяют, какая ячейка является наиболее выгодной относительно качества линии радиосвязи. Базовые станции также передают на терминалы информацию о частотах РКУ, используемых в соседних ячейках так, чтобы терминалы знали, какие частоты они должны "прослушивать", чтобы найти передачи РКУ соседних ячеек.
Фиг. 1 изображает систему сотовой связи второго поколения, которая содержит центр коммутации мобильных телефонов (ЦКМТ, МSС), принадлежащий: основной сети (ОсС, СN) системы сотовой связи, а также контроллеры базовых станций (КБС, ВSС) и базовые станции (БС, ВS), принадлежащие сети доступа к радиосвязи (СДР, RAN), с которой мобильные станции (MC, MS) связаны через интерфейс радиосвязи. Фиг.2 изображает зоны охвата С21-С29 базовых станций БС21-БС29 системы сотовой связи второго поколения.
В сотовых системах связи второго поколения, таких как GSM, связь между базовыми станциями БС и основной сетью ОсС осуществляется через контроллеры базовых станций КБС. Обычно, один контроллер базовых станций управляет большим количеством базовых станций так, что при перемещении терминалов из области охвата ячейки к области охвата другой ячейки, базовые станции и старой и новой ячейки связаны с одним и тем же контроллером базовых станций. Таким образом, переключение канала связи может быть выполнено в контроллере базовых станций.
Так, в обычной системе GSM, например, имеют место довольно мало переключений канала связи между базовой станцией первого контроллера базовых станций и базовой станцией второго контроллера базовых станций. В этом случае центр коммутации должен освободить соединение с первым контроллером базовых станций и установить новое соединение с новым контроллером базовых станции. Такой случай включает в себя много сигналов сигнализации между контроллерами базовых станций и центром коммутации, и когда расстояние между контроллерами базовых станций и центром коммутации велико, могут происходить нарушения в соединении во время переключения канала связи.
Системы сотовой связи третьего поколения
Структура с переключением каналов связи предшествующего уровня техники подходит для так называемых цифровых систем сотовой радиосвязи второго поколения, таких как GSM и его расширения DCS1800 (Система цифровой связи на 1800 МГц), IS-54 (Промежуточный стандарт 54) и PDC (Персональная цифровая сотовая связь). Однако предполагалось, что в будущих цифровых сотовых системах связи третьего поколения уровни обслуживания, предлагаемых для терминалов ячейками, могут значительно отличаться от одной ячейки к другой. Предложения о системах третьего поколения включают в себя UMTS (Универсальная система мобильной связи, УСМС) и FPLMTS/IMT-2000 (Будущая наземная система мобильной связи общего пользования/Система международной мобильной связи на 2000 МГц). В этих планах ячейки распределены по категориям в соответствии с их размером и характеристикам на пико-, нано-, микро- и макроячейки, а примером уровня обслуживания является скорость передачи битов. Скорость передачи битов является самой высокой в пикоячейках и самой низкой в макроячейках. Ячейки могут перекрываться частично или полностью, и могут существовать различные терминалы, такие, что не все терминалы обязательно способны использовать все уровни обслуживания, предлагаемые ячейками.
Фиг. 3 изображает вариант будущей системы сотовой радиосвязи, которая не является полностью новой по сравнению с известной системой GSM, но которая включает в себя и известные элементы и полностью новые элементы. В современных системах сотовой радиосвязи узкое место, которое препятствует предложению более расширенных услуг терминалам, содержит сеть доступа к радиосвязи СДР, которая включает в себя базовые станции и контроллеры базовых станций. Основная сеть системы сотовой радиосвязи содержит центры коммутации мобильных телефонов (ЦКМТ), другие элементы сети (в GSM, например, SGSN и GGSN, то есть обслуживающий узел поддержки GPRS и шлюзовой узел поддержки GPRS, где GPRS - система предоставления общих услуг пакетной радиосвязи) и связанные системы передачи. Согласно, например, спецификациям GSM+, разработанным GSM, основная сеть может также предоставлять новые услуги.
Основная сеть системы сотовой радиосвязи 30 (фиг.3) содержит основную сеть 31 GSM+, которая имеет три параллельных сети доступа к радиосвязи, связанные с ней. Из них сети 32 и 33 являются сетями доступа к радиосвязи УСМС, а сеть - 34-сетью доступа к радиосвязи GSM+. Показанная сверху сеть доступа к радиосвязи УСМС 32 является, например, коммерческой сетью доступа к радиосвязи, принадлежащей оператору передачи данных, предлагающему услуги мобильной связи, которая одинаково обслуживает всех абонентов указанного оператора передачи данных, показанная ниже сеть доступа к радиосвязи 33 УСМС является, например, частной и находящейся в собственности, например, компании, в чьих владениях работает указанная сеть доступа к радиосвязи.
Обычно ячейки частной сети доступа к радиосвязи 33 являются нано- и/или пикоячейками, в которых могут работать только терминалы служащих указанной компании. Все три сети доступа к радиосвязи могут иметь ячейки различных размеров, предлагающие различные типы услуг. Дополнительно, ячейки всех трех сетей доступа к радиосвязи 32, 33 и 34 могут перекрываться полностью или частично. Скорость передачи битов, используемая в данный момент времени, зависит, помимо всего прочего, от условий канала радиосвязи, характеристик используемых услуг, региональной общей пропускной способности системы сотовой связи и пропускной способности, требуемой другими пользователями. Новые типы сетей доступа к радиосвязи, указанные выше, называют групповыми сетями доступа к радиосвязи (ГСДРС, GRAN). Такая сеть может взаимодействовать с различными типами стационарных основных сетей ОсС и особенно - с сетью GPRS системы GSM. Групповая сеть доступа к радиосвязи (ГСДРС) может быть определена как набор базовых станций (БС) и контроллеров радиосети (KPC, RNC), которые способны обмениваться друг с другом, используя сообщения сигнализации. Ниже в описании групповая сеть доступа к радиосвязи названа для краткости радиосетью ГСДРС.
Терминал 35, изображенный на фиг.3, предпочтительно является так называемый двухмодовым терминалом, который может служить или в качестве терминала GSM второго поколения или в качестве терминала УСМС третьего поколения в соответствии с тем, какие услуги доступны в каждом специфическом местоположении и каковы потребности пользователя в связи. Он может также быть многомодовым терминалом, который может функционировать в качестве терминала нескольких различных систем связи в соответствии с необходимостью и доступными услугами. Сети доступа к радиосвязи и услуги, доступные пользователю, определены в модуле идентификации абонента 36 (МИА, SIM), связанном с терминалом.
Фиг. 4 изображает более подробно основную сеть ОсС системы сотовой связи третьего поколения, содержащую центр коммутации ЦКМТ, и радиосеть ГСДРС, связанную с основной сетью. Радиосеть ГСДРС содержит контроллеры радиосети КРС и базовые станции БС, связанные с ними. Заданный контроллер радиосети КРС и базовые станции, связанные с ним, способны предложить широкополосные услуги, в то время как второй контроллер радиосети и базовые станции, связанные с ним, могут быть способны предложить только обычные узкополосные услуги, но, возможно, охватывающие большие области.
Фиг. 5 изображает области охвата 51а-56а базовых станций 51-56 в системе сотовой связи третьего поколения. Как видно из фиг.5), мобильная станция, перемещающаяся только на короткое расстояние, может выбирать из многих базовых станций для радиосвязи.
Новые системы сотовой связи могут использовать способ так называемого объединения (сложения) сигналов с учетом макроразнесения, относящийся к системе МДКРК (множественного доступа с кодовым разделением каналов, CDMA). Это означает, что для нисходящего пути (базовая станция - терминал) терминал принимает данные пользователя от, по меньшей мере, двух базовых станций и, соответственно, данные пользователя, переданные терминалом, принимают, по меньшей мере, две базовые станции. Тогда вместо одной существуют две или более активных базовых станции, или так называемый активный набор. Используя объединение сигналов с учетом макроразнесения, можно достичь лучшего качества передачи данных, так как мгновенные затухания и возмущения, имеющиеся на данном канале передачи, могут быть скомпенсированы посредством данных, переданных по второму каналу передачи.
Для выбора активного набора активный контроллер радиосети определяет на основе географического положения, например, набор кандидатов из базовых станций, являющийся набором базовых станций, которые используются для определения информации об обшей мощности сигнала, используя, например, пилот-сигнал. Ниже этот набор кандидатов из базовых станций коротко будет называться набором кандидатов (HK, CS). В некоторых системах, таких как IS-41, используют отдельные базовые станции - кандидаты.
Проблемы предшествующего уровня техники
Рассмотрим применение структуры предшествующего уровня техники к предложенной цифровой системе сотовой связи третьего поколения. В системах третьего поколения процедуры переключения канала связи базовой станции и переключения канала связи контроллера радиосети являются более частым явлением, чем в системах второго поколения. Одна из причин этого заключается в том, что размеры ячейки могут быть чрезвычайно малы, и в том, что во время запроса может возникнуть потребность изменить тип обслуживания, например, с узкополосного на широкополосный.
В соответствии с предшествующим уровнем техники переключение канала связи между контроллерами радиосети может быть выполнено таким образом, что соединение для передачи данных пользователя между центром коммутации и так называемым старым активным контроллером радиосети/базовой станцией освобождается, и устанавливается новое соединение между центром коммутации и так называемым новым активным контроллером радиосети/базовой станцией. Затем центр коммутации должен освободить/установить много соединений, которые включают в себя много сигналов сигнализации между центром коммутации и контроллером радиосети. Кроме того, имеются очень много ячеек малого размера в области охвата одного центра коммутации, и в широкополосных применениях количество передаваемых данных пользователя велико. Это предъявляет очень жесткие требования к пропускной способности и быстродействию аппаратных средств центра коммутации, которые в больших системах не могут быть удовлетворены при разумных затратах, используя современную технологию.
Во-вторых, известные системы имеют проблему, заключающуюся в том, как передать сигнализацию и данные основной сети ОсС и сигнализацию радиосети на терминал, перемещающийся в области охвата радиосети. Сигнализация ОсС и данные являются специально предназначенными для терминала, и их маршрутизацию осуществляют через контроллеры радиосети. Сигнализация радиосети может быть предназначена или для терминала или для самой радиосети так, что возможно осуществить оптимальное использование радиоресурсов в области охвата сети. Проблема вызвана перемещающимся терминалом и его влиянием на поток данных в области охвата радиосети.
При использовании объединения сигналов с учетом макроразнесения предшествующий уровень техники также встречается с проблемой, заключающейся в том, что после переключения канала связи между контроллерами радиосети новый контроллер радиосети не имеет информации о базовых станциях, подходящих для объединения сигналов с учетом макроразнесения, так что объединение сигналов с учетом макроразнесения не может быть использовано прежде, чем новый контроллер радиосети не установит свой собственный набор кандидатов. Поэтому мощность передачи должна быть увеличена и только один канал передачи временно может использоваться между системой и терминалом. Это ухудшает качество связи и вызывает проблемы, связанные со стабильностью, которые должны быть исправлены постоянными корректировками.
Общее описание изобретения
Переключения канала связи между активными базовыми станциями, обслуживающими терминал, могут быть классифицированы следующим образом.
1. Переключение канала связи между базовыми станциями (секторами базовой станции)(межбазовое ПКС).
2. Переключение канала связи между контроллерами радиосети в пределах групповой радиосети (межконтроллерное ПКС).
3. Переключение канала связи между групповыми радиосетями (межгрупповое ПКС).
Настоящее изобретение прежде всего относится к переключениям канала связи между контролерами радиосети в пределах групповой радиосети (п. 2 выше).
Задачей настоящего изобретения является создание системы управления радиосетью, устраняющей вышеуказанные недостатки, относящиеся к системам предшествующего уровня техники.
Одна из идей изобретения состоит в том, что соединение назначают для контроллера радиосети, через который данные пользователя передают также в то время, когда некоторый другой контроллер радиосети является активным контроллером радиосети. Этот контроллер радиосети, назначенный для соединения, назван узловым контроллером. Если во время соединения базовая станция, связанная с другим контроллером радиосети, выбрана активной базовой станцией, данные пользователя направляют так, что они передаются на активный контроллер радиосети через узловой контроллер.
Использование узлового контроллера в соответствии с изобретением дает значительные преимущества, по сравнению с предшествующим уровнем техники. Во-первых, топология радиосети становится простой и ясной, и сеть может быть легко расширена и реконфигурирована. Во-вторых, события внутреннего трафика в радиосети обрабатываются в радиосети, управляемой модулем, реализующим узловые функции так, что
- переключение канала связи между контроллерами радиосети является быстрым, чтобы было проще удовлетворить требования для прямого (без излишних промежуточных операций) и без потерь переключения канала связи и
- загрузка центра коммутации мобильных телефонов ЦКМТ остается умеренной.
Особенно существенное преимущество состоит в том, что работа радиосети может быть оптимизирована, что касается использования радиоресурсов. Кроме того, при использовании узлового контроллера кодирование данных может быть выполнено в узловом контроллере так, что нет необходимости передавать ключи кодирования во время соединения от одного контроллера радиосети к другому.
Маршрутизация передачи с узлового контроллера на активный контроллер радиосети может быть выполнена посредством формирования связывания так, чтобы все активные контроллеры радиосети, используемые во время запроса, оставались линиями передачи в течение продолжительности запроса. Другой альтернативный вариант должен использовать оптимальную маршрутизацию, когда контроллеры радиосети между узловым контроллером и активным контроллером радиосети обходятся.
Оптимальная маршрутизация контроллера радиосети, используемая в соответствии с изобретением, также обеспечивает дополнительные преимущества. Во-первых, внутренняя нагрузка сигнализации радиосети остается умеренной, и сигнализация может быть легко сделана достаточно быстрой. Кроме того, требования к обработке (данных) контроллера радиосети остаются разумными, что делает решение реализуемым.
Вторая идея изобретения состоит в том, что при подготовке к переключению канала связи в соседнем контроллере радиосети компилируется список тех базовых станций, которые могут составить набор кандидатов, для которого указанный соседний контроллер радиосети может быть сделан активным контроллером радиосети. Тогда активный набор (АН, AS) становится в связи с переключением канала связи новым активным набором АН'. Указанный список здесь назван набором кандидатов (состоящий) из внешних базовых станций. При компилировании набора внешних кандидатов выгодно использовать список граничных базовых станций (СГБС, ВВSL), который может помочь определить, является ли переключение канала связи вероятным. Кроме того, так называемый контроль интенсивности может использоваться для набора внешних базовых станций.
Использование набора кандидатов из внешних базовых станций дает, например, следующие преимущества. Во-первых, изменение мощности передачи, относящееся к переключению канала связи, является небольшим на границе, и использование мощности осуществляется "гладко". Это приводит к малой общей потребляемой мощности в пограничной области и низкому уровню наведенного помехами шума. Кроме того, решение дает возможность достичь непрерывного режима по отношению к сети, так что переключения канала связи не вызовут отклонения от нормальной работы и таким образом - проблему стабильности.
Способ согласно изобретению для управления радиотрафиком между терминалом и системой связи, которая содержит контроллеры радиосети и базовые станции для установления соединения для связи между системой и терминалом, связанным с ней, и в котором первый контроллер радиосети и второй контроллер радиосети служат в качестве активных контроллеров радиосети во время соединения, отличается тем, что когда указанный второй контроллер радиосети является активным, соединение с указанным вторым контроллером радиосети осуществляют через указанный первый контроллер радиосети.
Система связи согласно изобретению, которая содержит контроллеры радиосети и базовые станции для установления соединения для связи между системой и терминалом, связанным с ней, и в котором первый контроллер радиосети и второй контроллер радиосети служат в качестве активных контроллеров радиосети во время соединения, отличается тем, что когда указанный второй контроллер радиосети является активным, соединение с указанным вторым контроллером радиосети осуществляют через указанный первый контроллер радиосети.
Контроллер радиосети системы связи согласно изобретению отличается тем, что он содержит средства для маршрутизации связи на другой контроллер радиосети во время соединения.
Второй контроллер радиосети согласно изобретению отличается тем, что он содержит средства для маршрутизации трафика, относящемуся к соединению между базовой станцией и вторым контроллером радиосети.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
"Активная" базовая станция в данном описании означает базовую станцию, которая имеет соединение для обмена данными пользователя с терминалом. "Активный" контроллер радиосети в данном описании означает контроллер радиосети, с которым активная базовая станция находится в непосредственном соединении так, чтобы данные пользователя могли быть переданы к активной базовой станции.
"Старая" базовая станция и контроллер радиосети означают базовую станцию или контроллер радиосети, которые были активными перед переключением канала связи, а "новая" базовая станция иди контроллер радиосети означают базовую станцию или контроллер радиосети, которые являются активными после переключения канала связи. Также возможно, что несколько контроллеров радиосети являются активными одновременно.
"Переключение канала связи" в данном описании относится к переключению канала связи между базовыми станциями, контроллерами радиосети или радиосетями. После переключения канала связи возможно, что также старая базовая станция/контроллер радиосети остается активным.
"Данные пользователя" в данном описании означают информацию, обычно передаваемую по так называемому каналу трафика между двумя пользователями системы сотовой связи/терминалами или между пользователем системы сотовой связи/терминалом и другим терминалом через основную сеть. Ими могут быть, например, кодированная речевая информация, факсимильные данные, или изображения, или текстовые файлы. "Сигнализация" относится к связи, относящейся к управлению внутренними модулями, реализующими функции системы связи.
Подробное описание изобретения
Изобретение описано более подробно со ссылками на предпочтительные варианты осуществления, представленные в виде примера, и на сопроводительные чертежи, на которых
фиг. 1 изображает систему сотовой связи второго поколения согласно предшествующему уровню техники,
фиг.2 изображает зоны охвата базовых станций системы сотовой связи второго поколения согласно предшествующему уровню техники,
фиг.3 изображает систему сотовой связи третьего поколения,
фиг. 4 изображает основную сеть ОсС системы сотовой связи третьего поколения согласно предшествующему уровню техники и радиосеть ГСДРС, находящуюся в соединении с ней,
фиг.5 изображает зоны охвата базовых станций системы сотовой связи согласно предшествующему уровню техники,
фиг. 6 изображает последовательность операций основных этапов способа согласно изобретению для выполнения переключения между базовыми станциями, контроллерами радиосети и радиосетями,
фиг. 7 изображает систему сотовой связи согласно изобретению и некоторым вариантам осуществления связи между контроллерами радиосети,
фиг. 8 изображает вариант осуществления изобретения для осуществления связи между контроллерами радиосети различных радиосетей посредством активного протокола основной сети,
фиг. 9 изображает способ согласно изобретению для выполнения маршрутизации между контроллерами радиосети посредством формирования цепочки,
фиг. 10 изображает способ согласно изобретению для выполнения маршрутизации между контроллерами радиосети оптимальным образом,
фиг.11 изображает последовательность сигнализации обратного переключения канала связи в системе сотовой связи, согласно изобретению,
фиг. 12 изображает последовательность сигнализации прямого переключения канала связи в системе сотовой связи согласно изобретению,
фиг. 13 изображает модули, реализующие функции контроллеров радиосети перед переключением в системе сотовой связи согласно изобретению,
фиг. 14 изображает модули, реализующие функции контроллеров радиосети после переключения канала связи в системе сотовой связи согласно изобретению,
фиг. 15 изображает диаграмму сигнализации процедуры согласно изобретению для добавления новой соседней базовой станции к активному набору во время подготовки к переключению канала связи,
фиг. 16 изображает диаграмму сигнализации процедуры согласно изобретению для удаления соседней базовой станции из активного набора во время подготовки к переключению канала связи,
фиг. 17 изображает последовательность сигнализации при выполнении переключения канала связи в системе сотовой связи согласно изобретению.
Фиг. 1-5 были описаны выше применительно к описанию предшествующего уровня техники. Способ согласно изобретению кратко описан ниже со ссылкой на фиг. 6. Затем описана, со ссылками на фиг.7, система сотовой связи согласно изобретению и вариантам осуществления для передачи сигнализации и данных пользователя между двумя контроллерами радиосети. После этого со ссылками на фиг. 8 раскрыто переключение канала связи между контроллером радиосети в первой радиосети и контроллером радиосети во второй радиосети.
Затем, со ссылками на фиг.9 и 10, раскрыты цепочечный и оптимизированный вариант осуществления для установления маршрутизации между контроллерами радиосети. Затем описаны, со ссылками на фиг.11 и 12, два варианта осуществления для реализации оптимизированной маршрутизации. После этого раскрыты два варианта осуществления для реализации объединения сигналов с учетом макроразнесения в радиосети согласно изобретению.
Затем, со ссылками на фиг.13 и 14 описаны модули, реализующие функции контроллеров радиосети в связи с переключением канала связи согласно изобретению. Наконец, со ссылками на фиг.13-17, описаны этапы, относящиеся к переключению канала связи в радиосети, использующей объединение сигналов с учетом макроразнесения и набору внешних кандидатов.
К описанию прилагается список сокращений, используемых на чертежах и в описании.
Основные этапы способа в соответствия с изобретением
Фиг. 6 изображает последовательность этапов способа в соответствии с изобретением для переключения канала связи, при котором участвуют активная базовая станция, активный контроллер радиосети и активная радиосеть. Сначала выполняют статическую конфигурацию 600 системы, содержащую этапы, приведенные ниже. На этапе 601 определяют соединения между центром коммутации ЦКМТ и контроллерами радиосети, и на этапе 602 создают таблицу маршрутизации в пределах ГСДРС для контроллеров радиосети. Затем на этапе 603 устанавливают фиксированные соединения в радиосети ГСДРС.
Затем выполняют динамическую конфигурацию 610 радиосети, содержащую этапы установки соединения и этапы соединения, осуществляемые следующим образом. Сначала определяют узловой контроллер, этап 611, после чего устанавливают определенное для стационарной радиосети соединение между контроллером радиосети КРС[i] и базовыми станциями БС[a (i)...k(i)], этап 612. Затем, устанавливают радиосоединения между контроллерами радиосети КРС[i] и мобильной станцией МС[α] и устанавливают линии радиосвязи между базовыми станциями БС[а(i). . .с(i)] и мобильной станцией МС[α], этап 614. После этого на этапе 615 выполняют возможные переключения канала связи в контроллере радиосети.
Если мобильная станция принимает сильный сигнал от базовой станции внешнего контроллера радиосети, этап 620, добавляют новое соединение КРС-к-КРС, этап 621, и модифицируют и оптимизируют маршрутизацию, этапы 622 и 623. После этого устанавливают определенное для контроллера радиосети фиксированное соединение между контроллером радиосети КРС[j] и базовыми станциями БС[a(j). . .f(j)], этап 624. Затем устанавливают радиосоединения между контроллером радиосети КРС[j] и мобильной станцией МС[α] и устанавливают линии радиосвязи между базовыми станциями БС[а(j)...d(j)] и мобильной станцией МС[α] , этап 625. На этапе 626 выполняют переключение канала связи между контроллерами радиосети КРС[i] и КРС[j].
Оба контроллера радиосети могут быть активны до тех пор пока выгодно использовать базовые станции обоих контроллеров радиосети. Если все сигнальные соединения между мобильной станцией и базовыми станциями контроллера радиосети завершены, контроллер радиосети может быть удален из цепочки. Контроллер радиосети также может быть принудительно удален из цепочки, когда базовые станции другого контроллера радиосети предлагают лучшие сигнальные соединения. На. фиг.6 радиосоединение между контроллером радиосети КРС[i] и мобильной станцией удаляют на этапе 627, и фиксированное соединение определенного контроллера радиосети между контроллером радиосети КРС[i] и базовыми станциями БС[а(i)...с(i)] также удаляют.
Фиг. 6 также изображает переключение канала связи (межгрупповое ПКС) между контроллерами радиосети, принадлежащими к двум различным радиосетям ГСДРС А и ГСДРС В. В случае такого переключения канала связи динамическую конфигурацию повторяют в новой радиосети, и в новой радиосети выполняют те же самые процедуры, что и в старой радиосети, этапы 631 и 632.
Осуществление связи между контроллерами радиосети
Фиг.7 изображает более подробно основную сеть ОсС системы сотовой связи, которая содержит центр коммутации ЦКМТ и радиосеть ГСДРС, связанную с основной сетью. Радиосеть ГСДРС содержит контроллеры радиосети аКРС и bКРС и базовые станции БС1-БС4, связанные с ними. Терминал ТЕ связан радиосвязью с системой через базовые станции. Следует отметить, что фиг.7 изображает только часть обычного числа контроллеров радиосети и базовых станций в радиосети.
Фиг. 7 иллюстрирует некоторые варианты осуществления переключения канала связи согласно изобретению. При установке соединения один контроллер радиосети становится узловым контроллером, который в случае, изображенном на фиг. 7, также служит в качестве активного контроллера радиосети на начальной стадии соединения. Узловой контроллер в данном случае обозначен аКРС. Чертеж изображает ситуацию, когда контроллер радиосети bКРС сделан активным контроллером во время соединения.
В варианте осуществления изобретения сообщения сигнализации при переключении канала связи между контроллерами радиосети, подобно другим сообщениям управления радиоресурсами в пределах сети радиосвязи, так же как и данные пользователя, передают в пакетном виде через основную сеть ОсС. Тогда основная сеть ОсС служит только как маршрутизатор сообщений, и линия связи между двумя контроллерами радиосети функционирует в качестве пунктов пересылки. Контроллеры радиосети знают, как создавать и декодировать эти сообщения, а также как реализовать функции, требуемые в них. Преимущество этого варианта осуществления состоит в том, что нет необходимости в каких-либо отдельных физических каналах передачи данных между контроллерами радиосети.
Во втором варианте осуществления изобретения существует физическая линия связи между двумя контроллерами радиосети, такая как, например, кабель или радиосоединение. В этом случае сигнализация переключения канала связи может быть передана непосредственно от контроллера радиосети до другого без участия основной сети ОсС. Из предшествующего уровня техники известна сигнализация между контроллерами радиосети на уровнях протокола L1-L2, которая, однако, не принимает участие в сигнализации переключения канала связи должным образом.
Третий вариант осуществления изобретения относится к ситуации, в которой не имеется непрерывного соединения между двумя контроллерами радиосети. Тогда применимо решение, когда одна базовая станция связана с двумя сетевыми контроллерами. Таким образом, базовая станция может активно выбирать, какому из двух контроллеров радиосети посылать управляющие сообщения. В этом случае базовая станция может также служить в качестве посредника между контроллерами радиосети так, чтобы сообщения от контроллера радиосети к другому передавались прозрачным образом через базовую станцию в обоих направлениях. В этом случае используют идентификационные коды, чтобы можно было правильно различать сообщения и трафик между базовой станцией и контроллером радиосети.
Фиг. 8 изображает ситуацию, в которой необходимо переключение канала связи между контроллерами радиосети различных радиосетей. Тогда модуль, реализующий узловые функции, не будет оставаться в старой радиосети, а узловым контроллером делают контроллер радиосети новой радиосети. При таком переключении канала связи сигнализация между двумя радиосетями ГСДРС может быть выполнена, используя активно участвующий протокол, такой как, например, MAP (раздел для мобильных применений) системы GSM. Затем осуществляют связь с использованием МАР по отдельности с узловыми контроллерами радиосети обеих ГСДРС и обрабатывает сообщения переключения сигнализации, относящиеся к переключению канала связи, подобно другим сообщениям между основной сетью ОсС и радиосетью ГСДРС.
Маршрутизация между контроллерами радиосети
Рассматривается ситуация, в которой терминал перемещается в зоне охвата радиосети ГСДРС. Модуль, реализующий узловые функции радиосети, тогда остается в контроллере радиосети, определенном для соединения, что означает, что все сообщения из основной сети к терминалу сначала принимают на узловой контроллер радиосети, который направляет их далее через другие контроллеры радиосети на заданный контроллер радиосети, который передает их терминалу через базовую станцию.
Использование модуля, реализующего узловые функции, требует, чтобы узловой КРС знал, как сообщения передают на другие контроллеры радиосети в радиосети ГСДРС. Это может быть реализовано, используя механизм адресации в пределах ГСДРС так, что узловой КРС знает маршрутизацию на другие контроллеры радиосети, в таком случае используется так называемая таблица фиксированной маршрутизации. Альтернативно, контроллер радиосети связан только с одним другим контроллером радиосети так, чтобы сообщения всегда передавались в прямом направлении до тех пор, пока контроллер радиосети не определит из адреса, присоединенного к сообщению, что сообщение адресовано ему.
При использовании такой структуры должно быть принято во внимание, что узловым КРС может быть любой из контроллеров радиосети в радиосети. В малой радиосети возможно реализовать вариант осуществления способа, который использует только один узловой КРС, общий для всех терминалов, так что нет необходимости в каком-либо определенном для соединения узловом КРС. Тогда узловой КРС функционирует в качестве главного, а другие контроллеры радиосети функционируют в качестве подчиненных. Если контроллер радиосети может быть выбран, решение о придании узловых функций может быть принято или в основной сети ОсС или в радиосети ГСДРС. И основная сеть и радиосеть должны знать, какие контроллеры радиосети служат в качестве узловых в каждом из соединений между терминалом ТЕ и центром коммутации ЦКМТ.
Фиг.9 и 10 изображают два варианта осуществления для реализации маршрутизации между контроллерами радиосети во время различных этапов соединения, фиг.9 изображает структуру при маршрутизации соединения посредством формирования цепочки, а фиг.10 изображает структуру при маршрутизации соединения оптимизированным способом. На фиг.9 и 10 круги представляют контроллеры радиосети, а линии представляют соединения между контроллерами радиосети, реализованные, например, одним из вышеописанных способов согласно изобретению. Толстая линия представляет активное соединение, осуществленное между терминалом, перемещающимся в радиосети, и основной сетью ОсС. Расположение терминала представлено на чертеже только контроллером радиосети. Этапы А0 и В0 на фиг. 9 и 10 представляют начальную ситуацию, когда терминал связывается с основной сетью через контроллеры 100 и 900 радиосети. Этапы А1 и В1 представляют ситуацию, когда терминал управляется контроллерами радиосети 111 и 911, в то время как функции узла остаются в старом контроллере радиосети.
Преимущество оптимизированного варианта осуществления можно видеть в ситуации, когда соединение терминала далее переключают или на узловой контроллер радиосети или некоторый другой контроллер радиосети. На стадиях А2 и В2 следующее переключение канала связи осуществляют на контроллер 122 и 922 радиосети. В цепочечном способе просто устанавливается новая линия связи между старым контроллером радиосети 921 и новым контроллером радиосети 922. В оптимизированном решении новую линию связи устанавливают между узловым КРС 120 и новым контроллером радиосети (122), а линию связи между узловым КРС 120 и старым контроллером радиосети 121 удаляют.
Этапы A3 и В3 иллюстрируют ситуацию, когда соединение терминала было передано обратно к узловому КРС от начального состояния, изображенном на этапах А2 и В2. В оптимизированном случае линию связи между старым контроллером радиосети 132 и узловым КРС 130 удаляют. Так как новый контроллер радиосети является узловым КРС, никакая новая линия связи не должна быть установлена. В традиционном цепочечном способе образуется петля от узлового КРС 930 обратно к узловому КРС 930 через все контроллеры радиосети, которые терминал использовал во время соединения.
Оптимизированное переключение канала связи может быть выполнено двумя способами в зависимости от того, возможно ли использовать соединение сигнализации со старым контроллером радиосети во время переключения канала связи. В так называемом обратном переключении канала связи старый контроллер радиосети используют для сигнализации во время переключения канала связи, а в так называемом прямом переключении канала связи старый контроллер радиосети не используют для сигнализации во время переключения канала связи. Фиг. 11 и 12 изображают некоторые способы выполнения вышеуказанных обратного и прямого переключении канала связи. Нижеследующее описание также относится к ситуациям переключения канала связи в соответствии с фиг.9 и 10. Сокращения, используемые на чертежах, перечислены в списке сокращений, который следует за описанием.
Обратное переключение канала связи
Фиг. 11 изображает в виде примера диаграмму последовательности сигнализации оптимизированного обратного переключения канала связи между контроллерами радиосети. При обратном переключении канала связи старое соединение с терминалом сохраняют в течение всей продолжительности переключения канала связи, так, чтобы параметры канала радиосвязи нового расположения могли быть переданы на терминал через старый контроллер радиосети 111. В данном примере терминал переходит из состояния А1, изображенного на фиг.10, в состояние А2, то есть от старого контроллера радиосети 111 к новому контроллеру радиосети 112.
Оптимизированное обратное переключение канала связи в соответствии с фиг.11 между контроллерами радиосети содержит описанные ниже этапы.
Терминал ТЕ, требующий переключения канала связи между базовыми станциями, посылает сообщение старому контроллеру радиосети сКРС. Когда старый контроллер радиосети находит, что новая базовая станция, требуемая терминалом, принадлежит другому контроллеру радиосети нКРС, он сообщает узловому контроллеру уКРС о запросе на обратное переключение канала связи.
Приняв сообщение от старого контроллера радиосети сКРС, узловой контроллер уКРС запрашивает новый контроллер радиосети нКРС зарезервировать фиксированные и радиосоединения согласно информации о канале (ИК, ВI) для терминала.
Приняв от нового контроллера радиосети подтверждение о резервировании соединений для нового контроллера радиосети нКРС, узловой контроллер уКРС ведет переговоры с новым контроллером радиосети нКРС, и они устанавливают линию связи для передачи данных пользователя.
Затем узловой контроллер уКРС требует, чтобы старый контроллер радиосети сКРС послал информацию о канале радиосвязи, зарезервированном для нового контроллера радиосети нКРС, на терминал, используя старое, еще работающее, соединение.
Приняв от старого контроллера радиосети сКРС подтверждение о посылке информации о новом канале радиосвязи на терминал, узловой КРС посылает запрос на новый контроллер радиосети начать передачу на терминал. Наконец, узловой контроллер уКРС посылает запрос на старый контроллер радиосети сКРС освободить ресурсы, выделенные терминалу. Это может быть принудительное освобождение после того, как новый набор базовых станций предлагает лучшие сигнальные соединения, или, альтернативно, освобождение может быть осуществлено, если ни одна из базовых станций контроллера сети не обслуживает мобильную станцию. Прямое переключение канала связи.
Фиг. 12 изображает в качестве примера диаграмму осуществления сигнализации оптимизированного прямого переключения канала связи между контроллерами радиосети. При прямом переключении канала связи предполагается, что старое соединение через старый контроллер радиосети сКРС 111 более не используется. В примере согласно фиг. 12 терминал переходит из состояния А1, изображенного на фиг.10, в состояние А2, то есть от старого контроллера радиосети сКРС 111 к новому контроллеру радиосети нКРС 112.
Оптимизированное прямое переключение канала связи согласно фиг.12 между контроллерами радиосети содержит описанные ниже этaпы.
Когда терминал и/или новая базовая станция (нБС, nВS) обнаруживают, что терминал нуждается в переключении канала связи, и контроллер радиосети нKPC, управляющий новой базовой станцией, обнаружил, что старая базовая станция принадлежит другому контроллеру радиосети сКРС, новый контроллер радиосети нКРС посылает сообщение, указывающее необходимость в прямом переключении канала связи, к старой базовой станции сКРС или непосредственно (как на фиг. 12) или через узловой контроллер уКРС.
Старый контроллер радиосети сКРС посылает запрос-подтверждение новому контроллеру радиосети нКРС и сообщает узловому контроллеру относительно необходимости в переключении канала связи. Затем узловой контроллер уКРС и новый контроллер радиосети нКРС осуществляют переговоры и устанавливают специализированную линию связи для передачи данных пользователя.
Приняв от узлового контроллера уКРС подтверждение на свой запрос о переключении каналы связи, старый контроллер радиосети освобождает фиксированные и радиосоединения, распределенные терминалу, не позднее того, когда новый контроллер радиосети будет иметь соединения (для передачи) данных пользователя от узлового контроллера уКРС, и может работать, новый контроллер радиосети, нКРС устанавливает необходимые фиксированные и радиосоединения между базовой станцией и терминалом.
Наконец, новый контроллер радиосети нКРС посылает сообщение узловому контроллеру уКРС, указывающее, что переключение канала связи завершено. Использование объединения сигналов с учетом макроразнесения в радиосети согласно изобретению.
Используемая в радиосети типа МДКРК, которая облегчает объединение сигналов от множества базовых станций, или объединение сигналов с учетом макроразнесения, структура согласно изобретению отличается некоторыми особыми признаками. Объединение сигналов с учетом макроразнесения использует множество одновременных соединений, во-первых, между терминалом и секторами базовой станции и, во-вторых, между терминалами и отдельными базовыми станциями. Для восходящего направления (терминал - базовая станция) терминал использует один сигнал и один код расширения, который принимают в нескольких базовых станциях. Альтернативно, терминал может использовать один сигнал с несколькими кодами расширения, принимаемыми в нескольких базовых станциях. Конечный сигнал является результатом объединения сигналов с учетом макроразнесения. В нисходящем направлении несколько базовых станций передают один и тот же сигнал, используя различные коды расширения, на терминал, который выполняет объединение сигналов с учетом макроразнесения. Сигнальные соединения, которые обеспечивают достаточную мощность сигнала при согласованных уровнях мощности, принадлежат к так называемому активному набору.
Если активный набор включает в себя базовые станции, связанные с различными контроллерами радиосети, то объединение сигналов с учетом макроразнесения может быть выполнено отдельно для каждого контроллера радиосети. Тогда окончательное объединение сигналов завершается только в узловом КРС. В другом варианте осуществления сигналы отдельно направляют к узловому КРС, где объединение сигналов с учетом макроразнесения выполняют надлежащим образом, предпосылкой для каждого объединения сигналов с учетом макроразнесения является информация о грубой синхронизации, например с точностью 256 элементов сигнала (битов), указывающих интервал, в пределах которого объединение сигнала с уровнем битов может быть выполнено.
Альтернативно, объединение сигналов с учетом макроразнесения может быть выполнено так, что базовые станции обрабатывают синхронизацию уровня битов и принимают "мягкие" решения о битах. Эти биты, представленные более подробным представлением, определяемым несколькими битами, посылают контроллеру радиосети, где выполняют объединение, используя способ разнесения.
В предпочтительном варианте осуществления пакетная передача может быть реализована таким образом, что одинаковые пакеты не передают через две различные базовые станции. Решение может заключаться в том, что в момент передачи каждого пакета принимают решение, какой из каналов радиосвязи является более выгодным в этот момент. Решение может быть основано, например, на предсказании качества радиосоединений, вычислений качества или измерений качества. Преимущество объединения сигналов с учетом макроразнесения заключается в том, что каждый раз используется ветвь канала радиопередачи с лучшим качеством передачи. Повторные передачи, вызванные неудачными приемами пакета, могут быть далее направлены, например, в соответствии со следующими критериями ветвления канала радиопередачи:
- повторная передача использует ветвь канала радиопередачи, используемую в предыдущей передаче,
- повторная передача использует отличный канал радиопередачи, чем используемый в предыдущей передаче,
- повторная передача использует ветвь, качество которой оценено как лучшее.
Это должно улучшить вероятность успеха повторной передачи. Преимущество этого варианта осуществления заключается, например, в уменьшенной загрузке канала радиосвязи, поскольку одни и те же данные обычно не передают по двум ветвям.
Активный набор может быть ограничен так, что он включает в себя только соединения базовых станций, базовые станции которых связаны с одним и тем же контроллером радиосети. Однако этот вариант осуществления имеет недостаток, заключающийся в том, что, когда терминал пересекает границу между двумя контроллерами радиосети, от макроразнесения необходимо отказаться на мгновение.
В варианте осуществления, в котором контроллеры радиосети связаны только через основную сеть ОсС, объединение сигналов с учетом макроразнесения выгодно реализовать в ближайшем контроллере радиосети, чтобы не было необходимости передать несвязанные сигналы через ОсС.
Если контроллеры радиосети связаны непосредственно, объединение сигналов с учетом макроразнесения согласно изобретению имеет два варианта осуществления. Первый вариант осуществления охватывает случаи, когда объединение сигналов с учетом макроразнесения выполняют в последовательных контроллерах радиосети и, наконец, в узловом КРС. Второй вариант осуществления охватывает случаи, когда все сигналы отдельно собирают в узловом КРС, и объединение сигналов с учетом макроразнесения выполняют там. Этот вариант осуществления выгоден в решении, при котором узловой КРС является одним и тем же для всех соединений в радиосети ГСДРС, а другие контроллеры радиосети являются только маршрутизаторами.
Механизмы согласно настоящему изобретению легко приводят к различной топологии радиосети. Однако в предпочтительном варианте осуществления радиосеть не становится топологически сложной, но позволяет использовать основную сеть настолько эффективно насколько возможно, чтобы передавать ее собственные сообщения, или пассивно или активно. Что касается использования радиоресурсов сети, то выгодно сохранить достаточное функциональное распределение, так как предпочтительно, чтобы уровни (иерархии) линий радиосвязи были расположены настолько близко, насколько это возможно, к базовым станциям, сигналы которых лучше обнаруживаются терминалом. Функциональные модули согласно изобретению в контроллере радиосети.
Согласно изобретению выгодно, когда контроллер радиосети имеет следующие новые характеристики:
- средство для реализации узловых функций,
- средство для сохранения информации, относительно маршрутизации к другим контроллерам в радиосети,
- средство для реализации маршрутизации данных к основной сети ОсС,
- средство для реализации маршрутизации данных к другому контроллеру радиосети,
- средство для связи с другим контроллером, и
- средство для выполнения объединения сигналов с учетом макроразнесения посредством выбора в данный момент соединения с самым мощным сигналом или, посредством объединения сигналов различных соединений.
Фиг. 13 изображает функции контроллера радиосети до переключения канала связи, а фиг. 14 изображает функции контроллера радиосети сразу после переключения канала связи. В ситуации, представленной на фиг.13 и 14, контроллер радиосети КРС0 является узловым контроллером, и контроллер радиосети КРС1 является активным до переключения канала связи, а КРС2 является активным после переключения канала связи. На фиг.13 и 14 толстая линия в стационарной сети представляет передачу данных пользователя, а тонкая линия - соединение сигнализации. Тонкая линия между базовыми станциями и терминалом указывает операции измерения, а зубчатая линия, или символ молнии, указывает передачу данных пользователя.
В дополнение к (модулю) реализации узловых функций КРС (МУФКРС/АRNСF), узловой контроллер КРС0 реализуют передачу данных пользователя (ПДП, UDR) на активный контроллер радиосети. В активном контроллере радиосети КРС1 имеется контроллер макроразнесения (KMP, MDC). Активный КРС1 также включает в себя модуль объединения сигналов с учетом макроразнесения (MOCM, MDCP) для восходящего направления. Соответствующий модуль объединения для нисходящего направления расположен в терминале ТЕ. Активный контроллер радиосети КРС1 также содержит контроллер набора (КН, SС). Для каждого терминала существует в активном контроллере радиосети КРС1 набор кандидатов (НК) и, в качестве поднабора НК, активный набор (АН).
Один или большее количество контроллеров радиосети (КРС2), которые управляют базовыми станциями в непосредственной близости (где вероятно переключение канала связи) набора базовых станций активного контроллера радиосети КРС1, могут осуществлять, управление набором внешних кандидатов (HBK, ECS). Набор внешних кандидатов НВК может включать в себя одну или большее количество базовых станций, управляемых контроллером радиосети КРС2. Контроллер радиосети КРС2 включает в себя контроллер набора внешних кандидатов (KHBK, ECSC), чтобы управлять набором внешних кандидатов.
Узловой контроллер КРС0 или активный КРС1 (расположение выбираем) включает в себя так называемый модуль, реализующий функцию управлений набором (МФУ, SCF), который контролирует необходимость в переключении канала связи между контроллерами радиосети, готовит необходимый набор внешних кандидатов НВК и выполняет переключение канала связи.
Узловой контроллер может быть установлен двумя альтернативными способами:
*контроллер радиосети КРС, через который соединение было первоначально установлено, выбран узловым контроллером. Тогда, в принципе, все контроллеры радиосети могут функционировать как узловые. Практически, этот альтернативный вариант нуждается в логических средствах соединения КРС-к-КРС между всеми контроллерами радиосети КРС в радиосети ГСДРС.
*В пределах радиосети ГСДРС все узловые (функции) всегда являются установленными в одном и том же контроллере радиосети, так называемом главном КРС, который в заданный момент времени является, вероятно, единственным контроллером радиосети, связанным с основной сетью ОсС. Главный КРС включает в себя модуль, реализующий функции узлового КРС (МУФКРС, АКNСF). Главный КРС облегчает звездообразную топологию для соединений между контроллерами радиосети.
Примеры, изображенные на фиг.13 и 14, основаны на ситуации, когда был выбран узел (узловой контроллер), и с ним связан один активный КРС, который не является узловым КРС.
Узловой контроллер КРС0 должен иметь логические соединения связи и с контроллером радиосети КРС1 и с КРС2. Физическая реализация логических соединений связи КРС-к-КРС между контроллерами радиосети КРС1 и КРС2 может быть прямой линией связи КРС1-КРС2 или, необязательно, связь между контроллерами радиосети КРС1 и КРС2 может быть реализована посредством передачи через узловой контроллер КРС0.
На фиг.13 модуль, реализующий функции управления набором МФУ, находится в узловом контроллере КРС0 так, чтобы логическое соединение между контроллерами радиосети КРС1 и КРС2 не было необходимо. Другие логические соединения КРС-к-КРС могут быть физически реализованы тремя способами, описанными выше (посредством ОсС, используя кабель/линию радиосвязи КРС-к-КРС, или посредством базовых станций). Логические соединения связи КРС-к-КРС являются, в принципе, независимыми от физической реализации. Например, в оптимизированной маршрутизации, где логические соединения связи существуют между узловым контроллером и активным контроллером радиосети, физическое соединение может даже быть осуществлено в случае необходимости через предыдущие активные контроллеры радиосети.
Модуль, реализующий функции узлового КРС, МУФКРС, имеет описанные ниже задачи:
- установка логических соединений КРС-к-КРС между узловым контроллером и активным контроллером радиосети,
- передача данных пользователя ПДП, то есть передача данных в нисходящем направлении на контроллер радиосети КРС2, и прием передаваемых в восходящем направлении данных от модуля объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ-восх./КРС2 контроллера радиосети КРС2, и
- установка, управление и освобождение логического соединения между основной сетью ОсС и радиосетью. Модуль передачи данных пользователя ПДП имеет следующие задачи:
- передача трафика между терминалом ТЕ и основной сетью ОсС вместо базовых станций, управляемых собственным контроллером радиосети, на другой контроллер радиосети согласно командам от модуля МУФКРС, реализующего функции узлового КРС.
Модуль передачи данных пользователя управляет потоком данных пользователя непосредственно или управляет работой (модуля) управления логической связью УЛС (LLC). Модуль управления логической связью УЛС управляет радиосоединениями между контроллером радиосети и терминалом. Задачи модуля управления логической связью УЛС включают в себя обнаружение ошибок, исправление ошибки и повторную передачу в ошибочных ситуациях. К тому же, модуль управления логической связью УЛС содержит модуль управления необходимыми буферами и окнами подтверждения. Модуль управления логической связью УЛС имеет обобщенное значение; он может прервать соответствующий протокол УЛС терминала, но оно может альтернативно служить в качестве устройства передачи УЛС. При реализации функции передачи УЛС модуль управления логической связью может прерывать сообщения радиосети нормальным способом, но он передает сообщения основной сети (данные основной сети и сигнализацию) далее к определенному узлу основной сети ОсС. Примером этого является повторная передача сообщений между терминалом и основной сетью системы предоставления общих услуг пакетной радиосвязи GPRS. В этом случае обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN) может служить в качестве оконечного устройства.
Модуль управления логической связью УЛС может быть расположен так, что он находится всегда в узловом контроллере.
Тогда не имеется никакой необходимости передавать большое содержимое буферов УЛС в пределах радиосети при переключении канала связи активного контроллера радиосети. Альтернативно, модуль управления логической связью может быть расположен всегда в активной контроллере радиосети, в этом случае содержимое буферов УЛС должно быть передано при переключении канала связи между контроллерами радиосети. Возможную передачу управлений логической связью от контроллера радиосети к другому выполняют под управлением модуля передачи данных пользователя ПДП в узловом контроллере. Расположение управления логической связью в активном контроллере радиосети изображается пунктирными линиями на фиг.13 и 14.
Модуль передачи данных пользователя ПДП выполняет передачу данных также в случаях, когда роль управления логической связью является малой, например, в так называемом минимальном режиме, или когда управление логической связью вообще не играет никакой роли. Возможные расположения модуля управления логической связью также определены, отчасти, используемым объединением сигналов с учетом макроразнесения.
Контроллер радиосети управляет созданием или удалением, в зависимости от внутреннего способа выполнения, модулей, реализующих определяемые терминалом функции (например, КНВК, КМР и МОСМ) в контроллере радиосети и направляет сообщения сигнализации к нужному модулю, реализующему функции в контроллере радиосети.
Модуль объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ и контроллер макроразнесения КМР представляют обычные модули, реализующие функции, относящиеся к используемой реализации макроразнесения. Передача данных пользователя ПДП относится к связи между контроллерами радиосети в пределах радиосети. Модуль, реализующий функцию узлового КРС(МУФКРС), который является активным только во время переключения канала связи, принадлежит к раскрытой системе переключения канала связи на основании использования узла (узлового контроллера) согласно изобретению. Модуль, реализующий функцию управления набором МФУ, контроллер набора КН и контроллер набора внешних кандидатов КНВК принадлежат раскрытой системе согласно изобретению, которая использует набор внешних кандидатов.
В реализации макроразнесения, которое содержит в канале передачи в восходящем направлении только одну передачу в терминале, модуль объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ/восх. (при передаче в восходящем направлении) расположен в контроллере радиосети. При передаче в нисходящем направлении с множеством передач (каждая базовая станция имеет свою собственную) модуль объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ/нисх. расположен в терминале.
Модуль объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ и контроллер макроразнесения КМР выполняют функции, которые принадлежат (модулю) объединения сигналов с учетом макроразнесения согласно используемой реализации макроразнесения. Модули, реализующие функции, добавляют и удаляют базовые станции из внутреннего набора кандидатов и из активного набора.
Кроме того, контроллер макроразнесения КМР согласно изобретению должен быть способен
- указывать контроллеру набора КН завершенные добавления или удаления базовых станций к активному набору базовых станций и из него,
- добавлять/удалять из набора кандидатов, видимого в терминале, базовые станции, добавленные/удаленные из набора внешних кандидатов,
- выдавать для контроллера набора необходимые сообщения о качестве канала радиосвязи, сравниваемые с контроллером набора внешних кандидатов КНВК, и
- указывать по запросу контроллера набора КН терминалу, что совершенно новый активный набор (прежний набор внешних кандидатов) был принят в использование.
Контроллер набора КН выполняет описанные ниже задачи.
- Проверяет, используя список граничных базовых станций СГБС, принадлежит ли базовая станция, добавленная/удаленная из активного набора, к так называемым граничным базовым станциям соседнего контроллера радиосети.
- Запрашивает модуль, реализующий функцию управления набором МФУ, реализовать создание/удаление набора внешних кандидатов в соседнем контроллере радиосети и выдать необходимую информацию, такую как идентификационную информацию базовой станции, которая вызвала запрос, идентификационную информацию терминала к т.д.
- Когда набор внесших кандидатов изменяется, передает через контроллер макроразнесения КМР на терминал информацию, требуемую терминалом при измерении набора внешних кандидатов.
При условии, что используется контроль интенсивности, выдает и передает информацию к модулю, реализующему функции управления набором МФУ, которая сопоставляется с информацией контроля интенсивности, управляемой контроллером набора внешних кандидатов КНВК.
- Передает контроллеру макроразнесения КМР радиотехнические параметры набора внешних базовых станций, который готов стать активным. Контроллер макроразнесения КМР посылает их далее к терминалу подобно параметрам, которые он выдал сам.
- По запросу модуля, реализующего функции управления набором МФУ, прерывает работу терминала в его собственном контроллере радиосети КРС1 или, альтернативно, преобразует активный набор своего собственного контроллера радиосети в набор внешних кандидатов нового активного контроллера радиосети КРС2.
Модуль, реализующий функции управления набором МФУ, содержит описанные ниже задачи.
- По запросу контроллера набора КН разрешает/запрещает, возможно посредством переговоров, скажем, с заданным контроллером радиосети, создание набора внешних кандидатов НВК.
Требует, чтобы соседний контроллер радиосети создал набор внешних кандидатов для некоторого терминала, передавая информацию (скажем, идентификационную информацию базовой станции), выданную активным контроллером радиосети, на соседний контроллер радиосети КРС2.
При создании или изменении набора внешних базовых станций передает на контроллер набора КН данные, требуемые терминалом в измерении.
- Принимает сообщения о качестве соединения от контроллера набора КН и от контроллера набора внешних кандидатов и на основании них принимает решение о переключении канала связи.
Принимает решение о переключении канала связи на соседний контроллер радиосети или о контроле интенсивности.
- Если контроль интенсивности возможен, запрашивает контроллер набора внешних кандидатов КНВК начать контроль интенсивности. Запрашивает от контроллера макроразнесения данные, требуемые для контроля интенсивности, и посылают их контроллеру набора внешних кандидатов. Запрашивает контроллер макроразнесения выдать данные, сравниваемые с данными контроля интенсивности, выданными контроллером набора внешних кандидатов КНВК, если указанные данные отличаются от нормальных эталонных данных. Принимает результаты контроля интенсивности от контроллера набора внешних кандидатов КНВК и сравнивает их с данными о качестве, принятыми от контроллера набора КН.
- Указывает контроллеру набора внешних кандидатов КНВК, что переключение канала связи било завершено, и принимает радиотехнические параметры активного набора внешних базовых станций от контроллера набора внешних кандидатов КНВК и посылает их далее к контроллеру набора КН.
Указывает для модуля МУФКРС, реализующего функции узлового КРС, что переключение канала связи было завершено между двумя контроллерами радиосети.
Когда набор базовых станций контроллера радиосети КРС2 становится активным набором, требует от контроллера набора КН/КРС1 старого контроллера радиосети КРС1 завершить работу и удалить остальную часть функций, относящихся к терминалу, из контроллера радиосети КРС1 или, альтернативно, преобразовать контроллер радиосети КРС1 в контроллер набора внешних кандидатов для контроллера радиосети КРС2.
Контроллер набора внешних кандидатов КНВК имеет описанные ниже задачи.
- При запуске для данного терминала он создает для базовой станции БС/КРС1, которая инициировала подготовку, подходящий набор внешних кандидатов НВК, основанный, например, на данных географического положения и/или технических данных распространения (сигнала), и когда набор внешних кандидатов НВК существует, непрерывно его обновляет в соответствии с базовыми станциями, добавляемыми/удаляемыми из активного набора.
Передает модулю, реализующему функции управления набором МФУ, данные, требуемые для измерения набора внешних кандидатов НВК в терминале.
- При контроле интенсивности на основании определенной терминалом информации, выданной модулем, реализующим функции управления набором, устанавливает в контроллере радиосети КРС2 функции, которые необходимы при осуществлении оценки качества (канала передачи) в восходящем направлении, и сообщает о результатах осуществления оценки модулю, реализующему функции управления набором МФУ.
- Когда начинается переключение канала связи, посылает радиотехнические параметры набора внешних базовых станций, становящегося активным, к модулю, реализующему функции управления набором МФУ. Запускает в контроллере радиосети КРС2 контроллер макроразнесения КМР/КРС2 для восходящей передачи и модуль объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ-восх./КРС2, необходимые в активном контроллере радиосети, используя набор внешних кандидатов в качестве начального состояния для нового активного набора. В то же самое время устанавливает фиксированные и радиосоединения, требуемые активным набором. Выполнение переключения канала связи между контроллерами радиосети.
Рассмотрим выполнение переключения канала связи между контроллерами радиосети в качестве примера в ситуации, изображенной фиг.13 и 14. В переключении канала связи между контроллерами радиосети могут быть выделены две стадии: стадия подготовки переключения канала связи между контроллерами радиосети и стадия выполнения переключения канала связи между контроллерами радиосети. Стадия подготовки переключения канала связи.
Следующий пример стадии подготовки предполагает, что модуль, реализующий функции управления набором МФУ, находится в узловом контроллере КРС0, так что соединение между контроллерами радиосети КРС1 и КРС2 не является необходимым. Стадия подготовки является одинаковой для восходящего и нисходящего направлений.
В ситуации, изображенной на фиг.13 и 14, подготовка переключения канала связи содержит описанные ниже этапы.
Сначала контроллер радиосети КРС1 добавляет базовую станцию к активному набору АН. Диаграмма последовательности осуществления сигнализации на фиг.15 изображает один способ добавления базовой станции к активному набору. Затем контроллер набора КН/КРС1 обнаруживает на основе списка граничных базовых станций СГБС, что базовая станция была добавлена к активному набору, который расположен в непосредственной близости от базовых станций, управляемых соседним контроллером радиосети КРС2. Контроллер набора КН/КРС1 посылает сообщение об этом модулю, реализующему функции управления набором МФУ. Если это первая такая базовая станция, модуль, реализующий функции управления набором МФУ, требует, чтобы контроллер набора внешних кандидатов КНВК был запущен в соседнем контроллере радиосети КРС2.
Затем контроллер радиосети КРС2 запускает контроллер набора внешних кандидатов КНВК для терминала. На основании, например, данных о географическом положении контроллер набора внешних кандидатов КНВК определяет подходящий набор внешних кандидатов НВК для терминала и посылает информацию относительно базовых станций, принадлежащих набору внешних кандидатов, на контроллер радиосети КРС1 через модуль, реализующий функции управления набором МФУ. Альтернативно, если имеется прямое соединение сигнализации между контроллерами радиосети КРС1 и КРС2, это может быть сделано непосредственно на контроллер набора КН/КРС1. Контроллер набора КН/КРС1 добавляет набор внешних кандидатов НВК к набору базовых станций, который должен быть измерен (определен размер), в терминале. Это осуществляют под управлением контроллера макроразнесения КМР/КРС1, как в случае набора внешних кандидатов.
После этого терминал использует, например, пилот-сигналы, для выполнения обычных измерений для набора базовых станций, который включает к себя набор кандидатов НК и набор внешних кандидатов НВК, в этом примере предполагается, что терминал формирует решение или предложение для перехода базовых станций между активным набором и набором кандидатов, и переход может быть выполнен модулем объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ и контроллером макроразнесения КМР. Контроллер набора КН/КРС1 информируется относительно перехода. Когда контроллер макроразносения КМР/КРС1 обнаруживает запрос о переходе базовой станции, принадлежащей набору внешних кандидатов НВК, в активный набор, запрос передается на контроллер набора КН/КРС1 для дальнейшего рассмотрения или выполнения.
Если единственная граничная базовая станция, принадлежащая контроллеру радиосети КРС2, удалена из активного набора, контроллер набора КН/КРС1, обнаружив такую ситуацию, удаляет контроллер набора внешних кандидатов КНВК из контроллера радиосети КРС2, посылая запрос удаления к модулю, реализующему функции управления набором МФУ/КРС0, фиг.16. Модуль, реализующий функции управления набором МФУ/КРС, затем передает запрос на. контроллер радиосети КРС2, который удаляет контроллер набора внешних кандидатов КНВК. Процедура затем начинается снова, в противном случае контроллер набора (КН/КРС1) запрашивает обновление набора внешних кандидатов в контроллере радиосети КРС2.
Если модуль, реализующий функции управления набором МФУ, обнаруживает, что базовая станция/базовые станции, управляемые контроллером радиосети КРС2, дает(дают) лучший сигнал, то модуль, реализующий функции управления набором МФУ, может альтернативно заказать переключение канала связи между контроллерами радиосети КРС1 и КРС2 или только запустить необязательный контроль интенсивности в контроллере радиосети КРС2.
При контроле интенсивности модуль предварительной обработки МОСМ', подобный модулю объединения сигналов с учетом макроразнесения, инициализируют в контроллере радиосети КРС2 для канала передачи в восходящем направлении, и указанный модуль предварительной обработки время от времени принимает данные от терминала, но не передает сами данные далее, а только сообщение о качестве соединения к модулю, реализующему функции управления набором МФУ.
Найдя на основе измерений или контроля интенсивности, что переключение канала связи необходимо для базовой(ых) станции(й), управляемой(ых) контроллером радиосети КРС2, модуль, реализующий функции управления набором МФУ, начинает стадию выполнения переключения: канала связи между контроллером радиосети KPCl и контроллером радиосети КРС2. Стадия выполнения переключения канала связи.
Переключение канала связи между контроллерами радиосети может быть выполнено следующим образом:
- активный набор полностью передается новому контроллеру радиосети КРС2. Таким образом, только один контроллер радиосети является активным одновременно. На стадии выполнения переключения канала связи набор внешних кандидатов ECS2 контроллера радиосети КРС2 полностью становится активным набором терминала АН, а активный набор AН1 и набор кандидатов CS1 контроллера радиосети КРС1 удаляют. Необязательно, активный набор АН контроллера радиосети КРС1 может остаться в качестве набора кандидатов ECS1. Такая структура избегает проблемы синхронизации КРС, имеющейся при иерархическом объединении.
- При иерархическом объединении каждый контроллер радиосети имеет свой собственный активный набор. Все активные контроллеры радиосети выполняют свое собственное объединение для данных (передаваемых) в восходящем направлении. Заключительное объединение при передаче в восходящем направлении может быть выполнено в контроллере радиосети КРС0. Тогда нет необходимости устанавливать надлежащий контроллер макроразнесения КМР/КРС0 в контроллере радиосети КРС0 или модуль, реализующий функции, эквивалентные функциям модуля объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ-восх./КРС0, если модули объединения в активных контроллерах радиосети способны к предварительной обработке окончательного результата для фиксированной передачи таким образом, чтобы окончательное объединение было просто выполнить в контроллере радиосети КРС0.
Альтернативно, один из активных контроллеров радиосети может служить в качестве так называемого узлового объединения (модуля, реализующего объединение в узле), выполняя объединение данных пользователя других активных контроллеров радиосети до передачи на контроллер радиосети КРС0. Модуль передачи данных пользователя ПДП/КРС0 должен дублировать передаваемые в нисходящем направлении данные пользователя для нисходящего соединения, объединяемые в терминале. К тому же, базовые станции активных наборов различных контроллеров радиосети должны быть синхронизированы так, как требуется используемым способом множественного доступа с кодовым разделением каналов. Иерархическое объединение может содержать несколько уровней иерархии.
- Используется комбинация альтернативных вариантов, описанных выше, например, таким способом, что в нисходящем направлении используют полную передачу активного набора, и в восходящем направлении используют иерархическое объединение. Затем данные пользователя в нисходящем направлении передают через предыдущий активный набор, пока измерения не покажут, что новый набор базовых станций лучше, Затем передаваемые в нисходящем направлении данные должны быть переданы через новый набор. Посредством этого решения, преимущества иерархического объединения сохраняются для восходящего направления, но для нисходящего направления избегают дублирования данных.
Следующий пример стадии выполнения переключения канала связи между контроллерами радиосети основан на полной передаче активного набора и в восходящем и в нисходящем направлениях (альтернатива 1). Пример стадии выполнения предполагает, что модуль, реализующий функции управления набором МФУ, расположен в узловом контроллере КРС0 так, чтобы не было необходимости в каком-либо логическом соединении КРС-к-КРС между контроллерами радиосети КРС1 и КРС2. Пример стадии выполнения основан на использовании макроразнесения в общей системе МДКРК. Пример иллюстрируется диаграммой последовательности сообщений на фиг.17.
В описанном примере выполнение переключения канала связи содержит описанные ниже этапы после того, как модуль, реализующий функции управления набором (МФУ), принял решение о переключении канала связи.
Сначала модуль МУФКРС, реализующий функции узлового контроллера КРС0, устанавливает логическое соединение КРС-к-КРС между узловым контроллером КРС0 и новым активным контроллером радиосети КРС2. Затем модуль, реализующий функции управления набором МФУ, сообщает контроллеру радиосети КРС2 о выполнении переключения канала связи. Контроллер набора внешних кандидатов КНВК посылает к модулю, реализующему функции управления набором МФУ, или, альтернативно, непосредственно на контроллер старого набора КН/КРС1, радиотехнические параметры набора базовых станций, который должен стать активным набором, для дальнейшей передачи на терминал. Внутренняя работа контроллера радиосети КРС2 является главным образом той же, что и работа при установке нормального запроса с тем различием, что внешний набор кандидатов немедленно делается окончательным активным набором. Вместо набора внешних кандидатов, контроллер набора КН/КРС2, контроллер макроразнесения КМР/КРС2 и модуль объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ/КРС2 устанавливают для восходящего направления. Под управлением контроллера радиосети КРС2 резервируют или создают определенные для терминала фиксированные каналы, необходимые для передачи данных пользователя между контроллерами радиосети и базовыми станциями в активном наборе, а также радиоканалы между базовыми станциями и терминалом способами, используемыми в радиосети, если такие соединения не были уже полностью созданы при контроле интенсивности на стадии подготовки.
По запросу модуля, реализующего функции управления набором МФУ, модуль передачи данных пользователя ПДП в модуле МУФКРС, реализующем функции узлового КРС, изменяет свою работу следующим образом. Модуль передачи данных пользователя ПДП готовится принимать передаваемые в восходящем направлении данные пользователя от модуля объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ-восх. /КРС2 контроллера радиосети КРС2. Модуль передачи данных пользователя ПДП направляет передаваемые в нисходящем направлении данные пользователя также на контроллер радиосети КРС2.
Затем, модуль, реализующий функции управления набором МФУ/КРС2, посылает контроллеру набора КН/КРС1 контроллера радиосети КРС1 параметры (такие как привязки по времени и используемый код скремблирования и/или расширения) пилот-сигналов базовых станций в активном наборе контроллера радиосети КРС2. Контроллер набора КН/КРС1 в контроллере радиосети КРС1 посылает терминалу параметры нового активного набора.
Затем модуль объединения сигналов с учетом макроразнесения МОСМ/КРС2 в контроллере радиосети KPC2 начинает передачу с новым активным набором АН/КРС2. Об этом выдается подтверждение к модулю МУФКРС, реализующему функции узлового КРС, через модуль, реализующий функции управления набором МФУ.
Наконец, модуль МУФКРС, реализующий узловые функции, может запрашивать контроллер радиосети КРС1 удалить контроллер набора КН/КРС1, контроллер макроразнесения КМР/КРС1 и модуль объединения сигналов с учетом микроразнесения МОСМ/КРС1 терминала, а также освободить определенные для терминала фиксированные каналы между контроллерами радиосети и базовыми станциями и возможные остающиеся зарезервированные каналы радиосвязи. Альтернативно, узловой контроллер может запрашивать контроллер радиосети КРС1, чтобы передать активный набор контроллера радиосети КРС1 в набор внешних кандидатов НВК. Когда приходит подтверждение, переключение канала связи между контроллерами радиосети завершено.
В примерах, описанных выше, предполагается, что частота набора внешних кандидатов НВК подчиняется единичному повторному использованию, типичному, для системы МДКРК, так что набор внешних кандидатов использует ту же самую частоту, что и нужный набор кандидатов. Однако возможно установить набор внешних кандидатов на другой частоте. Тогда может быть использован активный набор АН только одного набора кандидатов. Даже если объединение сигналов с учетом макроразнесения не было выгодным решением между различными частотами, этот вариант осуществления все же облегчает смену набора кандидатов АН на новый набор кандидатов АН' в соответствии с принципами, сформатированными выше.
Применения изобретения
Настоящее изобретение может использоваться совместно с большим числом прикладных задач. Они включают в себя, например, услуги поиска в базе данных, загрузку данных, видеоконференции, данных закупки "по требованию" от системы связи, использование услуг всемирной сети в Интернет, включающей в себя средства просмотра сети и т.д.
Варианты осуществления, описанные выше, являются, естественно, примерами и не ограничивают изобретение. Например, терминал может содержать мобильную станцию, переносной терминал или стационарный терминал, такой как терминал беспроводного соединения абонента.
Особенно следует отметить, что создание набора внешних кандидатов для переключения канала связи между контроллерами радиосети может быть выполнено независимо от того, будет ли передача данных направлена к новой активной базовой станции через другой контроллер радиосети, такой как узловой контроллер.
Этапы вышеуказанного описанного способа согласно изобретению также могут быть выполнены в порядке, отличном от того, что приведен выше, а некоторые этапы могут быть пропущены как ненужные.
Выше были описаны варианты осуществления, в которых радиосеть использует систему МДКРК. Однако следует отметить, что настоящее изобретение никоим образом не ограничено системой МДРСРК и может быть также использовано в других системах, например, таких как системы МДВРК (множественного доступа с временным разделением каналов, TDMA).
Список сокращений, используемых на чертежах и в описании
CN (CN) - Основная
Сеть GRAN (GRAN) - Групповая сеть доступа к радиосвязи
МДВРК (TDMA) - Множественный доступ с временным разделение каналов
МДКРК (CDMA) - Множественный доступ с кодовым разделением каналов
ТЕ - Терминал (оконечное устройство)
ВС (BS) - Базовая станция
иБС (nВS) - Новая базовая станция
сБС (oBS) - Старая базовая станция
КБС (BSC) - Контроллер базовых станций
КРС (RNC) - Контроллер радиосети
нКРС (nRNC) - Новый контроллер радиосети
сКРС (oRNC) - Старый контроллер радиосети
уКРС (aRNC) - Узловой контроллер радиосети
МУФКРС (ARNCF) - Модуль, реализующий функции узлового контроллера радиосети
bКРС (bRNC) - Активный контроллер радиосети, который не является узловым
ПДП (UDR) - Модуль передачи данных пользователя {передачи данных пользователя)
НК (GS) - Набор кандидатов
АН (AS) - Активный набор
НВК (ECS) - Набор внешних кандидатов
КНВК (ECSC) - Контроллер набора внешних кандидатов
КМР (MDC) - Контроллер макроразнесения
КН (SC) - Контроллер набора
МФУ (SCF) - Модуль, реализующий функции управления набором
СГБС (BBSL) - Список граничных базовых станций
MOCM (MDCP) - Модуль объединения сигналов с учетом макроразнесения
ИРК (RI) - Информация о радиоканале
ИК (BI) - Информация о канале
ИД (ID) - Идентификационная информация
ПКС (НО) - Переключение канала связи
Подтв. - Подтверждение
Нисх. - В нисходящем направлении
Восх. - В восходящем направлении
Запр. - Запрос
Отв. - Ответи
Изобретение относится к способу и системе для управления сетью радиосвязи. Изобретение выгодно применять в широкополосных радиосетях (ГСДРС), предлагающих услуги стационарной сети своим пользователям. Технический результат заключается в том, что изобретение делает возможным уменьшать загрузку основной сети в сети сотовой связи и уменьшить мощность передачи совместно с переключением канала связи. Для этого вместе с установкой соединения выбирают контроллер радиосети, через который передается информация пользователя в течение всей продолжительности соединения. Такой контроллер радиосети назван узловым контроллером (уКРС). Если соединение переключается на базовую станцию, которая принадлежит другому контроллеру радиосети (bКРС), информацию пользователя направляют так, чтобы передать на активный контроллер радиосети через узловой контроллер. Вторая идея изобретения состоит в том, что при подготовке переключения канала связи в соседнем контроллере радиосети компилируют список тех базовых станций, которые могут составить набор кандидатов, если указанный соседний контроллер радиосети должен быть сделан активным контроллером радиосети. 3 c. и 42 з.п. ф-лы, 17 ил.
24. Контроллер радиосети по п. 23, отличающийся тем, что указанное средство (МУФКРС) для реализации узловой функции содержит средство для создания логических соединений между контроллерами радиосети (межконтроллерных) между узловым контроллером и активным контроллером радиосети.
| WO 9626620 А, 29.08.1996 | |||
| Система радиосвязи с доступом по запросу | 1986 |
|
SU1411985A1 |
| Сверлильно-шурупозавертывающая головка | 1977 |
|
SU740486A1 |
| WO 9501694 А, 12.01.1995 | |||
| WO 9501071 A, 05.01.1995 | |||
| WO 9504438 A, 09.02.1995. | |||
