СПОСОБ УСТАНОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ В СИСТЕМЕ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2008 года по МПК H04Q7/38 H04B7/26 

Изобретение относится к способу установления соединения в системе радиосвязи, в частности в системе мобильной радиосвязи.

Предшествующий уровень техники

В системах радиосвязи радиотерминалы и радиостанции обмениваются сигналами с базовыми станциями через так называемый радиоинтерфейс или эфирный интерфейс. Такие радиотерминалы представляют собой мобильные или стационарные пользовательские терминалы (UE-пользовательское оборудование); базовые станции (NB - узел В) являются станциями доступа, которые связаны с наземной сетью радиосвязи. Примерами известных систем радиосвязи являются цифровые системы мобильной радиосвязи второго поколения, такие как система GSM (Глобальная система мобильной связи), основанная на множественном доступе с временным разделением каналов (TDMA) и обеспечивающая скорости передачи данных до 100 кбит/с, или цифровые системы мобильной радиосвязи третьего поколения, такие как система UMTS (Универсальная мобильная телекоммуникационная система), основанная на множественном доступе с кодовым разделением каналов (CDMA) и обеспечивающая скорости передачи данных до 2 Мбит/с.

Новой характеристикой в современных системах радиосвязи, таких как GSM/GERAN (Пограничная сеть радиодоступа к системе GSM) и UMTS/UTRAN (Наземная сеть радиодоступа к системе UMTS), является обеспечение так называемой мультимедийной широковещательной/групповой услуги (MBMS). Радиоканалы-носители для групповых услуг MBMS устанавливаются в ячейке, если пользовательские устройства присутствуют в ячейке с конкретной активизированной услугой MBMS. Если число присутствующих ниже предварительно заданного порогового значения, то радиоканалы-носители устанавливаются индивидуально для каждого из пользовательских устройств (двухточечные каналы-носители), в то время как если число превышает пороговое значение, то один групповой радиоканал-носитель устанавливается для обслуживания всех пользовательских устройств, которые присутствуют в ячейке. Следовательно, сеть должна знать, превышает ли число пользовательских устройств в ячейке пороговое значение, и, если их присутствует меньше, чем пороговое число, то также необходимо знать идентификаторы пользовательских устройств для установления индивидуальных соединений. Для пользовательских устройств, которые находятся в так называемом UMTS-соединенном режиме, сеть может определить число пользовательских устройств, присутствующих в ячейке, причем конкретная услуга MBMS активизируется без непосредственной связи с пользовательскими устройствами. Для пользовательских устройств, которые находятся в неподсоединенном состоянии, например в так называемом режиме ожидания или в состоянии URA_PCH (канал поискового вызова области регистрации UTRAN), сети будет необходимо сигнализировать запрос на пользовательские устройства, например, путем поискового вызова или сигнализации по каналу управления, а пользовательским устройствам будет необходимо отвечать по общему каналу сигнализации восходящей линии связи (RACH - канал случайного доступа). Подсчет откликов пользовательских устройств должен быть завершен в течение предварительно определенного интервала времени, и решение об установлении или неустановлении одного радиоканала-носителя групповой передачи будет приниматься по результатам процедуры подсчета.

Одним из главных отличий услуги MBMS по отношению к известным услугам является то, что эта услуга может предоставляться и использоваться, когда пользовательское устройство находится в режиме ожидания, то есть без установленного радиосоединения с сетью. Услуга использует соединение типа «из точки к множеству точек», либо в групповом, либо в широковещательном режиме. Основные принципы услуги MBMS описаны в стандартах 3GPP TR 25.992, V1.2.0 (2003-01) "Multimedia Broadcast Multicast Service (MBMS); UTRAN/GERAN Requirements", TR 23.846, V6.1.0 (2002-12) "MBMS; Architecture and functional description (Release 6)", TS 22.146, V6.1.0 (2002-09) "MBMS; Stage 1 (Release 6))", TS 45.002, V5.7.0 (2002-11) "Multiplexing and multiple access on the radio path (Release 5)"; TS 44.018, V4.12.0 (2002-12), "Radio Resource Control (RRC) protocol (Release 4)"; and TS 44.060, V6.0.0 (2002-12) "General Packet Radio Service (GPRS); Mobile Station (MS) - Base Station System (BSS) interface; Radio Link Control/ Medium Access Control (RLC/MAC) protocol".

Поскольку пользовательские устройства поддерживаются в режиме ожидания для сбережения радиоресурсов, радиосети не известно ни о числе, ни о положении пользовательских устройств в данной ячейке, которые в текущий момент используют соединение типа «из точки к множеству точек». Если пользовательское устройство в таком состоянии желает установить новое двухточечное радиосоединение с сетью для передачи, например, пользовательских данных или данных «уровня без доступа» (NAS-данных), то оно должно получить доступ к сети по каналу случайного доступа, такому как канал RACH (канал случайного доступа) или PRACH (физический канал RACH). Чтобы получить доступ к каналу RACH или к каналу PRACH, пользовательское устройство должно переключаться на частоту канала (P)BCCH (физического широковещательного канала управления) и непрерывно считывать канал (P)AGCH (канал обеспечения доступа), чтобы получить свое назначение канала. Это может привести к длительным прерываниям в приеме услуги MBMS, которая может доставляться на другой частоте, или, если канал-носитель MBMS назначен на той же частоте канала (P)BCCH, привести к несовместимости с характеристиками пользовательских устройств.

Чтобы решить эту проблему, было предложено использовать специфический канал MBMS RACH (канал MRACH), который использует канал(ы) восходящей линии связи, соответствующие каналу(ам) MBMS нисходящей линии связи. Кроме того, предполагалось, что распределение ресурсов для действующего соединения должно выполняться по доступному каналу (P)AGCH, что влечет за собой тот же самый риск прерываний услуги MBMS, как описано выше.

Задачей изобретения является создание способа эффективного установления новых соединений в ситуациях, описанных выше. Эта задача решается признаками, раскрытыми в независимых пунктах формулы изобретения.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение обеспечивает новый канал управления прямой линии связи, связанный с услугой MBMS (канал MACCH), объединяющий в себе функциональные свойства широковещательного канала и ассоциированного канала управления типа «из точки к множеству точек», тем самым исключая любое прерывание приема услуги MBMS для пользовательского устройства в процессе установления дополнительного соединения. Тем не менее, объем настоящего изобретения не ограничен приведенным выше примером.

Краткое описание чертежей

Изобретение, в том числе различные другие его аспекты и признаки, поясняются в нижеследующем описании со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее:

фиг.1 - блок-схема сети радиосвязи,

фиг.2 - формат информации канала соседней ячейки услуги MBMS,

фиг.3 - основная диаграмма базовой станции (BTS) и пользовательского устройства (UE).

Детальное описание изобретения

На фиг.1 представлена основная структура системы мобильной радиосвязи стандарта GSM. Система состоит из центра коммутации мобильной связи (MSC), соединенного с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (PTSN) и другими центрами MSC. С центром MSC соединено множество контроллеров базовых станций (BSC), которые, в числе прочего, координируют совместное использование ресурсов радиосвязи, обеспечиваемых базовыми приемопередающими станциями (BTS). Базовые станции BTS осуществляют передачу по прямой линии связи (DL) и прием по обратной линии связи (UL) сигналов, соответственно, к пользовательским устройствам (UE) или от пользовательских устройств UE, расположенных в зоне покрытия базовой станции BTS. На фиг.1 базовая станция BTS передает запрос на активизацию групповой услуги MBMS по каналу поискового вызова (PCH) к пользовательским устройствам в своей ячейке. Пользовательские устройства, заинтересованные в этой услуге или в получении конкретных характеристик, отвечают на запрос путем посылки сообщения доступа по каналу доступа на конкурентной основе (RACH). Как показано на фиг.3, базовая станция BTS содержит средство (10) передачи и средство (20) назначения, в то время как пользовательское устройство UE содержит средство (30) приема и средство (40) установления.

В соответствии с изобретением так называемый канал MACCH выполняет как функции канала (P)AGCH, так и аспект прямой линии связи канала управления, ассоциированного с пакетной передачей (PACCH, см. TS 45.002). Это может быть реализовано тем, что, с одной стороны, канал MACCH предоставляет ряд сообщений или все сообщения, доступные по каналу PACCH и по каналу (P)AGCH, т.е. сообщения для предоставления каналов и сообщений для целей управления. Дополнительные сообщения могут быть определены для конкретных целей канала МАССН. С другой стороны, канал МАССН идентифицируется посредством канала РАССН (т.е. временной сегмент, частота и/или указатель транспортного формата (TFI)). В случае, когда канал MACCH используется как двухточечный канал, сообщения могут включать в себя идентификатор для адресации конкретного пользовательского устройства, причем идентификация пользовательского устройства может быть реализована, как известно, из случайного обращения по каналу MRACH или идентификатора временного логического канала (TLLI). Идентификатор TLLI обеспечивает адрес сигнализации для осуществления связи между пользовательским устройством UE и сетевым узлом, который отслеживает местоположение индивидуальных пользовательских устройств UE. В случае, когда канал MACCH используется как канал типа «из точки к множеству точек», то для адресации пользовательских устройств может использоваться глобальный идентификатор пользовательского устройства, например, устанавливаемый по умолчанию «пустой» идентификатор. В обоих случаях средство (30) приема пользовательского устройства UE адаптируется для распознавания того, что идентификатор принят, а также средство (30) приема адаптируется для распознавания принятой широковещательной информации и/или информации управления.

В случае, если канал MACCH используется как канал типа «из точки к множеству точек», то в качестве другой характеристики сообщения могут включать в себя информацию о частотах, назначаемых каналу трафика MBMS и каналу уведомления в соседних ячейках. Это повышает быстродействие процесса перевыбора ячейки в случае, когда пользовательское устройство UE осуществляет смену ячейки, так как пользовательское устройство UE может начать прием данных услуги MBMS, продолжая еще считывать системную информацию в новой ячейке. Это сокращает время прерывания услуги, которое обусловлено перемещением пользовательского устройства UE из одной ячейки в другую ячейку. Сообщение передается по каналу MACCH и определяется как «информация канала соседней ячейки об услуге MBMS». Возможный формат этого сообщения показан на фиг.2.

Параметр "Cell ID" (идентификатор ячейки) указывает, на какую ячейку ссылается элемент IE информации о параметрах частоты. Параметр представляет собой индекс для одного из списков соседних ячеек. Длина поля зависит от того, какой список используется для идентификации ячейки. Например, если это список соседних ячеек, соответствующий стандарту GSM, то требуется 6 битов, так как это является длиной параметра Frequency_N в сообщении отчета об измерении пакета, или параметра removed_freq_index в сообщении команды измерения пакета, как определено в TS 44.060. Если используется список соседних ячеек, соответствующий стандарту 3G, то требуется 7 битов.

При установке передачи услуги MBMS используется канал со скачкообразной перестройкой частоты между пользовательским устройством UE и базовой станцией. Как известно в технике, используются три различных метода кодирования параметров частоты, определяющих канал со скачкообразной перестройкой радиочастоты, передаваемых пользовательскому устройству UE в сообщении назначения: косвенное кодирование, прямое кодирование 1 и прямое кодирование 2.

При косвенном кодировании назначаемый набор радиочастотных каналов определяется путем обращения к информации, сохраненной в пользовательском устройстве UE; такая информация может приниматься по каналу PBCCH или по каналу BCCH, или принимается в сообщении предыдущего назначения. При прямом кодировании назначаемый набор радиочастотных каналов определяется с использованием информации, содержащейся в самом сообщении назначения. Прямое кодирование 1 предусматривает обращение к спискам распределения ячеек или опорных частот (RFL), принимаемых по каналу PBCCH, для декодирования этой информации. Прямое кодирование 2 является автономным. Список частот является представлением набора радиочастотных каналов, определяющим распределение для мобильной услуги GPRS (Общие услуги передачи пакетных данных). Кодирование байтовой последовательности определено в документе TS 44.018, а применимые форматы этой информации определены в документе TS 44.060. Дополнительно, пользовательское устройство UE может сохранять от 12 до 16 наборов частотных параметров для каждой соседней ячейки. Обеспечиваемыми частотными параметрами ячейки являются те, которые имеют высокую вероятность выбора пользовательским устройством UE, прослушивающим услугу MBMS. На фиг.2 можно видеть, что сообщение кодируется таким способом, что предусматривается описание канала MBMS только для одной соседней ячейки, однако специалисту в данной области техники должно быть понятно, что можно модифицировать сообщение для включения информации о частоте для большего количества ячеек или, альтернативно, передать ряд сообщений, содержащий информацию о частоте для индивидуальных ячеек.

Распределение ресурсов для канала MACCH реализуется, как в случае канала PACCH, путем заимствования кадров канала MBMS, поэтому использование канала MACCH должно быть минимизировано. Вследствие этого, пользовательское устройство, установившее двухточечное соединение или соединение типа «из точки к множеству точек», должно использовать скорее канал PACCH, чем канал MACCH.

Преимущества способа, соответствующего изобретению, заключаются в следующем.

Установление параллельного двухточечного соединения без прерывания приема услуги MBMS по соединению типа «из точки к множеству точек».

Любые операции передачи по двухточечному каналу-носителю могут выполняться подобно передачам по двухточечному каналу-носителю с каналом PACCH.

Эти преимущества оптимизированы в связи с использованием канала MRACH, однако функциональные возможности канала MRACH не являются предусловием для канала MACCH.

Изобретение заключается в комбинировании широковещательного общего канала и двухточечного связанного канала управления, и в том факте, что пользовательское устройство информирует сеть об установлении канала-носителя типа «из точки к множеству точек» на ранней фазе доступа, чтобы обеспечить оптимальное использование ограниченных ресурсов радиосвязи. В номенклатуре стандарта UTRAN (наземная сеть радиодоступа системы UMTS) канал MACCH может быть определен как транспортный канал, на который отображаются канал (P)AGCH, канал PACCH типа «из точки к множеству точек» и двухточечный канал PACCH.

Настоящее изобретение обеспечивает новый канал управления прямой линии связи, связанный с услугой MBMS (канал МАССН), объединяющий в себе функциональные свойства широковещательного канала и ассоциированного канала управления типа «из точки к множеству точек», предназначенного для передачи базовой станцией (BTS) к пользовательскому устройству (UE). Путем обращения к конкретной информации, содержащейся в канале, пользовательское устройство (UE) устанавливает двухточечное соединение с базовой станцией (BTS) без прерывания приема мультимедийной широковещательной/ групповой услуги (MBMS), что является техническим решением. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ установления соединения в системе сотовой радиосвязи между, по меньшей мере, одним пользовательским устройством (UE) и базовой станцией (BTS), содержащий этапы:

передачи от базовой станции (BTS) канала-носителя мультимедийной широковещательной/групповой услуги, имеющего кадровую структуру;

назначения, посредством базовой станции (BTS), конкретной информации, по меньшей мере, одному кадру упомянутого канала-носителя мультимедийной широковещательной/групповой услуги, причем упомянутая конкретная информация содержит комбинацию широковещательной и/или ассоциированной информации управления;

приема упомянутого канала-носителя мультимедийной широковещательной/групповой услуги, по меньшей мере, одним пользовательским устройством (UE);

в ответ на прием упомянутой конкретной информации в упомянутом канале-носителе мультимедийной широковещательной/ групповой услуги установления соединения от упомянутого, по меньшей мере, одного пользовательского устройства (UE) к базовой станции (BTS) без прерывания приема упомянутого канала-носителя мультимедийной широковещательной/групповой услуги.

средство (10) передачи, предназначенное для передачи канала-носителя мультимедийной широковещательной/групповой услуги, имеющего кадровую структуру;

средство (20) назначения, в упомянутой базовой станции (BTS), предназначенное для назначения конкретной информации, по меньшей мере, одному кадру упомянутого канала-носителя мультимедийной широковещательной/групповой услуги, причем упомянутая конкретная информация содержит комбинацию широковещательной и/или ассоциированной информации управления; и

пользовательское устройство (UE), содержащее

средство (30) приема, предназначенное для приема упомянутого канала-носителя мультимедийной широковещательной/ групповой услуги, использующего кадровую структуру;

средство (40) установления, предназначенное для установления, в ответ на прием упомянутым средством приема упомянутой конкретной информации в канале-носителе мультимедийной широковещательной/групповой услуги, соединения с базовой станцией (BTS) без прерывания приема канала-носителя мультимедийной широковещательной/групповой услуги.

средство (10) передачи, предназначенное для передачи канала-носителя мультимедийной широковещательной/групповой услуги, имеющего кадровую структуру;

средство (20) назначения, предназначенное для назначения конкретной информации, по меньшей мере, одному кадру упомянутого канала-носителя мультимедийной широковещательной/групповой услуги, причем упомянутая конкретная информация содержит комбинацию широковещательной информации и/или ассоциированной информации управления, при этом пользовательское устройство (UE), после приема упомянутой конкретной информации, имеет возможность установления соединения без прерывания приема упомянутого канала-носителя мультимедийной широковещательной/ групповой услуги.