СПОСОБ ПЕРЕАДРЕСАЦИИ КАНАЛА ПЕРЕДАЧИ ПОТОКА ДАННЫХ В СИСТЕМЕ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2010 года по МПК H04B7/26 

Область техники, к которой относится изобретение

[1] Настоящее изобретение относится к развивающейся (расширенной) универсальной системе подвижной связи «E-UMTS» и, в частности, к способу эффективной переадресации (перетрассировки) тракта/канала передачи потока данных в случае, когда мобильный терминал изменяет шлюз передачи потока данных.

Уровень техники

[2] Фиг.1 иллюстрирует структуру сети развивающейся универсальной системы подвижной связи «E-UMTS», в которой могут применяться известные технические решения и настоящее изобретение.

[3] Развивающаяся универсальная система подвижной связи «Е-UMTS» разработана в развитие универсальной системы подвижной связи «UMTS», для которой техническая группа 3GPP готовит основные применимые к ней спецификации. Систему «E-UMTS» можно классифицировать как систему «LTE» - долгосрочного эволюционного развития.

[4] Как показано на фиг.1, сеть развивающейся универсальной системы подвижной связи «E-UMTS» состоит из сети 20 «E-UTRAN» (развивающейся наземной сети радиодоступа системы «E-UMTS») и ячейки 10 «ЕРС» (Evolved Packet Core - развивающаяся сеть с коммутацией пакетов). Сеть 20 «E-UTRAN» содержит терминал («UE» - абонентское оборудование)), базовую станцию 21 («eNB» или «eNode В») 21 и шлюз доступа 11 AG (который также может обозначаться как «MME/UPE»). Шлюз доступа 11 «AG» может также состоять из узла для обработки потока данных пользователя и узла для обработки потока управляющих данных. Узел шлюза доступа «AG», предназначенный для обработки нового потока данных пользователя, и узел шлюза доступа «AG», предназначенный для обработки потока управляющих данных, могут обмениваться данными друг с другом через заново определяемый интерфейс.

[5] В одной базовой станции 21 «eNode В» (eNB) 21 может существовать одна или несколько ячеек, а между базовыми станциями «eNode В» может использоваться интерфейс, предназначенный для передачи потока данных пользователя и потока управляющих данных.

[6] Сеть 10 «ЕРС» может содержать шлюз доступа 11 «AG», узел регистрации пользователя терминала «UE» и т.п. Кроме того, в наземной сети радиодоступа системы «UMTS», представленной на фиг.1, может применяться интерфейс, связывающий между собой наземную сеть 20 «E-UTRAN» 20 и сеть 10 «ЕРС». Интерфейс «S1» может соединять множество узлов (например, по схеме «множество точек - множество точек») базовых станций 21 «eNode В» и шлюзов доступа 11 «AG». Базовые станции «eNode В» друг с другом соединяются с помощью интерфейса «Х2», который всегда присутствует между смежными базовыми станциями «eNode В» в структуре сотовой сети.

[7] Уровни протокола радиоинтерфейса между терминалом «UE» и сетью можно разделить на первый уровень (L1), второй уровень (L2) и третий уровень (L3) на основе трех нижних уровней стандартной модели взаимных соединений открытой системы (OSI), хорошо известной в системах связи.

[8] Первый уровень (LI) предоставляет услугу по передаче информации с использованием физического канала, а уровень управления радиоресурсами «RRC», расположенный на третьем уровне (L3), служит для управления радиоресурсами между терминалом и сетью, при этом уровень управления радиоресурсами «RRC» обменивается «RRC-сообщениями» между терминалом и сетью. Уровень управления радиоресурсами «RRC» может распределяться таким образом, чтобы он располагался в узлах сети, например на базовых станциях «eNode В» и в шлюзах доступа «AG», и т.д. или только на базовых станциях «eNode В» или в шлюзах доступа «AG».

[9] Фиг.2 иллюстрирует структуру плоскости управления протокола интерфейса радиодоступа между терминалом и универсальной наземной сетью «UTRAN» на основе различных стандартов 3GPP сети с беспроводным доступом.

[10] Протокол интерфейса радиодоступа имеет горизонтальные уровни, в том числе физический уровень, уровень канала передачи данных и сетевой уровень, а также вертикальные плоскости, включая плоскость пользователя, предназначенную для передачи информационных данных, и плоскость управления - для передачи управляющих сигналов.

[11] Уровни протокола можно разделить на первый уровень (L1), второй уровень (L2) и третий уровень (L3) на основе трех нижних уровней стандартной модели взаимных соединений открытой системы (OSI), хорошо известной в системах связи. Опишем теперь каждый уровень плоскости управления протокола радиосвязи на фиг.2 и плоскость пользователя протокола радиосвязи на фиг.3.

[12] Первый или физический уровень предоставляет услугу по передаче информации на вышерасположенный уровень с помощью физического канала. Физический уровень соединен с уровнем управления доступом к среде «MAC», размещенным на вышерасположенном уровне, транспортным каналом, через который данные передаются между уровнем управления доступом к среде «MAC» и физическим уровнем. Между различными физическими уровнями, а именно физическими уровнями передающей стороны и принимающей стороны, данные передаются по физическому каналу.

[13] Уровень управления доступом к среде «MAC» второго уровня предоставляет услугу уровню управления радиоканалом «RLC», вышерасположенный уровень, через логический канал. Уровень управления радиоканалом «RLC» второго уровня надежно поддерживает передачу данных. Функция уровня управления радиоканалом «RLC» может реализовываться функциональным блоком внутри уровня управления доступом к среде «MAC», и в этом случае уровень управления радиоканалом «RLC» может отсутствовать. Уровень протокола сходимости пакетных данных «PDCP» второго уровня выполняет функцию сжатия заголовков, предназначенную для уменьшения количества ненужной управляющей информации, таким образом, чтобы данные, передаваемые с помощью пакетов в соответствии с Интернет протоколом - «IP-пакетов», например по протоколу «IPv4» или «IPv6», могут эффективно передаваться через радиоинтерфейс с относительно небольшой полосой пропускания.

[14] Уровень управления радиоресурсами «RRC», расположенный в нижней части третьего уровня (L3), определен только в плоскости управления и управляет транспортными каналами в отношении конфигурирования, повторного конфигурирования и освобождения радиоканалов «RB». Здесь радиоканал «RB» обозначает услугу, предоставляемую вторым уровнем (L2) для передачи данных между терминалом и наземной сетью «UTRAN».

[15] Транспортные каналы нисходящей линии связи для передачи данных из сети на терминал включают в себя: широковещательный канал «ВСН», предназначенный для передачи системной информации, а также нисходящий совместно используемый канал «SCH», предназначенный для передачи потока данных пользователя или управляющих сообщений. Предоставление многоадресных или широковещательных услуг, передача потока данных или управляющих сообщений по нисходящему каналу связи могут осуществляться через нисходящий совместно используемый канал «SCH» или через отдельную нисходящую линию связи многоадресного обслуживания «МСН».

[16] Восходящие транспортные каналы, предназначенные для передачи данных с терминала в сеть, включают в себя канал с произвольным доступом «RACH», предназначенный для передачи исходного управляющего сообщения, и восходящий совместно используемый канал «SCH», предназначенный для передачи потока данных пользователя и управляющих сообщений.

Описание изобретения

Техническая проблема

[17] В известном техническом решении, когда мобильный терминал не может быть соединен с шлюзом (например, шлюзом доступа «AG») для передачи трафика, мобильный терминал из-за своего перемещения дальше не поддерживает текущее соединение для использования, или когда шлюз не может сохранить стабильность в отношении других операций, мобильный терминал переключает свое соединение на шлюз, соответствующий базовой станции, в зону которой он переместился.

[18] Однако в этом отношении переключение на новый шлюз ведет к перегрузке сетевого потока данных из-за обмена контекстными данными между шлюзами и передачей сигнальных сообщений между многими базовыми станциями и шлюзами и т.д.

Техническое решение

[19] Одной из типовых функций настоящего изобретения является предложение способа переадресации тракта передачи потока данных мобильного терминала, позволяющего оптимизировать передачу сигнальных сообщений так, чтобы минимизировать перегрузку сети, когда мобильный терминал меняет шлюз передачи потока данных.

[20] Для осуществления, как минимум, вышеуказанной функции целиком или частично в настоящем изобретении предлагается способ переадресации тракта передачи потока данных в системе подвижной связи, который может включать в себя следующие шаги: когда мобильным терминалом выполняется передача абонентского соединения от первого узла радиосети ко второму узлу радиосети, определение шлюза, предназначенного для обработки потока данных и наиболее подходящего для второго узла радиосети; изменение тракта передачи потока данных путем переключения на указанный определенный шлюз; и передача потока данных узлом передачи потока данных второму узлу радиосети через указанный измененный тракт передачи потока данных.

[21] Первым узлом радиосети может быть базовая станция, к которой в данный момент для приема услуги подключен мобильный терминал, а вторым узлом радиосети может быть базовая станция, в которую мобильный терминал должен переместиться для приема услуги.

[22] В способе переадресации тракта передачи потока данных шаг изменения тракта передачи потока данных включает в себя следующие шаги: передача вторым узлом радиосети сообщения с запросом на переадресацию на указанный определенный первый шлюз; передача первым шлюзом, принявшим запрос на переадресацию, сообщения с запросом на оптимизацию тракта на шлюз, с которого терминал ранее принимал услугу; и передача вторым шлюзом ответного сообщения на первый шлюз и информирования узла передачи потока данных внутри сети о том, что тракт передачи потока данных изменился.

[23] Сообщение с запросом на переадресацию может включать в себя контекстную информацию терминала, например информацию об аутентификации, информацию о безопасности и информацию, связанную со сжатием.

[24] Сообщение с запросом на оптимизацию тракта может включать в себя контекстную информацию и информацию для идентификации терминала.

[25] Первый шлюз регистрирует терминал в списке терминалов первого шлюза и сам осуществляет управление в соответствии с указанным ответным сообщением, а второй шлюз может удалить контекстную информацию, связанную с терминалом, а также удалить терминал из списка терминалов, управляемых им самим.

[26] Изложенные выше и другие цели, возможности, аспекты и преимущества настоящего изобретения будут более понятны из последующего подробного описания настоящего изобретения в соединении с прилагаемыми чертежами.

[27] Краткое описание чертежей

[28] Прилагаемые чертежи, включенные в описание для лучшего понимания изобретения и составляющие часть данного описания, иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения и вместе с описанием служат для пояснения принципов изобретения.

[29] На чертежах:

[30] На фиг.1 приведен пример структуры сети развивающейся универсальной системы подвижной связи «E-UMTS» - системы подвижной связи, в которой могут применяться известные технические решения и мобильный терминал.

[31] На фиг.2 приведен пример структуры плоскости управления протокола радиоинтерфейса между терминалом и наземной сетью радиодоступа «UTRAN» на основе спецификации 3GPP сети беспроводного доступа.

[32] На фиг.3 приведен пример структуры плоскости пользователя протокола радиоинтерфейса между терминалом и наземной сетью радиодоступа «UTRAN» на основе спецификации 3GPP сети беспроводного доступа.

[33] На фиг.4 приведен пример модели сетевой структуры для объяснения способа переадресации в соответствии с настоящим изобретением, а именно конфигурация базовой сети, при переадресации шлюза «AG».

[34] На фиг.5 приведен пример передачи потока данных (например, пакетных данных) между базовыми станциями «eNB» при перемещении терминала от исходной базовой станции «seNB» к целевой базовой станции «teNB».

[35] На фиг.6 приведена схема, на которой показана передача потока данных от шлюза «sAG» на целевую базовую станцию «teNB» при перемещении терминала из исходной базовой станции «seNB» к целевой базовой станции «teNB».

[36] На фиг.7 показана передача потока данных при перемещении терминала из исходной базовой станции «seNB» к целевой базовой станции «teNB», но при этом отсутствует канал передачи данных между шлюзом «sAG» и базовой станцией «teNB».

[37] На фиг.8 приведен пример переадресации оптимального шлюза «AG» на целевую базовую станцию «teNB» и передачи потока данных при перемещении терминала из исходной базовой станции «seNB» к целевой базовой станции «teNB».

[38] На фиг.9 показан способ переадресации канала пакетной передачи данных в соответствии с настоящим изобретением.

[39] На фиг.10 показан способ переадресации канала пакетной передачи данных путем запроса на переадресацию у шлюза «AG» с последующим переключением канала.

[40] На фиг.11 и 12 показана процедура переадресации шлюза «AG» с помощью терминала.

[41] На фиг.13 приведен пример структуры терминала подвижной связи в соответствии с настоящим изобретением.

Описание примеров осуществления настоящего изобретения

[42] Один из аспектов настоящего изобретения заключается в понимании авторами настоящего изобретения недостатков известных технических решений, указанных выше, которые дополнительно объясняются далее. На основе этого понимания и было разработано настоящее изобретение.

[43] Хотя настоящее изобретение описано на примере его реализации в системе подвижной связи типа «UMTS», разработанной в соответствии со спецификациями 3GPP, его можно применять также в других системах связи, работающих в соответствии с другими стандартами и спецификациями.

[44] Поскольку сетевые технологии продолжают развиваться, предполагается, что контроллеры радиосети «RNC» могут больше не понадобиться в будущих сетях, т.к. базовые станции «Node В» с расширенными возможностями или другие типы сетевых объектов (например, так называемые шлюзы доступа) могут выполнять операции, которые сейчас выполняются существующими контроллерами радиосети «RNC». Такое долгосрочное эволюционное развитие оказывает дополнительную поддержку, необходимую для разработки улучшенных технологий управления установлением соединений по радиоканалам, предназначенных для использования при введении в эксплуатацию новых терминалов (или создания новых пользовательских каналов), и поддержке вновь разрабатываемых усовершенствованных услуг для большего числа терминалов, управляемых сетью.

[45] В настоящем изобретении предлагается способ переадресации (перетрассировки) тракта передачи потока данных, способный минимизировать перегрузку сети для передачи потока данных и минимизировать ненужный процесс сигнализации, когда мобильный терминал вынужден изменить шлюз доступа «AG» радиосети в связи с передвижением радиотерминала.

[46] Таким образом, когда мобильный терминал меняет свое соединение с первым узлом радиосети, с которым мобильный терминал соединен в данный момент, на соединение со вторым узлом радиосети, система беспроводной связи изменяет или заново устанавливает узел шлюза для обработки потока данных, наиболее пригодный для второго узла радиосети, тем самым оптимизируя эффективность передачи.

[47] Предпочтительно первым узлом радиосети может быть исходная базовая станция «seNB», к которой в данный момент для приема услуги подключен мобильный терминал, а вторым узлом радиосети может быть целевая базовая станция «teNB», к которой мобильный терминал собирается переходить для приема услуги.

[48] На фиг.4 приведен пример модели структуры сети для объяснения способа переадресации в соответствии с настоящим изобретением, а именно конфигурация базовой сети, связанная с переадресацией шлюза доступа «AG».

[49] Как показано на фиг.4, транзитная автономная система 100 «Inter-AS» представляет собой сетевой узел более высокого уровня, и услуга, передаваемая на терминал, передается на шлюзы доступа «AG» (исходный шлюз «sAG» 200 и целевой шлюз «tAG» 210) через транзитную автономную систему 100 «Inter-AS» (например, станцию передачи потока данных). Транзитная автономная станция может выполнять функцию «привязки» при сопряжении с другой сетью. В альтернативном случае в качестве транзитной автономной системы 100 «Inter-AS» может работать сетевой узел, расположенный на уровне, более высоком, чем шлюзы доступа «AG», и выполняющий функцию привязки при сопряжении с другой сетью. Шлюзы доступа «AG» соединяются друг с другом непосредственно или опосредованно. Например, два шлюза доступа «AG» могут быть соединены друг с другом при наличии между ними других сетевых узлов или без таковых.

[50] Шлюз доступа 200 «sAG» (исходный шлюз доступа «AG») представляет собой шлюз доступа «AG», к которому в данный момент для приема услуги подключен терминал. Исходный шлюз доступа 200 «sAG» может иметь информацию, относящуюся к терминалу. Информация относительно терминала может включать в себя информацию об аутентификации, сведения о безопасности, информацию относительно сжатия, служебную информацию, данные отслеживания местоположения «ТА» (зоны местоположения) и т.д. В целевом шлюзе 200 «sAG» используются протокол сходимости пакетных данных «PDCP», протокол, связанный с безопасностью, и протоколы, связанные с сжатием, по отношению к терминалу.

[51] Шлюз доступа 210 «tAG» (целевой шлюз доступа «AG») представляет собой шлюз доступа «AG», к которому терминал переходит после перемещения к целевой базовой станции «teNB» 300 (целевая «teNB»), a исходная базовая станция «seNB» 310 (исходная «seNB») представляет собой узел базовой станции, к которому подключен терминал для приема услуги. Через базовую станцию терминалу назначают радиоресурсы, и он принимает трафик через радиоинтерфейс. Если терминал собирается переместиться от исходной базовой станции «seNB» 300 к целевой базовой станции «teNB» 310, он отсоединяется от исходной базовой станции «seNB» 300 и устанавливает новое соединение с целевой базовой станцией «teNB» 310 (т.е. он отключает соединение с исходной базовой станцией «seNB» и создает новое соединение с целевой базовой станцией «teNB»). В этом случае целевая базовая станция «teNB» обычно соединена интерфейсом (Х2) с исходной базовой станцией «seNB» 300, через который может выполняться пакетная передача данных между этими базовыми станциями «eNB». Одна базовая станция через интерфейс (S1) может выполнять пакетную передачу данных на несколько шлюзов доступа «AG».

[52] На фиг.5 приведен пример передачи потока данных (например, пакетных данных) между базовыми станциями «eNB» при перемещении терминала от исходной базовой станции «seNB» 300 к целевой базовой станции «teNB» 310. Как показано на фиг.5, при перемещении терминала от исходной базовой станции «seNB» 300 к целевой базовой станции «teNB» 310 пакетная передача данных выполняется между исходной базовой станцией «seNB» 300 и целевой базовой станцией «teNB» 310 до завершения передачи абонентского соединения от одной базовой станции к другой, при этом целевая базовая станция «teNB» 310 принимает информацию о завершении передачи абонентского соединения после передачи исходной базовой станцией «seNB» 300 на терминал команды о передаче абонентского соединения.

[53] На фиг.6 представлена схема, отражающая передачу потока данных с исходного шлюза доступа «sAG» 200 на целевую базовую станцию «teNB» 310 при перемещении терминала от исходной базовой станции «seNB» 300 к целевой базовой станции «teNB» 310. На фиг.6 приведен случай, когда терминал после завершения передачи абонентского соединения от одной базовой станции к другой перемещается к целевой базовой станции «teNB» 310, тракт передачи данных от исходного шлюза доступа «sAG» 200 обновляется так, что трафик можно передавать прямо на целевую базовую станцию «teNB», а не на исходную базовую станцию «seNB».

[54] На фиг.7 показана передача потока данных при перемещении терминала от исходной базовой станции «seNB» 300 к целевой базовой станции «teNB» 310, но тракт передачи данных между исходным шлюзом доступа «sAG» 200 и целевой базовой станцией «teNB» 310 отсутствует. На фиг.7 при перемещении терминала от исходной базовой станции «eNB» 300 к целевой базовой станции «teNB» 310 немедленное подключение невозможно, т.к. отсутствует прямой канал передачи данных от исходного шлюза доступа «sAG» 200 к целевой базовой станции «teNB» 310 или из-за других проблем, поэтому передачу потока данных следует выполнять через целевой шлюз доступа «tAG» 210, с которым может быть соединена целевая базовая станция «teNB» 310.

[55] В случаях, представленных на фиг.6 и 7, из-за того, что трафик может быть передан на терминал через тракт, отличающийся от оптимального, могут возникнуть дополнительные задержки передачи потока данных (трафика). Кроме того, может возникнуть проблема, связанная с передачей потока данных, относящаяся к нагрузке передачи данных или пропускной способности исходного шлюза доступа «sAG» и т.д.

[56] Поэтому, как показано на фиг.8, шлюз доступа (целевой шлюз «tAG»), наиболее подходящий для базовой станции «eNB», к которой подключается терминал, должен быть назначен заново для передачи потока данных через оптимизированный тракт.

[57] На фиг.8 приведен пример переадресации с переключением на оптимальный шлюз доступа «AG» для целевой базовой станции «teNB» и передачи потока данных при перемещении терминала от исходной базовой станции «seNB» 300 к целевой базовой станции «teNB» 310;

[58] На фиг.9 представлен способ оптимизации тракта пакетной передачи данных с помощью переадресации шлюза доступа «AG» и, в частности, представлен способ переадресации шлюза доступа «AG» в процессе передачи потока данных, как это показано на фиг.6 и 7.

[59] Как показано на фиг.9, терминал находится в активном режиме в состоянии приема или передачи потока данных. В процессе выполнения передачи абонентского соединения от одной базовой станции к другой в ходе перемещения терминала от исходной базовой станции «seNB» к целевой базовой станции «teNB» терминал принимает трафик через исходную базовую станцию «seNB» (фиг.5: система «Inter-AS» (100) -> шлюз «sAG» (200) -> станция «seNB» (300) -> станция «teNB» (310) -> терминал).

[60] После завершения передачи абонентского соединения от одной базовой станции к другой терминал может принимать трафик непосредственно от целевой базовой станции «teNB» через целевой шлюз доступа «sAG» (фиг.6: система «Inter-AS» (100) -> шлюз «sAG» (200) -> станция «teNB» (310) -> терминал) или может принимать трафик через целевой шлюз «tAG», т.е. новый шлюз доступа «AG» (фиг.7: система «Inter AS» (100) -> шлюз «sAG» (200) -> станция «seNB» (210) -> станция «teNB» (310) -> терминал).

[61] Соответственно, сначала целевой шлюз доступа «teNB» 310 может проверить работу терминала, а именно состояние передачи или приема потока данных. В этом случае терминал может находиться в активном режиме, в котором он передает или принимает трафик, или в квазиактивном режиме, в котором он находится в активном состоянии, но передает или принимает небольшой трафик или не передает и не принимает никакого потока данных. Квазиактивный режим похож на режим ожидания, но отличается от него тем, что терминал находится и удерживается в состоянии соединения с базовой станцией «eNB», с которой связаны контекстные данные терминала «UE». Здесь предполагается, что терминал, передававший или принимавший трафик в активном режиме, изменен так, чтобы он находился в квазиактивном режиме, так как передачи и прием данных приостановлены. Когда терминал проверяется на предмет его нахождения в квазиактивном режиме, целевая базовая станция «teNB» 310 определяет наиболее эффективный шлюз доступа «AG» (целевой шлюз доступа «tAG») (который может определяться оператором, исходя из таких характеристик, как оптимизация тракта передачи потока данных, информационная нагрузка, пользовательская нагрузка и т.д.) и передает на целевой шлюз доступа «tAG» 210 сообщение с запросом на переадресацию шлюза доступа «AG» (шаг S10).

[62] Сообщение с запросом на переадресацию шлюза доступа «AG» может содержать контекстные данные терминала «UE» или подобную информацию, связанную с терминалом. Контекстные данные терминала могут включать в себя информацию об аутентификации, информацию о безопасности и информацию, связанную со сжатием. В сообщение с запросом на переадресацию шлюза доступа «AG» могут включаться дополнительные контекстные данные терминала «UE» и информация другого типа. В этом случае терминал может быть переведен в режим ожидания или оставлен в квазиактивном режиме. Для этого целевая базовая станция «teNB» 310 может передать на терминал сообщение с запросом на изменение или сохранение состояния терминала.

[63] Когда целевой шлюз доступа «tAG» 210 принимает от целевой базовой станции «teNB» 310 сообщение с запросом на переадресацию шлюза доступа «AG», он передает исходному шлюзу доступа «sAG» сообщение с запросом на оптимизацию тракта для шлюза «AG» (шаг S11). В этом случае сообщение с запросом на оптимизацию тракта для шлюза «AG» может содержать контекстные данные терминала «UE», а также идентифицирующую информацию или, если необходимо, может содержать информацию об аутентификации и информацию о безопасности.

[64] После приема сообщения с запросом на оптимизацию тракта шлюза «AG» исходный шлюз доступа «sAG» 200 может передать на целевой шлюз доступа «tAG» ответное сообщение на запрос на оптимизацию тракта шлюза «AG», содержащее контекстные данные, например информацию об аутентификации и информацию о безопасности, связанные с терминалом (шаг S12). Когда целевой шлюз доступа «tAG» 210 принимает ответное сообщение на запрос на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG», он может зарегистрировать или добавить терминал в свой список терминалов (который может управляться самим целевым шлюзом доступа «tAG»). Исходный шлюз доступа «sAG» 200 может удалить или добавить контекстные данные, связанные с терминалом, или исключить терминал из управляемого им списка терминалов. Или исходный шлюз доступа «sAG» может сохранить частично или целиком контекстные данные терминала «UE».

[65] Исходный шлюз доступа «sAG» 200 запрашивает систему «Inter-AS» 100 или сервер, связанный с распределением потока данных или предоставляющий услугу в рамках данной сети, чтобы изменить тракт передачи потока данных от терминала на целевой шлюз доступа «tAG» 210 вместо исходного шлюза доступа «sAG» 200, с помощью сообщения о переключении тракта (шаг S13).

[66] После приема сообщения о переключении тракта система «Inter-AS» 100 может проверить ситуацию с трафиком (информационную нагрузку и т.д.), переключает тракт передачи потока данных, связанный с данной услугой, и запускает передачу потока данных для терминала через целевой шлюз доступа «tAG» 210, а не через исходной шлюз доступа «sAG» 200. Соответственно, трафик напрямую передается на целевую базовую станцию «teNB» 310 из системы «Inter-AS» 100 через целевой шлюз доступа «tAG» 210 с целью его доставки на терминал через оптимизированный тракт. Кроме того, тракт передачи потока данных может измениться, когда существенно изменяются условия информационной нагрузки (т.е. когда информационная нагрузка больше заданного порогового значения), даже после того, как предварительно создан тракт передачи потока данных.

[67] Опишем подробно со ссылкой на фиг.10 запрос на переадресацию шлюза доступа «AG» с помощью задержанного переключения тракта.

[68] Основные допущения и процессы, представленные на фиг.10, соответствуют процессам, представленным на фиг.9. Соответственно, первый шаг и второй шаг на фиг.9 аналогичным образом выполняются и на фиг.10. На третьем шаге целевой шлюз доступа «tAG» 210 может принять ответное сообщение на запрос на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG» и подтвердить запрос на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG». На четвертом шаге целевой шлюз доступа «tAG» 210 может передать сообщение о переключении в систему «Inter-AS» 100 после приема запроса на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG». После приема сообщения о переключении тракта система «Inter-AS» 100 может проверить ситуацию с трафиком (например, информационную нагрузку и т.д.), может переключить тракт передачи потока данных, связанный с данной услугой, и запускает передачу потока данных для терминала через целевой шлюз доступа «tAG» 210, а не через исходный шлюз доступа «sAG» 200. Соответственно, трафик может быть напрямую передан на целевой шлюз доступа «tAG» 210 через систему «Inter-AS» 100 и затем немедленно передан на целевую базовую станцию «teNB» 310, благодаря чему он может быть доставлен на терминал через оптимизированный тракт.

[69] Фиг.11 и 12 иллюстрируют процедуру переадресации шлюза доступа «AG» с помощью терминала.

[70] На фиг.11 и 12 терминал «UE» 410 переместился от исходной базовой станции «seNB» 300 к целевой базовой станции «teNB» 310 и принимает информацию, связанную с сетью, или системную информацию через целевую базовую станцию «teNB» 310. Информация, связанная с сетью, может содержать идентификатор, предназначенный для идентификации зоны или узла, и т.д., управляемых сетью. Поскольку терминал переместился из сети (к которой он первоначально принадлежал) в другую сеть, в данный момент он расположен в другой сети, поэтому идентификатор, входящий в состав информации, связанной с сетью, отличается от предыдущего идентификатора. После проверки идентификатора терминал передает сообщение с запросом на переадресацию (перетрассировку) тракта шлюза доступа «AG» на целевую базовую станцию «teNB», чтобы информировать сеть (целевую базовую станцию «teNB»), что он вновь переместился в сеть и, следовательно, для него необходимо установить новый тракт. Когда целевая базовая станция «teNB» 310 принимает сообщение с запросом на переадресацию шлюза доступа «AG», она передает это сообщение с запросом на целевой шлюз доступа «tAG» 210, чтобы проинформировать о том, что необходимо зарегистрировать терминал и перетрассировать шлюз доступа «AG».

[71] После приема сообщения с запросом на переадресацию шлюза доступа «AG» целевой шлюз доступа «tAG» 210 передает сообщение с запросом на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG» на исходный шлюз доступа «sAG» 200. После приема сообщения с запросом на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG» от целевого шлюза доступа «tAG» 210 исходный шлюз доступа «sAG» 200 передает ответ на сообщение с запросом на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG» на целевой шлюз доступа «tAG» 210.

[72] На фиг.11 после приема исходным шлюзом доступа «sAG» 200 сообщения с запросом на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG» он передает сообщение о переключении тракта в систему «Inter-AS» 100. На фиг.12 после приема целевым шлюзом доступа «tAG» 210 ответа на сообщение с запросом на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG» от исходного шлюза доступа «sAG» 200 он передает сообщение о переключении тракта в систему «Inter-AS» 100.

[73] Как уже описано, когда мобильный терминал 410 подключен ко второму узлу радиосети (целевая базовая станция «teNB») 310 в таком же состоянии, в каком он был подключен к первому узлу радиосети (исходная базовая станция «seNB») 300, производится переключение на шлюз доступа, наиболее подходящий для выполнения передачи потока данных через оптимизированный тракт, благодаря чему может быть уменьшена перегрузка сети и ненужный процесс сигнализации, генерируемый в известных технических решениях.

[74] На фиг.13 приведен пример структуры терминала подвижной связи в соответствии с настоящим изобретением.

[75] Как показано, терминал мобильной связи 500 может содержать приемопередатчик 550, предназначенный для передачи и/или приема данных через тракт передачи потока данных в системе мобильной связи по беспроводному каналу (Wi-Fi, Wi-MAX, Wi-bro и т.д.) и т.п; запоминающее устройство 540, предназначенное для хранения данных, передаваемых или принимаемых через приемопередатчик или от внешнего источника; процессор 510, предназначенный для отправки запроса на оптимизацию тракта передачи потока данных во время или после выполнения передачи абонентского соединения от исходного «Узла В» к целевому «Узлу В» в сеть, которая определяет оптимизированный тракт потока данных, и приема данных из сети через оптимизированный тракт передачи потока данных.

[76] Как можно понять, в терминале подвижной связи имеются и другие компоненты, но они подробно не рассматриваются, чтобы не затруднять понимание характеристик настоящего изобретения из-за излишних деталей.

[77] В настоящем изобретении предлагается способ переадресации шлюза доступа «AG» в системе подвижной связи, содержащей сетевые компоненты и как минимум один терминал, включающий в себя следующие шаги: отправка запроса на переадресацию с целевого «Узла В» (например, целевой базовой станции «teNB») на целевой шлюз доступа; отправка запроса на оптимизацию тракта с целевого шлюза доступа на исходный шлюз доступа; отправка запроса на переключение тракта как минимум с одного из следующих шлюзов: целевого шлюза доступа или исходного шлюза доступа - вышерасположенному объекту системы; установление вышерасположенным объектом системы оптимизированного тракта для передачи данных между терминалом и этим объектом более высокого уровня; повторное создание оптимизированного тракта, когда условия информационной нагрузки существенно изменились; отправка целевым «Узлом В» информации, связанной с сетью, и/или системной информации на терминал, при этом информация, связанная с сетью, содержит идентификатор, предназначенный для определения домена и/или узла, управляемого сетью; отправка запроса на терминал на изменение или сохранение состояния терминала; отправка ответа в обмен на запрос на оптимизацию тракта с исходного шлюза доступа на целевой шлюз доступа; добавление терминала в список целевого шлюза доступа в зависимости от ответа, полученного целевым шлюзом доступа, и/или удаление терминала из списка целевого шлюза доступа в зависимости от ответа, полученного целевым шлюзом доступа; при этом запрос на переадресацию представляет собой сообщение с запросом на переадресацию шлюза доступа «AG», запрос на оптимизацию тракта представляет собой сообщение с запросом на оптимизацию тракта шлюза доступа «AG», а запрос на переключение тракта представляет собой сообщение с запросом на переключение тракта «AG»; при этом объект более высокого уровня (например, узел более высокого уровня, система «Inter-AS») определяет оптимизированный тракт в зависимости от состояния информационной нагрузки (трафика), которое определяется, как минимум, одним из следующего: ситуацией с перегрузкой по трафику, ситуацией с пользовательской перегрузкой и пропускной способностью шлюзов доступа; при этом, как минимум, один из двух: исходный шлюз доступа или целевой шлюз доступа - имеет информацию о терминале, относящуюся, как минимум, к одной из: информация об аутентификации, информация о безопасности, информация, связанная со сжатием, информация об услуге или информация об отслеживании местоположения «ТА»; при этом указанные шаги выполняются, если терминал находится в квазиактивном режиме; при этом запрос на переадресацию содержит информацию о терминале, связанную как минимум с одним из следующих: информация об аутентификации, информация о безопасности, информация, связанная со сжатием, информация об услуге и информацией об отслеживании местоположения «ТА»; при этом запрос на оптимизацию тракта содержит, как минимум, одно из следующего: контекстные данные терминала, идентифицирующую информацию и информацию о безопасности.

[78] Кроме того, в настоящем изобретении предлагается способ переадресации шлюза доступа «AG» в системе подвижной связи, включающий в себя следующие шаги: определение, необходима ли переадресация тракта передачи потока данных; если эта переадресация необходима, то выявление режима работы терминала; и отправка на терминал запроса на изменение режима, если терминал находится в активном режиме, или создание оптимизированного тракта передачи потока данных, если терминал находится в неактивном режиме; в котором неактивный режим является, как минимум, одним из режимов: квазиактивный режим или режим ожидания.

[79] Кроме того, в настоящем изобретении предлагается выполняемый терминалом способ переадресации шлюза доступа «AG» в системе подвижной связи, включающий в себя следующие шаги: отправка запроса на целевой «Узел В» на оптимизацию тракта передачи потока данных во время или после выполнения передачи абонентского соединения с исходного «Узла В» (базовая станция «NB») на целевой «Узел В», в сеть, которая определяет оптимизированный тракт передачи потока данных; отправка запроса на переадресацию с целевой базовой станции «NB» на целевой шлюз доступа; отправка запроса на оптимизацию тракта с целевого шлюза доступа на исходный шлюз доступа; отправка запроса на переключение тракта, как минимум, с одного из следующих шлюзов: целевого шлюза доступа или исходного шлюза доступа - на объект более высокого уровня; и создание объектом более высокого уровня оптимизированного тракта для передачи данных; и прием данных из сети через оптимизированный тракт; при этом шаг отправки выполняется, если терминал находится в неактивном режиме; при этом объект более высокого уровня представляет собой сетевой узел или транзитную автономную систему «Inter-AS».

[80] Хотя настоящее изобретение описано в контексте мобильной связи, его можно также использовать во многих системах беспроводной связи, использующих мобильные устройства, такие, как карманные и портативные компьютеры, оснащенные функциями беспроводной связи. Кроме того, использование определенных терминов для описания настоящего изобретения не должно ограничивать области действия настоящего изобретения системами беспроводной связи определенного типа. Настоящее изобретение также применимо к другим системам беспроводной связи, использующим различные беспроводные интерфейсы и/или физические уровни, например, TDMA (множественный доступ с временным разделением), CDMA (множественный доступ с кодовым разделением каналов), FDMA (множественный доступ с частотным разделением), WCDMA (широкополосный множественный доступ с разделением каналов), мультиплексирование с ортогональным разделением частот «OFDM», системы с эволюцией мобильного Интернета «EV-DO», системы, основанные на стандарте IEEE «Wi-Max», «Wi-Bro» и т.п.

[81] Приведенные в качестве примера варианты реализации могут быть осуществлены в виде способа, устройства или готового изделия с использованием стандартных методов программирования и/или конструирования для получения программного обеспечения, микропрограмм, аппаратуры или любой их комбинации. Термин «промышленное изделие», используемый здесь, относится к встроенным программам или логическому элементу, внедренным в аппаратную логику (например, интегральная схема, программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA), специализированная интегральная схема (ASIC) и т.д.) или компьютерным носителям данных (например, носители с магнитной запоминающей средой (например, жесткие диски, гибкие диски, ленточные накопители и т.д.), оптическое запоминающее устройство (компакт-диски (CD-ROM), оптические диски и т.д.), энергозависимые и энергонезависимые запоминающие устройства (например, EEPROM - электронно-перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства), ROM (постоянные запоминающие устройства (ПЗУ)), PROM (программируемые постоянные запоминающие устройства (ППЗУ)), RAM (оперативные запоминающие устройства (ОЗУ)), DRAM (динамические ОЗУ), SRAM (статические ОЗУ), встроенные программы, программируемая логика и т.д.

[82] Встроенные программы на считываемом компьютером носителе доступны процессору и могут им исполняться. Встроенные программы, в которых внедрены предпочтительные примеры осуществления настоящего изобретения, могут быть доступны через передающую среду или через файловый сервер сети. В таких случаях промышленное изделие, в котором используются машинные программы, может содержать передающую среду, такую, как линия передачи в сети, беспроводные средства связи, распространение сигналов через пространство, радиоволны, инфракрасные сигналы и т.д. Конечно, специалист в данной области техники осознает, что в этой конфигурации может быть сделано множество модификаций, не выходящих за пределы области действия настоящего изобретения, и что промышленное изделие может содержать любой известный в данной области техники носитель информации.

[83] Поскольку настоящее изобретение может быть осуществлено в нескольких вариантах, не выходя за пределы духа и существенных его характеристик, следует понимать, что описанные выше варианты осуществления настоящего изобретения не ограничены никакими деталями предыдущего описания, если только иное специально не оговорено, а ограничиваются в широком смысле лишь областью действия, определяемой прилагаемой формулой изобретения, и, следовательно, возможны изменения и модификации, попадающие в область, ограниченную положениями формулы изобретения или их эквивалентами, определяющую область, соответствующую области действия прилагаемой формулы изобретения.

Изобретение относится к технике связи. Технический результат заключается в оптимизации передачи сигнальных сообщений и минимизации перегрузки в сети, когда мобильный терминал меняет шлюз передачи потока данных. Технический результат достигается за счет того, что во время передачи абонентского соединения от первого узла радиосети ко второму узлу радиосети определяют шлюз доступа для обработки трафика, наиболее приемлемый для второго узла радиосети, изменяют тракт передачи трафика и передают поток данных узлом передачи трафика на второй узел радиосети через указанный измененный тракт передачи трафика. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 13 ил.

1. Способ переадресации тракта передачи трафика в системе подвижной связи, содержащей сетевые объекты и как минимум один терминал, включающий в себя:
направление запроса на переадресацию от целевого «Узла-В» целевому шлюзу доступа;
направление запроса на оптимизацию тракта от целевого шлюза доступа исходному шлюзу доступа и
направление вышерасположенному объекту системы запроса на переключение тракта от, по крайней мере, одного из шлюзов: целевого шлюза доступа или исходного шлюза доступа.

2. Способ по п.1, дополнительно содержащий прием целевым «Узлом-В» от терминала запроса на переадресацию во время или после выполнения передачи абонентского соединения от исходного «Узла-В» целевому «Узлу-В».

3. Способ по п.1, дополнительно содержащий установление вышерасположенным объектом системы оптимального тракта передачи для передачи данных между указанным терминалом и указанным вышерасположенным объектом системы.

4. Способ по п.3, в котором указанный вышерасположенный объект системы определяет оптимальный тракт передачи на основе условий нагрузки по трафику.

5. Способ по п.4, в котором условия нагрузки по трафику определяются с помощью, по крайней мере, одного из следующих: ситуация с перегрузкой трафика, ситуация с перегрузкой пользователя, пропускная способность шлюзов доступа.

6. Способ по п.4, дополнительно содержащий повторное установление оптимального тракта, когда условия нагрузки по трафику существенно изменяются.

7. Способ по п.1, в котором вышерасположенный объект системы представляет собой вышерасположенный узел или транзитную автономную систему «Inter-AS».

8. Способ по п.1, в котором запрос на переадресацию представляет собой сообщение с запросом переадресации шлюза доступа «AG», запрос на оптимизацию тракта представляет собой сообщение с запросом оптимизации тракта для шлюза доступа «AG» и ответ о переключении тракта представляет собой сообщение о переключении тракта шлюза доступа «AG».

9. Способ по п.2, в котором, по крайней мере, один из узлов: исходный «Узел-В» и целевой «Узел-В», представляет собой улучшенный «Узел-В».

10. Способ по п.2, дополнительно содержащий направление целевым «Узлом-В» терминалу информации, относящейся к сети и/или системной информации.

11. Способ по п.10, в котором информация, относящаяся к сети, включает в себя идентификатор, чтобы определить домен и/или узел, управляемые сетью.

12. Способ по п.1, в котором, по крайней мере, или исходный шлюз доступа, или целевой шлюз доступа содержит в себе информацию о терминале, относящуюся, по крайней мере, к одному из следующих: информации об аутентификации, информации о безопасности, информации, связанной со сжатием, информации об услуге и информации об отслеживании местоположения «ТА».

13. Способ по п.1, в котором указанные шаги выполняют, если терминал находится в квазиактивном режиме.

14. Способ по п.1, дополнительно содержащий направление запроса терминалу об изменении или поддержании состояния терминала.

15. Способ по п.1, в котором запрос о переадресации включает в себя информацию о терминале, относящуюся, по крайней мере, к одному из следующих: информации об аутентификации, информации о безопасности, информации, связанной со сжатием, информации об услуге и информации об отслеживании местоположения «ТА».

16. Способ по п.1, в котором запрос на оптимизацию тракта включает в себя, по крайней мере, одно из: контекстную информацию терминала, идентифицирующую информацию, информацию об аутентификации, информацию о безопасности.

17. Способ по п.1, дополнительно содержащий направление от исходного шлюза доступа целевому шлюзу доступа ответа на запрос на оптимизацию тракта.

18. Способ по п.17, в котором ответ включает в себя, по крайней мере, одно из: авторизации информации об аутентификации и информации о безопасности.

19. Способ по п.17, дополнительно содержащий добавление терминала в список целевого шлюза доступа на основе ответа, полученного целевым шлюзом доступа, и/или удаление терминала из списка целевого шлюза доступа на основе ответа, полученного целевым шлюзом доступа.

20. Способ переадресации тракта передачи трафика в системе подвижной связи, включающий в себя:
определение, имеется ли необходимость переадресовать тракт трафика;
определение режима работы терминала, если необходима переадресация тракта трафика; и
установление оптимального тракта трафика, если терминал находится в неактивном режиме.

21. Способ по п.20, в котором указанный неактивный режим представляет собой, по крайней мере, один из режимов: квазиактивный режим или режим ожидания.

22. Способ переадресации тракта графика в системе подвижной связи, включающий в себя:
направление целевому «Узлу-В» запроса на оптимальный тракт трафика во время или после выполнения передачи абонентского соединения от исходного «Узла-В» («NB») целевому «Узлу-В» в сеть, которая определяет оптимизированный тракт трафика, путем:
отправки запроса на переадресацию с целевого узла«Узла-В» на целевой шлюз доступа;
отправки запроса на оптимизацию тракта с целевого шлюза доступа на исходный шлюз доступа;
отправки запроса на переключение тракта как минимум с одного из следующих шлюзов: целевого шлюза доступа или исходного шлюза доступа, вышерасположенному объекту системы; и
установление указанным вышерасположенным объектом системы оптимизированного тракта для передачи данных и прием данных из сети через этот оптимизированный тракт трафика.

23. Способ по п.22, в котором шаг отправки выполняют, если терминал находится в неактивном режиме.

24. Способ по п.1, в котором вышерасположенный объект системы представляет собой сетевой узел или транзитную автономную систему «Inter-AS».

25. Мобильный терминал для передачи и приема данных через тракт трафика в системе подвижной связи, содержащий:
приемопередатчик, предназначенный для передачи и/или приема данных;
запоминающее устройство, предназначенное для хранения данных, передаваемых или принимаемых через приемопередатчик или от внешнего источника;
процессор, взаимодействующий с указанными приемопередатчиком и запоминающим устройством и приспособленный выполнять следующие операции:
направление запроса на оптимизацию тракта трафика во время или после выполнения передачи абонентского соединения от исходного «Узла В» к целевому «Узлу В» в сеть, которая определяет оптимизированный тракт потока данных, путем отправки запроса на переадресацию с целевого «Узла-В» на целевой шлюз доступа; направления запроса на оптимизацию тракта с целевого шлюза доступа на исходный шлюз доступа; направления запроса на переключение тракта как минимум с одного из следующих шлюзов: целевого шлюза доступа или исходного шлюза доступа, вышерасположенному объекту системы; и установление указанным вышерасположенным объектом системы оптимизированного тракта трафика для передачи данных; и
прием данных из сети через этот оптимизированный тракт трафика.