ЭСТАФЕТНАЯ ПЕРЕДАЧА ОБСЛУЖИВАНИЯ СО СМЕНОЙ ТЕХНОЛОГИИ РАДИОДОСТУПА С НЕ 3GPP НА 3GPP С ПОДГОТОВКОЙ РЕСУРСОВ Российский патент 2013 года по МПК H04W36/18 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

Эта заявка является зависимой от заявки 07386015.7 на патент EPC, зарегистрированной 18 июня 2007 года компанией Моторола и озаглавленной «Non-3GPP Access to E-UTRAN Access Inter-RAT Handover» («Эстафетная передача обслуживания между RAT с доступа не 3GPP на доступ E-UTRAN»).

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ РАСКРЫТИЕ

Это раскрытие в целом относится к эстафетной передаче обслуживания пользовательского оборудования (UE) с одной системы радиодоступа на другую систему радиодоступа, более точно, с радиодоступа не 3GPP на радиодоступ 3GPP, такой как развитая универсальная наземная сеть радиодоступа (E-UTRAN), с использованием одиночного радиоприемника на UE.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ РАСКРЫТИЯ

Система радиодоступа, определенная Проектом партнерства третьего поколения (3GPP), включает в себя сеть радиодоступа GSM (глобальной системы мобильной связи)/EDGE (развития стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных) (GERAN), универсальную наземную сеть радиодоступа (UTRAN) и развитую UTRAN (E-UTRAN). Различные методики были разработаны для эстафетной передачи обслуживания UE с одного типа системы радиодоступа 3GPP на другой тип системы радиодоступа 3GPP.

Например, UE может подвергаться эстафетной передаче обслуживания с системы радиосвязи GERAN или системы радиосвязи UTRAN на систему радиосвязи E-UTRAN, и наоборот. Согласно разделу 5.5.2.2 TS 23.401 3GPP, эстафетная передача обслуживания между RAT с UTRAN или GERAN на E-UTRAN включает в себя фазу подготовки, которая отправляет информацию, имеющую отношение к исходной сети доступа 3GPP (то есть, текущей сети, обслуживающей UE), в целевую сеть доступа E-UTRAN. Затем, фаза выполнения осуществляет эстафетную передачу обслуживания UE с исходной сети 3GPP на целевую сеть 3GPP и переносит свои действующие сеансы с исходной сети 3GPP на целевую сеть 3GPP. Так как организация 3GPP разрабатывает технические условия как исходной сети, так и целевой сети, информация исходной сети доступа 3GPP была спроектирована, чтобы легко отображаться в информацию целевой сети доступа 3GPP.

Системы радиодоступа, не определенные Проектом партнерства третьего поколения (3GPP), называются технологиями радиодоступа (RAT) не 3GPP. Такие RAT не 3GPP встречаются в системах, таких как WiMAX (определенная стандартом 802.16 IEEE (Института инженеров по электротехнике и электронике)), WiFi (определенная стандартом 802.11 IEEE) и высокоскоростная система обмена пакетными данными (EV-DO) CDMA2000 (определенная Проектом 2 партнерства третьего поколения, 3GPP2). Так как системы радиосвязи не 3GPP не родственны системам радиосвязи 3GPP, типично очень трудно (или даже невозможно) отображать информацию исходной сети доступа не 3GPP (в том числе, информацию безопасности не 3GPP) в информацию целевой сети доступа 3GPP.

Хотя эстафетная передача обслуживания UE между системой 3GPP и системой не 3GPP в настоящее время возможна, выполнение эстафетной передачи обслуживания с использованием UE с одиночным радиоприемником (то есть, с использованием одиночного модуля приемопередатчика) является медленным, так как информация целевой сети доступа 3GPP должна формироваться во время последовательности операций эстафетной передачи обслуживания без преимущества использования отображенной информации из исходной сети доступа (например, отображения информации безопасности не 3GPP в информацию безопасности 3GPP). Более быстрая эстафетная передача обслуживания была бы полезной - особенно если задержка эстафетной передачи обслуживания могла бы быть сокращена без требования каких бы то ни было изменений в отношении существующих ранее сетей не 3GPP и 3GPP. Различные аспекты, признаки и преимущества раскрытия станут полнее очевидны рядовым специалистам в данной области техники после внимательного рассмотрения последующих чертежей и прилагаемого Подробного описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1 показывает развитую архитектуру 3GPP с UE, осуществляющим эстафетную передачу обслуживания с IP-доступа не 3GPP на доступ 3GPP, в соответствии с вариантом осуществления.

Фиг. 2 показывает развитую архитектуру 3GPP с UE, осуществляющим эстафетную передачу обслуживания с доступа WiMAX на доступ E-UTRAN, в соответствии с вариантом осуществления.

Фиг. 3 показывает схему прохождения сигналов для объединенной фазы предварительной регистрации и подготовки ресурсов инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с первым вариантом осуществления и развитой архитектурой 3GPP, показанной на фиг. 2.

Фиг. 4 показывает схему прохождения сигналов для фазы выполнения инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с первым вариантом осуществления, показанным на фиг. 3.

Фиг. 5 показывает схему прохождения сигналов для фазы предварительной регистрации инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии со вторым вариантом осуществления и развитой архитектурой 3GPP, показанной на фиг. 2.

Фиг. 6 показывает схему прохождения сигналов для фазы подготовки ресурсов инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии со вторым вариантом осуществления, показанным на фиг. 5.

Фиг. 7 показывает схему прохождения сигналов для фазы выполнения инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии со вторым вариантом осуществления, показанным на фиг. 5-6.

Фиг. 8 показывает схему прохождения сигналов для фазы предварительной регистрации инициированной сетью эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с третьим вариантом осуществления и развитой архитектурой 3GPP, показанной на фиг. 2.

Фиг. 9 показывает схему прохождения сигналов для фазы подготовки ресурсов инициированной сетью эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с третьим вариантом осуществления, показанным на фиг. 8.

Фиг. 10 показывает схему прохождения сигналов для фазы выполнения инициированной сетью эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с третьим вариантом осуществления, показанным на фиг. 8-9.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Для того, чтобы уменьшать задержку, когда UE с одиночным радиоприемником переходит с RAT не 3GPP на RAT 3GPP, такую как E-UTRAN, контекст управления мобильностью 3GPP (включающий в себя контекст безопасности) для UE, который действителен для доступа E-UTRAN, создается во время фазы предварительной регистрации, которая происходит до того, как UE осуществляет эстафетную передачу обслуживания на целевую сеть E-UTRAN. Во время фазы подготовки ресурсов, которая также происходит перед тем, как UE осуществляет эстафетную передачу обслуживания на целевую сеть E-UTRAN, контекст управления мобильностью пересылается в объект управления мобильностью (MME), и транспортные ресурсы (в том числе, ресурсы эфирного интерфейса) резервируются для UE в целевой соте E-UTRAN. Когда эстафетная передача обслуживания инициирована UE или сетью не 3GPP, отнимающие много времени процедуры аутентификации и авторизации, которые осуществляются во время последовательности операций создания контекста управления мобильностью 3GPP, могут быть пропущены, когда выполняется эстафетная передача обслуживания. Дополнительно, транспортные ресурсы уже были назначены UE и, таким образом, их не приходится настраивать, когда выполняется эстафетная передача обслуживания. После того, как эстафетная передача обслуживания завершена, процедура обновления зоны слежения может осуществляться для стандартных эстафетных передач обслуживания между RAT с 3GPP на 3GPP.

Создание контекста управления мобильностью и подготовка ресурсов поддерживается функцией упреждающего прикрепления (FAF), которая является логическим объектом, который может быть расположен на сервере межсетевого протокола (IP) в IP-сети оператора. В качестве альтернативы, FAF может быть расположена (или совместно расположена) везде, где угодно в развитой архитектуре 3GPP, которая поддерживает возможность IP-соединения безопасного источника с UE. В качестве дополнительного варианта, подэлемент ретрансляции FAF и подэлемент эмулятора объекта управления мобильностью (MME) FAF могут быть распределены в пределах развитой архитектуры 3GPP.

Подготовка ресурсов поддерживается процедурой запроса упреждающего смены расположения между FAF, MME целевой сети E-UTRAN и целевым (сотой) доступом E-UTRAN. Процедура запроса упреждающего смены расположения пересылает контекст MME, созданный посредством FAF, в MME целевой сети E-TRAN. MME осуществляет связь с целевой сотой E-UTRAN, чтобы давать ей команду резервировать транспортные ресурсы для UE в упреждение предстоящей эстафетной передачи обслуживания.

Три варианта описаны в этой заявке на патент. В первом варианте, UE запускает объединенную фазу предварительной регистрации и подготовки ресурсов с использованием запроса предварительного прикрепления, который включает в себя информацию, требуемую FAF для создания контекста MME и запрашивания подготовки ресурсов в целевой соте 3GPP. Этот вариант полезен, когда UE предпринимает попытку запускать эстафетную передачу обслуживания немедленно. Во втором варианте, UE инициирует фазу предварительной регистрации с использованием запроса предварительного прикрепления, который содержит в себе информацию, требуемую FAF для создания контекста MME, но не включает в себя информацию, требуемую FAF для запрашивания подготовки ресурсов в целевой соте 3GPP. Позже, UE передает второй запрос предварительного прикрепления, включающий в себя информацию, используемую для запрашивания подготовки ресурсов в целевой соте 3GPP. В этом втором варианте, контекст MME для конкретного UE предпочтительно может подготавливаться заблаговременно у инициированной UE эстафетной передачи обслуживания. В третьем варианте, UE использует запрос предварительного прикрепления для создания контекста MME, а сеть запускает фазу подготовки ресурсов. Таким образом, третий вариант предлагает способ для инициированной сетью эстафетной передачи обслуживания.

Все три варианта уменьшают задержку эстафетной передачи обслуживания при эстафетной передаче обслуживания с доступа не 3GPP на доступ 3GPP, такой как E-UTRAN. Заблаговременно от эстафетной передачи обслуживания, FAF осуществляет отнимающие много времени процедуры аутентификации и авторизации и создает контекст MME для UE, который действителен для доступа E-UTRAN. До эстафетной передачи обслуживания, FAF также координирует подготовку транспортных ресурсов (в том числе, ресурсов эфирного интерфейса) для UE в целевом доступе E-UTRAN. Таким образом, когда происходит инициированная UE или инициированная сетью эстафетная передача обслуживания, контекст MME и подготовка ресурсов уже были завершены, и задержка эстафетной передачи обслуживания уменьшается.

Фиг. 1 показывает развитую архитектуру 100 3GPP с UE 110, осуществляющим эстафетную передачу обслуживания с IP-доступа 120 не 3GPP на доступ 130 3GPP, в соответствии с вариантом осуществления. Развитое пакетное ядро 103 обрабатывает передачи пакетных данных и включает в себя различные обслуживающие шлюзы S-GW 150, 170, шлюз 180 сети с коммутацией пакетов (PDN-GW) в сеть Интернет или интранет 108 и/или IP-сеть 105 оператора, и другие объекты, такие как объект 140 управления мобильностью (MME), а также сервер собственных абонентов и сервер 190 аутентификации, авторизации и учета (HSS/AAA). В соответствии с конвенцией 3GPP, логические интерфейсы плоскости пользователя представлены сплошными линиями, а логические интерфейсы (сигнализации) плоскости управления представлены пунктирными линиями. Ради ясности, другие элементы развитой архитектуры 3GPP, такие как функция политики и правил начисления (PCRF), обслуживающий узел поддержки GPRS (SGSN), и развитый шлюз пакетных данных (ePDG), опущены.

В то время как UE 110 использует IP-доступ 120 не 3GPP к развитому пакетному ядру 103, UE 110 может иметь соединение к сети Интернет или интранет 108 (или к IP-сети 105 оператора) через исходный обслуживающий шлюз 150 (исходный S-GW) и шлюз 180 сети с коммутацией пакетов (PDN-GW). В некоторых сценариях (например, когда UE является использующим свое собственное развитое пакетное ядро) UE 110 может иметь соединение с сетью Интернет или интранет 108 (или с IP-сетью 105 оператора) непосредственно через PDN-GW без необходимости в исходном S-GW. Когда UE завершает эстафетную передачу обслуживания с IP-доступа 120 не 3GPP на доступ 130 3GPP, соединение из доступа 130 3GPP в сеть Интернет или интранет 108 (или IP-сеть 105 оператора) будет через целевой S-GW 170 и PDN-GW 180.

MME140 управляет и сохраняет контекст MME для каждого UE в пределах системы 3GPP. Контекст MME включает в себя UE в состоянии незанятости/идентичности пользователя, состоянии мобильности каждого UE и параметры безопасности (также называемые контекстом безопасности). MME также формирует временные идентичности (например, временные идентичности мобильных абонентов (TMSI)) и назначает их UE. Он проверяет, может ли UE базироваться в какой-нибудь конкретной зоне слежения (ТА) и также аутентифицирует пользователя.

Аутентификация UE 110 происходит посредством использования HSS/AAA 190 собственной сети UE. (Ради ясности, фиг. 1 и фиг. 2 показывают одиночное развитое пакетное ядро, которое содержит в себе элементы, которые физически находятся в посещаемой сети и в собственной сети). В соответствии с вариантом осуществления, информация из HSS/AAA 190 используется во время фазы предварительной регистрации эстафетной передачи обслуживания с IP-доступа 120 не 3GPP на доступ 130 3GPP. Во время фазы предварительной регистрации, логический объект функции 160 упреждающего доступа (FAF) создает контекст MME для UE 110 до того, как выполняется эстафетная передача обслуживания. FAF 160 показана расположенной на IP-сервере в IP-сети 105 оператора, но может быть расположена (или совместно расположена или распределена) везде, где угодно в развитой архитектуре 100 3GPP, которая поддерживает возможность IP-соединения защищенного источника с UE 110.

Фиг. 2 показывает развитую архитектуру 200 3GPP с UE 210, осуществляющим эстафетную передачу обслуживания с доступа 220 WiMAX на доступ 230 E-UTRAN, в соответствии с вариантом осуществления. Фиг. 2 - отдельная реализация фиг. 1 и показывает подробности сигнализации, специфичные WiMAX и E-UTRAN. Другие реализации могли бы заменять радиодоступ не 3GPP, такой как радиодоступ WiFi или EV-DO, на доступ 220 WiMAX.

Подобно фиг. 1, развитое пакетное ядро 203 обрабатывает передачи пакетных данных и включает в себя исходный S-GW 250 (используемый, когда UE расположено в посещаемой сети) и целевой S-GW 270. PDN-GW 280 соединяется к S-GW 250, 270 и к IP-сети 205 оператора. (Соединение из PDN-GW 280 в сеть Интернет или интранет опущено из фиг. 2 ради упрощения). MME 240 и HSS/AAA 290 остаются в развитом пакетном ядре 203 в качестве очень важных объектов в пределах развитой сети 3GPP. Как упомянуто раньше, развитое пакетное ядро, показанное на фиг. 2, включает в себя элементы, которые могут физически находиться в посещаемой сети (например, исходном S-GW 250 и целевом S-GW 270) и собственной сети (например, HSS/AAA 290).

В то время как UE 210 использует доступ 220 WiMAX к развитому пакетному ядру 203, UE 210 может иметь соединение с IP-сетью 205 оператора (или с сетью Интернет или интранет) через стандартную опорную точку S2a с исходным S-GW 250, который использует опорную точку S8 для присоединения к PDN-GW 280. Стандартная опорная точка SGi присоединяет PDN-GW 280 к IP-сети 205 оператора. Когда UE завершает эстафетную передачу обслуживания с доступа 220 WiMAX на доступ 230 E-UTRAN, соединение из доступа 230 E-UTRAN в IP-сеть 205 оператора (либо сеть Интернет или интранет) будет через стандартную опорную точку S1-u в целевой S-GW 270, стандартную опорную точку S8 из целевого S-GW 270 в PDN-GW 280, и опорную точку SGi из PDN-GW 280 в IP-сеть 205 оператора.

MME 240 взаимосвязан в развитой архитектуре 200 3GPP стандартным образом, через опорную точку S1-c с доступом 230 E-UTRAN, опорную точку S11 с целевым S-GW 270 и опорную точку S10 с IP-сетью 205 оператора. HSS/AAA 290 имеет опорную точку S6a для IP-сети 205 оператора.

FAF 260 находится на связи с UE 210 через опорную точку Su. Эта опорная точка Su поддерживает IP-соединение безопасного источника и может быть реализована на основании стандартной опорной точки Ut, которая предписана в TS 23.002 3GPP.

Фиг. 3 показывает схему прохождения сигналов для объединенной фазы 300 предварительной регистрации и подготовки ресурсов инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 2. В этом варианте осуществления, эстафетная передача обслуживания реализуется за две фазы. В первой фазе, показанной на фиг. 3, объединенная фаза предварительной регистрации и подготовки ресурсов подготавливает контекст MME для UE, в настоящее время присоединенное через IP-доступ WiMAX, пересылает контекст MME в MME и резервирует транспортные ресурсы (в том числе, ресурсы эфирного интерфейса) в целевом доступе E-UTRAN. Во второй фазе, показанной на фиг. 4, UE базируется на целевой доступ E-UTRAN, и тракт сеанса данных WiMAX пересылают на тракт сеанса данных E-UTRAN.

Хотя показан конкретно WiMAX, описанные принципы могут быть применены к другому радиодоступу не 3GPP, такому как WiFi и EV-DO. Каждый из объектов на фиг. 2 показан в качестве логического элемента на фиг. 3 теми же самыми номерами ссылок. Как показано в этом варианте осуществления, FAF 260 включает в себя два подэлемента: ретранслятор 263 и эмулятор 266 MME. Ретранслятор 263 пересылает сообщения в и из эмулятора 266 MME во время фазы подготовки. Эмулятор 266 MME создает контекст управления мобильностью 3GPP, который действителен для доступа E-UTRAN для UE, которое не присоединено к целевому доступу 230 E-UTRAN. Также, в этом варианте осуществления показано, что ретранслятор 263 и эмулятор 266 MME расположены вместе в пределах FAF 260, которая может быть либо в пределах IP-сети оператора или вне IP-сети оператора. В альтернативном варианте осуществления, эмулятор 266 MME может быть включен в MME 240, из условия чтобы подэлементы FAF 260 были распределены в пределах как IP-сети 205 оператора, так и развитого пакетного ядра 203.

Предполагается, что, в то время как UE 210 обслуживается IP-доступом не 3GPP, первый туннель мобильного IPv6 посредника (PMIPv6) устанавливается между сетью доступа не 3GPP и исходным S-GW, и второй туннель PMIPv6 устанавливается между исходным S-GW и PDN-GW в развитом пакетном ядре 203 (фиг. 2). Если исходный S-GW не требуется (например, когда UE не является меняющей местоположение), только один туннель PMIPv6 необходим для осуществления связи между IP-доступом 220 WiMAX и PDN-GW 280.

Сеанс данных через WiMAX 310 использует тракт данных, имеющий радиодоступ 313 из UE 210 в IP-доступ 220 WiMAX. IP-доступ 220 WiMAX использует туннель 316 PMIPv6 для осуществления связи с исходным S-GW 250, а исходный S-GW 250 использует другой туннель 317 PMIPv6 для осуществления связи с PDN-GW 280, который, в таком случае, использует IP-соединение 319 (через стандартную опорную точку SGi) с IP-сетью 205 оператора (показанной на фиг. 2) или сетью Интернет или интранет 108 (показанной на фиг. 1). Таким образом, UE 210 использует систему доступа не 3GPP и обслуживается PDN-GW 280 и исходным S-GW 250. Как упомянуто раньше, в некоторых сценариях без изменения местоположения, использование исходного S-GW не требуется.

Когда UE 210 обнаруживает доступ 230 E-UTRAN, оно может инициировать 320 эстафетную передачу обслуживания на такой доступ (соту) E-UTRAN с использованием объединенной фазы предварительной регистрации и подготовки ресурсов. IP-адрес ретранслятора 263 у FAF 260 может предварительно конфигурироваться в пределах UE 210 оператором сети, или ретранслятор 263 может обнаруживаться посредством UE 210 в пределах IP-сети 205 оператора (фиг. 2) с использованием протокола динамической конфигурации узла (DHCP) или других механизмов обнаружения. Объединенная фаза 300 предварительной регистрации и подготовки ресурсов начинается сообщением 333 запроса предварительного прикрепления, отправленного с UE 210 через IP-доступ 220 WiMAX на ретранслятор 263 FAF 260 через плоскость пользователя (то есть, через опорную точку Su). Сообщение 333 запроса предварительного прикрепления включает в себя некоторую из информации, требуемой эмулятором 266 MME у FAF 260 для построения контекста MME для UE 210. Информация может включать в себя международный идентификатор абонента мобильной связи (IMSI), IP-адрес и/или имя точки доступа (APN). Сообщение запроса предварительного прикрепления также включает в себя ID целевой соты E-UTRAN и контекстную информацию однонаправленного канала, указывающую текущие активные однонаправленные IP-каналы UE 210. Контекстная информация однонаправленного канала включает в себя параметры, идентифицирующие свойства (например, установочные параметры QoS) текущих однонаправленных каналов связи, используемых UE 210. Идентичность целевой соты E-UTRAN служит в качестве указания FAF 260, что UE желает осуществить эстафетную передачу обслуживания на сеть E-UTRAN.

Когда принято сообщение 333 запроса предварительного прикрепления, ретранслятор 263 направляет сообщение 336 запроса предварительного прикрепления в эмулятор 266 MME. Отметим, что эмулятор 266 MME будет строящим контекст управления мобильностью 3GPP для доступа E-UTRAN. Этот контекст не требуется IP-доступом 220 не 3GPP, но будет требоваться доступом 230 E-UTRAN, когда выполняется эстафетная передача обслуживания.

Затем, эмулятор 266 MME FAF 260 осуществляет контакт с HSS/AAA 290 и аутентифицирует 342, 345, 347 UE 210. После успешной аутентификации, эмулятор 266 MME извлекает 350 адрес PDN-GW 280, который в настоящее время обслуживает UE 210, и создает 360 контекст MME для UE 210. Контекст MME включает в себя информацию, поставляемую из UE 210 в сообщении 333 запроса предварительного прикрепления (например, IMSI, IP-адрес, APN, ID целевой соты E-UTRAN и/или контекстную информацию однонаправленного канала), а также контекст безопасности (например, информацию безопасности из HSS/AAA 290 и ключи/алгоритмы безопасности относительно UE 210) и, может быть, некоторые предварительно сконфигурированные значения, такие как порядковые номера. Эмулятор 266 MME, однако, не осуществляет процедуру обновления местоположения (которая, в ином случае, осуществлялась бы стандартной MME в случае, где UE прикрепляется к развитому пакетному ядру 203 через E-UTRAN). Как следствие, UE 210 недостижимо через доступ 230 E-UTRAN, в то время как оно все еще использует доступ 220 не 3GPP.

Затем, эмулятор 266 MME инициирует подготовку ресурсов в целевой соте E-UTRAN посредством отправки запроса 370 упреждающего смены расположения для пересылки контекста MME через ретранслятор 263 в MME 240 целевой сети E-UTRAN. Адрес MME 240 разрешается по ID целевой соты E-UTRAN. Контекст MME из FAF 260 содержит в себе всю контекстную информацию, нормально возвращаемую стандартной MME, такую как ключи/алгоритмы безопасности, возможности UE, контекстная информация однонаправленного канала и адрес PDN-GW 280. MME 240 выбирает 372 новый обслуживающий шлюз и отправляет запрос 373 создания однонаправленного канала на этот целевой S-GW 270. Запрос создания однонаправленного канала включает в себя контекстную информацию однонаправленного канала, адрес PDN-GW 280 и TEID (идентификаторы конечных точек туннеля) для потока данных восходящей линии связи. Целевой S-GW выделяет адрес и один TEID на каждый однонаправленный канал для потока данных восходящей линии связи в опорной точке S1-u на фиг. 2 и отправляет ответ 374 создания однонаправленного канала обратно на MME 240, включающий в себя адреса S-GW и TEID восходящей линии связи для плоскости пользователя.

В дополнение, MME 240 отправляет запрос 375 смены расположения в доступ 230 E-UTRAN, заданный информацией ID целевой соты E-UTRAN из сообщения 333 запроса предварительного прикрепления. Запрос 375 смены расположения включает в себя адреса S-GW и TEID восходящей линии связи для плоскости пользователя, принятые ранее в ответе 374 создания однонаправленного канала. Запрос 375 смены расположения создает контекст UE в целевом доступе (соте) E-UTRAN, включающий в себя информацию об однонаправленных каналах и контекст безопасности. Контекст UE содержит в себе информацию об UE, требуемую обслуживающей сотой E-UTRAN, и может считаться подмножеством информации из контекста MME. Доступ 230 E-UTRAN отвечает подтверждением 376 запроса смены расположения в MME 240, включающим в себя адрес и TEID, назначенные в целевом доступе (соте) E-UTRAN для потока обмена нисходящей линии связи, в опорной точке S1-u (один TEID на каждый однонаправленный канал), а также команду эстафетной передачи обслуживания для UE 210. В ответе, MME 240 отправляет подтверждение 378 запроса упреждающего смены расположения в эмулятор 266 MME через ретранслятор 263.

Когда FAF 260 принимает подтверждение 378 запроса упреждающего смены расположения, она назначает идентичность зоны слежения (TAI), раздельную временную идентичность мобильного абонента (S-TMSI) и подпись S-TMSI (используемую для целей проверки идентификации) для UE 210 и отправляет сообщение 380 допущения предварительного прикрепления, которое включает в себя эту информацию и команду эстафетной передачи обслуживания, выданную целевым доступом 230 E-UTRAN, из подтверждения 376 запроса смены расположения. Это сообщение 380 допущения предварительного прикрепления служит в качестве команды для UE 210 осуществлять запрошенную эстафетную передачу обслуживания. В этот момент, объединенная фаза предварительной регистрации и подготовки ресурсов завершается, а эстафетная передача обслуживания является неизбежной. Фаза выполнения начинается, когда UE покидает используемую в настоящее время систему IP-доступа 220 WiMAX и базируется на целевой доступ 230 (соту) E-UTRAN, указанный информацией ID целевой соты E-UTRAN, отправленной ранее в сообщении 333 запроса предварительного прикрепления.

Фиг. 4 показывает схему прохождения сигналов для фазы 400 выполнения инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 2 и фиг. 3. Когда UE базируется 401 и имеет доступ к целевому доступу 230 (соте) E-UTRAN, оно отправляет сообщение 413 завершения эстафетной передачи обслуживания на E-UTRAN в доступ 230 E-UTRAN. Отметим, что транспортные ресурсы (в том числе, ресурсы эфирного интерфейса) уже были подготовлены для UE 210 в доступе 230 E-UTRAN. Доступ 230 E-UTRAN информирует MME 240 посредством отправки сообщения 416 завершения смены расположения. В ответ, MME 240 информирует FAF 260 отправкой сообщения 418 завершения упреждающего смены расположения, которое обычно подтверждается подтверждением 419 завершения упреждающего смены расположения.

В этот момент, UE 210 было успешно подвергнуто эстафетной передаче обслуживания в сеть E-UTRAN, и эмулятор 266 MME передает команды через ретранслятор 263 в IP-доступ 220 WiMAX для освобождения 420 ресурсов WiMAX, выделенных ранее для UE 210. Хотя сообщение освобождения 420 показано в качестве прямого сообщения из FAF 260 в IP-доступ 220 WiMAX, оно могло бы отправляться опосредованно, через сообщение освобождения ресурсов, направленное в PDN-GW 280, которое затем ретранслируется посредством PDN-GW 280 на IP-доступ 220 WiMAX.

Между тем, MME 240 информирует целевой S-GW 270, что MME 240 ответственна за все однонаправленные каналы, которые установило UE 210, и отправляет сообщение 432 запроса обновления однонаправленного канала на целевой S-GW 270. Сообщение 432 включает в себя IP-адрес PDN-GW 280, который извлекался 350 ранее из HSS/AAA 290, как показано на фиг. 3. На основании сообщения 432 запроса обновления однонаправленного канала из MME 240, целевой S-GW 270 инициирует процедуру регистрации PMIPv6 по отношению к PDN-GW 280 отправкой обновления 434 привязки посредника PMIPv6 согласно проектным техническим условиям IETF MIPv6 посредника (draft-ietf-netlmm-proxymip6). PDN-GW 280 отвечает подтверждением 436 обновления привязки посредника PMIPv6 и обновляет свою привязку мобильности, которая эффективно переключает туннели 316, 317 PMIPv6 (фиг. 3), чтобы получать конечные точки между PDN-GW 280 и целевым S-GW 270. В подтверждении 436 обновления привязки посредника PMIPv6, PDN-GW 280 отвечает с тем же самым IP-адресом или префиксом, который назначался UE 210 ранее (когда UE выделялся IP-адрес для осуществления доступа через сеть не 3GPP). Туннель 456 PMIPv6 теперь существует между PDN-GW 280 и целевым S-GW 270. Отметим, что описанный протокол PMIPv6 является только примером. Протокол туннелирования GPRS (GTP), как предписанный в US 23.401 3GPP, мог бы использоваться в качестве альтернативы для обновления привязки мобильности в PDN-GW 280.

Целевой S-GW 270 возвращает сообщение 438 ответа обновления однонаправленного канала в MME 240, как предписано в разделе 5.3.3 TS 23.401 3GPP. Это сообщение включает в себя IP-адрес UE 210 и служит в качестве указания MME 240, что привязка была успешной. Далее, UE 210 может возобновлять передачу данных по тракту сеанса данных через E-UTRAN 450. Тракт включает в себя соединение 453 радиосвязи и однонаправленного канала S1 между UE 210 и целевым S-GW 270, туннель 456 PMIPv6 между целевым S-GW 270 и PDN-GW 280, и IP-соединение 459 с IP-сетью 205 оператора (показанной на фиг. 2), либо сетью Интернет или интранет 108 (показанной на фиг. 1). Затем, UE 210 осуществляет процедуру 460 обновления зоны слежения согласно разделу 5.3.3 TS 23.401 3GPP для обновления сервера собственных абонентов (HSS/AAA 290) идентичностью MME 240, обслуживающей UE 210 в настоящее время.

Фиг. 3-4 показывают ситуацию, где сообщение 333 запроса предварительного прикрепления также служит для инициирования эстафетной передачи обслуживания (так как оно включает в себя ID целевой соты E-UTRAN). В качестве альтернативы, UE 210 сначала может предварительно прикрепляться, а позже осуществлять запрос на эстафетную передачу обслуживания. Таким образом, второй вариант осуществления имеет три отдельных фазы. Сначала, UE, использующее доступ не 3GPP, предварительно регистрируется с FAF. Затем, UE инициирует эстафетную передачу обслуживания фазой подготовки ресурсов в целевой соте доступа E-UTRAN. И, в заключение, эстафетная передача обслуживания выполняется в третьей фазе.

Фиг. 5 показывает схему прохождения сигналов для фазы 500 предварительной регистрации инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 2. Фиг. 5 показывает фазу предварительной регистрации, подобную фазе подготовки, показанной на фиг. 3 заявки 07386015.7 на патент EPC, зарегистрированной 18 июня 2007 года компанией Моторола и озаглавленной «Non-3GPP Access to E-UTRAN Access Inter-RAT Handover». Этот вариант осуществления также обладает сходствами с вариантом осуществления, показанным на фиг. 3-4, за исключением того, что сообщение 533 запроса предварительного прикрепления не включает в себя ID целевой соты E-UTRAN, и, таким образом, этапы 370, 372, 373, 374, 375, 376, 378 (по фиг. 3) не происходят. К тому же, сообщение 573 допущения предварительного прикрепления не будет содержать в себе команду эстафетной передачи обслуживания (сравните с сообщением 380 допущения предварительного прикрепления, показанным на фиг. 3).

Подобно фиг. 3-4, WiMAX показан только в качестве примера радиодоступа не 3GPP, а объекты на фиг. 2 показаны в качестве логических элементов на фиг. 5 с теми же самыми номерами ссылок. Вновь предполагается, что, в то время как UE 210 обслуживается IP-доступом не 3GPP, сеанс данных через WiMAX 510 использует тракт данных, имеющий радиодоступ 513 с UE 210 к IP-доступу 220 WiMAX. Первый туннель 516 мобильного IPv6 посредника (PMIPV6) устанавливается между доступом 220 не 3GPP и исходным S-GW 250, и второй туннель 517 PMIPv6 устанавливается между исходным S-GW 250 и PDN-GW 280 в развитом пакетном ядре 203 (фиг. 2). IP-соединение 519 завершает сеанс данных с IP-сетью 205 оператора (показанной на фиг. 2) или сетью Интернет или интранет 108 (показанной на фиг. 1). Как упомянуто раньше, в некоторых сценариях без изменения местоположения, использование исходного S-GW не требуется.

Когда UE 210 обнаруживает доступ 230 E-UTRAN, оно может инициировать 520 предварительную регистрацию с FAF 260 через плоскость пользователя (то есть, через опорную точку Su). IP-адрес ретранслятора 263 у FAF 260 может предварительно конфигурироваться в пределах UE 210 оператором сети, или ретранслятор 263 может обнаруживаться посредством UE 210 в пределах IP-сети 205 оператора (фиг. 2) с использованием DHCP или любого другого механизма обнаружения. Предварительная регистрация начинается с сообщения 533 запроса предварительного прикрепления, отправленного с UE 210 через IP-доступ 220 WiMAX в ретранслятор 263 FAF 260. Сообщение 533 запроса предварительного прикрепления включает в себя некоторую из информации, требуемой эмулятором 266 MME у FAF 260 для построения контекста MME для UE 210, но оно не включает в себя ID целевой соты E-UTRAN. Информация может включать в себя международный опознавательный код абонента мобильной связи (IMSI), IP-адрес, имя точки доступа (APN) и/или контекстную информацию однонаправленного канала UE 210. Контекстная информация однонаправленного канала включает в себя параметры, идентифицирующие свойства (например, установочные параметры QoS) текущих однонаправленных каналов связи, используемых UE 210. Так как сообщение 533 запроса предварительного прикрепления не включает в себя идентичность целевой соты E-UTRAN, FAF сразу узнает, что UE не обязательно требуется осуществлять эстафетную передачу обслуживания на сеть UTRAN.

Когда принято сообщение 533 запроса предварительного прикрепления, ретранслятор 263 направляет сообщение 536 запроса предварительного прикрепления в эмулятор 266 MME. Отметим, что эмулятор 266 MME будет строящим контекст управления мобильностью 3GPP для доступа E-UTRAN. Этот контекст не требуется IP-доступом 220 не 3GPP, но будет требоваться доступом 230 E-UTRAN, когда выполняется эстафетная передача обслуживания.

Эмулятор 266 MME FAF 260 устанавливает контакт с HSS/AAA 290 и аутентифицирует 542, 545, 547 UE 210. После успешной аутентификации, эмулятор 266 MME извлекает 550 адрес PDN-GW 280, который в настоящее время обслуживает UE 210, и создает 560 контекст MME для UE 210. Контекст MME включает в себя информацию, поставляемую UE 210 в сообщении 533 запроса предварительного прикрепления (например, IMSI, IP-адрес, APN, и/или контекстную информацию однонаправленного канала), а также контекст безопасности (например, информацию безопасности из HSS/AAA 290 и защитные ключи/алгоритмы относительно UE 210) и, может быть, некоторые предварительно сконфигурированные значения, такие как порядковые номера. Эмулятор 266 MME, однако, не осуществляет процедуру обновления местоположения (которая, в ином случае, осуществлялась бы стандартной MME в случае, где UE прикрепляется к развитому пакетному ядру 203 через E-UTRAN). Как следствие, UE 210 недостижимо через доступ 230 E-UTRAN, в то время как оно все еще использует доступ 220 не 3GPP.

Затем, эмулятор 266 MME выделяет идентичность зоны слежения (TAI), раздельную временную идентичность мобильного абонента (S-TMSI) и подпись S-TMSI (используемую для целей проверки идентификации) для UE 210 и отправляет сообщение 573 допущения предварительного прикрепления на ретранслятор 263. Ретранслятор направляет сообщение в качестве сообщения 576 допущения предварительного прикрепления через IP-доступ 220 WiMAX на UE 210. По выбору, UE 210 может отвечать сообщением 583, 586 завершения предварительного прикрепления. В этот момент, создается контекст MME, но ему требуется информация ID целевой соты E-UTRAN до того, как он может быть направлен в MME 240, для подготовки ресурсов в целевой соте E-UTRAN. После того, как фаза предварительной регистрации завершена, когда UE требуется осуществить эстафетную передачу обслуживания на E-UTRAN, оно отправляет еще один запрос предварительного прикрепления с включенным в состав ID целевой соты E-UTRAN.

Фиг. 6 показывает схему прохождения сигналов для фазы 600 подготовки ресурсов инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг. 2 и фиг. 5. Позже, UE 210 может инициировать 610 эстафетную передачу обслуживания после предварительной регистрации (показанной на фиг. 5) посредством передачи второго сообщения 620 запроса предварительного прикрепления, которое включает в себя опущенный ранее ID целевой соты E-UTRAN. Дополнительно, контекстная информация однонаправленного канала может обновляться посредством второго сообщения 620 запроса предварительного прикрепления. В этот момент, выполняются аналогии опущенным ранее потокам сигналов (например, 370, 372, 373, 374, 375, 376, 378 по фиг. 3).

Когда UE 210 принимает решение инициировать 610 эстафетную передачу обслуживания на целевую соту доступа E-UTRAN, оно отправляет второе сообщение 620 запроса предварительного прикрепления в FAF 260, включающее в себя по меньшей мере ID целевой соты E-UTRAN. По выбору, оно может включать в себя обновленную контекстную информацию однонаправленного канала. Затем, эмулятор 266 MME инициирует подготовку ресурсов в целевой соте E-UTRAN посредством отправки запроса 632 упреждающей смены расположения для пересылки контекста MME в MME 240 целевой сети E-UTRAN. Адрес MME 240 разрешается по ID целевой соты E-UTRAN. Контекст MME из FAF 260 содержит в себе всю контекстную информацию, нормально возвращаемую стандартной MME, такую как ключи/алгоритмы безопасности, возможности UE, информация об однонаправленном канале и адрес PDN-GW 280. MME 240 выбирает 632 новый обслуживающий шлюз и отправляет запрос 633 создания однонаправленного канала в этот целевой S-GW 270. Запрос создания однонаправленного канала включает в себя контекстную информацию однонаправленного канала, адрес PDN-GW 280 и TEID для потока обмена восходящей линии связи. Целевой S-GW выделяет адрес и один TEID на каждый однонаправленный канал для потока обмена восходящей линии связи в опорной точке S1-u на фиг. 2 и отправляет ответ 634 создания однонаправленного канала обратно на MME 240, включающий в себя адреса S-GW и TEID восходящей линии связи для плоскости пользователя.

В дополнение, MME 240 отправляет запрос 635 смены расположения в доступ 230 E-UTRAN, заданный информацией ID целевой соты E-UTRAN из сообщения 333 запроса предварительного прикрепления. Запрос 375 смены расположения включает в себя адреса S-GW и TEID восходящей линии связи для плоскости пользователя, принятые ранее в ответе 634 создания однонаправленного канала. Запрос 635 смены расположения создает контекст UE в целевом доступе 230 (соте) E-UTRAN, включающий в себя информацию об однонаправленных каналах и контекст безопасности. Контекст UE содержит в себе информацию об UE, требуемую обслуживающей сотой E-UTRAN, и может считаться подмножеством информации из контекста MME. Доступ 230 E-UTRAN отвечает подтверждением 636 запроса смены расположения в MME 240, включающим в себя адрес и TEID, назначенные в целевом доступе (соте) E-UTRAN для потока обмена нисходящей линии связи, в опорной точке S1-u (один TEID на каждый однонаправленный канал), а также команду эстафетной передачи обслуживания для UE 210. В ответе, MME 240 отправляет подтверждение 638 запроса упреждающей смены расположения в эмулятор 266 MME через ретранслятор 263.

Когда FAF 260 принимает подтверждение 638 запроса упреждающей смены расположения, она назначает (если еще не делала этого) идентичность зоны слежения (TAI), раздельную временную идентичность мобильного абонента (S-TMSI) и подпись S-TMSI (используемую для целей проверки идентификации) для UE 210 и отправляет второе сообщение 643 допущения предварительного прикрепления, которое включает в себя эту информацию и команду эстафетной передачи обслуживания, выданную целевым доступом 230 E-UTRAN, из подтверждения 636 запроса смены расположения. Это второе сообщение 643 допущения предварительного прикрепления служит в качестве команды для UE 210 осуществлять запрошенную эстафетную передачу обслуживания. В этот момент, фаза подготовки ресурсов завершается, и эстафетная передача обслуживания является неизбежной. Фаза выполнения начинается, когда UE покидает используемую в настоящее время систему IP-доступа 220 WiMAX и базируется на целевой доступ 230 (соту) E-UTRAN, указанный информацией ID целевой соты E-UTRAN, отправленной ранее во втором сообщении 620 запроса предварительного прикрепления.

Фиг. 7 показывает схему прохождения сигналов для фазы 700 выполнения инициированной UE эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии со вторым вариантом осуществления, показанным на фиг. 5-6. Поток сигналов, показанный на фиг. 7, крайне подобен потоку сигналов, показанному на фиг. 4. Когда UE базируется 701 и имеет доступ к целевому доступу 230 (соте) E-UTRAN, указанному ранее информацией ID целевой соты E-UTRAN, отправленной во втором сообщении 620 запроса предварительного прикрепления (фиг. 6), оно отправляет сообщение 713 завершения эстафетной передачи обслуживания на E-UTRAN в доступ 230 E-UTRAN. Отметим, что транспортные ресурсы (в том числе, ресурсы эфирного интерфейса) уже были подготовлены для UE 210 в доступе 230 E-UTRAN. Доступ 230 E-UTRAN информирует MME 240 посредством отправки сообщения 716 завершения смены расположения. В ответ, MME 240 информирует FAF 260 отправкой сообщения 718 завершения упреждающей смены расположения, которое обычно подтверждается подтверждением 719 завершения упреждающей смены расположения.

В этот момент, UE 210 было успешно подвергнуто эстафетной передаче обслуживания в сеть E-UTRAN, и эмулятор 266 MME передает команды через ретранслятор 263 в IP-доступ 220 WiMAX для освобождения 720 ресурсов WiMAX, выделенных ранее для UE 210. Хотя сообщение освобождения 720 показано в качестве прямого сообщения из FAF 260 в IP-доступ 220 WiMAX, оно могло бы отправляться опосредованно, через сообщение освобождения ресурсов, направленное в PDN-GW 280, которое затем ретранслируется посредством PDN-GW 280 на IP-доступ 220 WiMAX.

Между тем, MME 240 информирует целевой S-GW 270, что MME 240 ответствен за все однонаправленные каналы, которые установило UE 210, и отправляет сообщение 732 запроса обновления однонаправленного канала на целевой S-GW 270. Сообщение 732 включает в себя IP-адрес PDN-GW 280, который извлекался 550 ранее из HSS/AAA 290, как показано на фиг. 5. На основании сообщения 732 запроса обновления однонаправленного канала из MME 240, целевой S-GW 270 инициирует процедуру регистрации PMIPv6 по отношению к PDN-GW 280 отправкой обновления 734 привязки посредника PMIPv6 согласно проектным техническим условиям IETF MIPv6 посредника (draft-ietf-netlmm-proxymip6). PDN-GW 280 отвечает подтверждением 736 обновления привязки посредника PMIPv6 и обновляет свою привязку мобильности, которая эффективно переключает туннели 516, 517 PMIPv6 (фиг. 5), чтобы получать конечные точки между PDN-GW 280 и целевым S-GW 270. В подтверждении 736 обновления привязки посредника PMIPv6, PDN-GW 280 отвечает с тем же самым IP-адресом или префиксом, который назначался UE 210 ранее (когда UE выделялся IP-адрес для осуществления доступа через сеть не 3GPP). Туннель 756 PMIPv6 теперь существует между PDN-GW 280 и целевым S-GW 270. Как упомянуто ранее, описанный протокол PMIPv6 является только примером. Протокол туннелирования GPRS (GTP), как предписанный в US 23.401 3GPP, мог бы использоваться в качестве альтернативы для обновления привязки мобильности в PDN-GW 280.

Целевой S-GW 270 возвращает сообщение 738 ответа обновления однонаправленного канала по умолчанию в MME 240, как предписано в разделе 5.3.3 TS 23.401 3GPP. Это сообщение включает в себя IP-адрес UE 210 и служит в качестве указания MME 240, что привязка была успешной. Далее, UE 210 может возобновлять передачу данных по тракту сеанса данных через E-UTRAN 750. Тракт включает в себя соединение 753 радиосвязи и однонаправленного канала S1 между UE 210 и целевым S-GW 270, туннель 756 PMIPv6 между целевым S-GW 270 и PDN-GW 280, и IP-соединение 759 с IP-сетью 205 оператора (показанной на фиг. 2), либо сетью Интернет или интранет 108 (показанной на фиг. 1) Затем, UE 210 осуществляет процедуру 760 обновления зоны слежения согласно разделу 5.3.3 TS 23.401 3GPP для обновления сервера собственных абонентов (HSS/AAA 290) идентичностью MME 240, обслуживающей UE 210 в настоящее время.

Первый вариант осуществления, показанный на фиг. 3-4, и второй вариант осуществления, показанный на фиг. 5-7, дают подробности и схемы прохождения сигналов, поддерживающие два типа инициированной UE эстафетной передачи обслуживания. Третий вариант осуществления поддерживает инициированную сетью эстафетную передачу обслуживания. В этом третьем варианте осуществления, решение об эстафетной передаче обслуживания, а также инициация эстафетной передачи обслуживания выполняются сетью.

Фиг. 8 показывает схему прохождения сигналов для фазы предварительной регистрации инициированной сетью эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с третьим вариантом осуществления и развитой архитектурой 3GPP, показанной на фиг. 2. Фиг. 8 показывает фазу предварительной регистрации, подобную фазе подготовки, показанной на фиг. 3 заявки 07386015.7 на патент EPC, зарегистрированной 18 июня 2007 года компанией Моторола и озаглавленной «Non-3GPP Access to E-UTRAN Access Inter-RAT Handover». К тому же, фаза предварительной регистрации, показанная на фиг. 8, очень похожа на фазу предварительной регистрации, показанную на фиг. 5.

Как показано ранее, хотя показан конкретно WiMAX, описанные принципы могут быть применены к другому радиодоступу не 3GPP, такому как WiFi и EV-DO. В этом варианте осуществления, UE 210 обслуживается посредством IP-доступа не 3GPP через радиодоступ 813, и первый туннель 816 мобильного IPv6 посредника (PMIPv6) устанавливается между сетью доступа не 3GPP и исходным S-GW, и второй туннель 817 PMIPv6 устанавливается между исходным S-GW и PDN-GW в развитом пакетном ядре 203 (фиг. 2). IP-соединение 819 через стандартную опорную точку SGi завершает сеанс данных с IP-сетью 205 оператора (показанной на фиг. 2) либо сетью Интернет или интранет 108 (показанной на фиг. 1).

Когда UE 210 обнаруживает доступ 230 E-UTRAN, оно может инициировать 820 предварительную регистрацию с FAF 260 через плоскость пользователя (то есть, через опорную точку Su). IP-адрес ретранслятора 263 у FAF 260 может предварительно конфигурироваться в пределах UE 210 оператором сети, или ретранслятор 263 может обнаруживаться посредством UE 210 в пределах IP-сети 205 оператора (фиг. 2) с использованием DHCP или любого другого механизма обнаружения. Предварительная регистрация начинается с сообщения 833 запроса предварительного прикрепления, отправленного с UE 210 через IP-доступ 220 WiMAX в ретранслятор 263 FAF 260. Сообщение 833 запроса предварительного прикрепления включает в себя некоторую из информации, требуемой эмулятором 266 MME у FAF 260 для построения контекста MME для UE 210, но оно не включает в себя ID целевой соты E-UTRAN. Информация может включать в себя международный опознавательный код абонента мобильной связи (IMSI), IP-адрес, имя точки доступа (APN) и/или контекстную информацию однонаправленного канала, указывающую текущие активные однонаправленные IP-каналы UE 210. Контекстная информация однонаправленного канала включает в себя параметры, идентифицирующие свойства (например, установочные параметры QoS) текущих однонаправленных каналов связи, используемых UE 210. Так как сообщение 833 запроса предварительного прикрепления не включает в себя идентичность целевой соты E-UTRAN, FAF сразу узнает, что UE не обязательно требуется осуществлять эстафетную передачу обслуживания на сеть UTRAN.

Когда принято сообщение 833 запроса предварительного прикрепления, ретранслятор 263 направляет сообщение 836 запроса предварительного прикрепления в эмулятор 266 MME. Отметим, что эмулятор 266 MME будет строящим контекст управления мобильностью 3GPP для доступа E-UTRAN. Этот контекст не требуется IP-доступом 220 не 3GPP, но будет требоваться доступом 230 E-UTRAN, когда выполняется эстафетная передача обслуживания.

Затем, эмулятор 266 MME FAF 260 осуществляет контакт с HSS/AAA 290 и аутентифицирует 842, 845, 847 UE 210. После успешной аутентификации, эмулятор 266 MME извлекает 850 адрес PDN-GW 280, который в настоящее время обслуживает UE 210, и создает 860 контекст MME для UE 210. Контекст MME включает в себя информацию, поставляемую UE 210 в сообщении 833 запроса предварительного прикрепления (например, IMSI, IP-адрес, APN, и/или контекстную информацию однонаправленного канала), а также контекст безопасности (например, информацию безопасности из HSS/AAA 290 и ключи /алгоритмы безопасности относительно UE 210) и, может быть, некоторые предварительно сконфигурированные значения, такие как порядковые номера. Эмулятор 226 MME, однако, не осуществляет процедуру обновления расположения. Как следствие, UE 210 недостижимо через доступ 230 E-UTRAN, в то время как оно все еще использует доступ 220 не 3GPP.

Затем, FAF 260 выделяет идентичность зоны слежения (TAI), раздельную временную идентичность мобильного абонента (S-TMSI) и подпись S-TMSI (используемую для целей проверки идентификации) для UE 210, а затем, отправляет сообщение 873, 876 допущения предварительного прикрепления в UE 210 через IP-доступ 220 WiMAX. По выбору, UE 210 может отвечать на ретранслированное сообщение 876 допущения предварительного прикрепления сообщением 883, 886 завершения предварительного прикрепления. В этот момент, создается контекст MME, но ему требуется информация ID целевой соты E-UTRAN до того, как он может направиться в MME 240, для подготовки ресурсов в целевой соте E-UTRAN. После того, как завершена фаза 800 предварительной регистрации, когда сети не 3GPP требуется осуществить эстафетную передачу обслуживания на E-UTRAN, она отправляет сообщение требуемого смены расположения с включенным в состав ID целевой соты E-UTRAN.

Фиг. 9 показывает схему прохождения сигналов для фазы подготовки ресурсов инициированной сетью эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с третьим вариантом осуществления, показанным на фиг. 8. Сеть WiMAX может инициировать эстафетную передачу обслуживания на сеть E-UTRAN посредством передачи сообщения 920 требуемого смены расположения, включающего в себя ID целевой соты E-UTRAN, в эмулятор 266 MME. По выбору, сообщение 920 требуемого смены расположения может включать в себя контекстную информацию однонаправленного канала. Решение осуществить эстафетную передачу обслуживания сети не 3GPP может быть основано на отчетах об измерениях E-UTRAN, отправленных из UE 210, а также альтернативных или подстановочных параметрах.

Эмулятор 266 MME инициирует подготовку ресурсов в целевой соте доступа E-UTRAN посредством отправки запроса 932 упреждающего смены расположения для пересылки контекста MME (созданного ранее на этапе 860, показанном на фиг. 8) в MME 240. Адрес MME 240 разрешается по ID целевой соты E-UTRAN. MME 240 выбирает 933 целевой обслуживающий шлюз и отправляет запрос 934 создания однонаправленного радиоканала, включающий в себя контекстную информацию однонаправленного радиоканала, адрес PDN-GW и TEID для потока обмена восходящей линии связи в целевой S-GW 270. Целевой S-GW 270 выделяет адрес и TEID для потока обмена восходящей линии связи в опорной точке S1-u (один TEID для каждого однонаправленного канала) и отправляет ответ 935 создания однонаправленного канала обратно в MME 240, включающий в себя адреса S-GW и TEID восходящей линии связи для плоскости пользователя.

В дополнение, MME 240 отправляет запрос 936 смены расположения в целевую соту доступа 230 E-UTRAN, включающий в себя адреса S-GW и TEID для плоскости пользователя, принятые ранее в ответе 935 создания однонаправленного канала. Этот запрос 936 смены расположения создает контекст UE. Контекст UE содержит в себе информацию об UE, требуемую обслуживающей сотой E-UTRAN, и может считаться подмножеством информации из контекста MME. Доступ 230 E-UTRAN отвечает подтверждением 937 запроса смены расположения в MME 240, включающим в себя адрес и TEID, назначенные в целевом доступе (соте) E-UTRAN для потока обмена нисходящей линии связи, в опорной точке S1-u (один TEID на каждый однонаправленный канал), а также команду эстафетной передачи обслуживания для UE 210. В ответе, MME 240 отправляет подтверждение 938 запроса упреждающего смены расположения в эмулятор 266 MME через ретранслятор 263.

Когда FAF 260 принимает подтверждение 938 запроса упреждающей смены расположения, она отправляет подтверждение 943 требуемой смены расположения, которое включает в себя команду эстафетной передачи обслуживания, выданную целевым доступом 230 E-UTRAN, из подтверждения 937 запроса смены расположения. IP-адрес 220 WiMAX ретранслирует команду 946 эстафетной передачи обслуживания в UE 210. В этот момент, фаза подготовки ресурсов завершается, и эстафетная передача обслуживания является неизбежной. Фаза выполнения начинается, когда UE покидает используемую в настоящее время систему IP-доступа 220 WiMAX и базируется на целевой доступ 230 (соту) E-UTRAN, указанный информацией ID целевой соты E-UTRAN, отправленной в команде 946 эстафетной передачи обслуживания.

Фиг. 10 показывает схему прохождения сигналов для фазы выполнения инициированной сетью эстафетной передачи обслуживания с WiMAX на E-UTRAN в соответствии с третьим вариантом осуществления, показанным на фиг. 8-9. Поток сигналов, показанный на фиг. 10, также крайне подобен потоку сигналов, показанному на фиг. 4. В ответ на инициированную сетью команду 946 эстафетной передачи обслуживания (показанную на фиг. 9), UE 210 покидает используемый в настоящее время IP-доступ 220 WiMAX и базируется на целевой доступ 230 E-UTRAN, указанный в команде 946 эстафетной передачи обслуживания.

Когда UE базируется 1001 и имеет доступ к целевому доступу 230 (соте) E-UTRAN, оно отправляет сообщение 1013 завершения эстафетной передачи обслуживания на E-UTRAN в доступ 230 E-UTRAN. Отметим, что транспортный ресурс (в том числе, ресурсы эфирного интерфейса) уже были подготовлены для UE 210 в доступе 230 E-UTRAN. Доступ 230 E-UTRAN информирует MME 240 посредством отправки сообщения 1016 завершения смены расположения. В ответ, MME 240 информирует FAF 260 отправкой сообщения 1018 завершения упреждающей смены расположения, которое обычно подтверждается подтверждением 1019 завершения упреждающей смены расположения.

В этот момент, UE 210 было успешно подвергнуто эстафетной передаче обслуживания в сеть E-UTRAN, и эмулятор 266 MME передает команды через ретранслятор 263 в IP-доступ 220 WiMAX для освобождения 1020 ресурсов WiMAX, выделенных ранее для UE 210. Хотя сообщение освобождения 1020 показано в качестве прямого сообщения из FAF 260 в IP-доступ 220 WiMAX, оно могло бы отправляться опосредованно, через сообщение освобождения ресурсов, направленное в PDN-GW 280, которое затем ретранслируется посредством PDN-GW 280 на IP-доступ 220 WiMAX.

Между тем, MME 240 информирует целевой S-GW 270, что MME 240 ответственна за все однонаправленные каналы, которые установило UE 210, и отправляет сообщение 1032 запроса обновления однонаправленного канала на целевой S-GW 270. Сообщение 1032 включает в себя IP-адрес PDN-GW 280, который извлекался 850 ранее из HSS/AAA 290, как показано на фиг. 8. На основании сообщения 1032 запроса обновления однонаправленного канала из MME 240, целевой S-GW 270 инициирует процедуру регистрации PMIPv6 по отношению к PDN-GW 280 отправкой обновления 1034 привязки посредника PMIPv6 согласно проектным техническим условиям IETF MIPv6 посредника (draft-ietf-netlmm-proxymip6). PDN-GW 280 отвечает подтверждением 1036 обновления привязки посредника PMIPv6 и обновляет свою привязку мобильности, которая эффективно переключает туннели 816, 817 PMIPv6 (фиг. 8), чтобы получать конечные точки между PDN-GW 280 и целевым S-GW 270. В подтверждении 1036 обновления привязки посредника PMIPv6, PDN-GW 280 отвечает с тем же самым IP-адресом или префиксом, который назначался UE 210 ранее (когда UE выделялся IP-адрес для осуществления доступа через сеть не 3GPP). Туннель 1056 PMIPv6 теперь существует между PDN-GW 280 и целевым S-GW 270. Описанный протокол PMIPv6 является только примером. Протокол туннелирования GPRS (GTP), как предписанный в US 23.401 3GPP, мог бы использоваться в качестве альтернативы для обновления привязки мобильности в PDN-GW 280.

Целевой S-GW 270 возвращает сообщение 1038 ответа обновления однонаправленного канала по умолчанию в MME 240, как предписано в разделе 5.3.3 TS 23.401 3GPP. Это сообщение включает в себя IP-адрес UE 210 и служит в качестве указания MME 240, что привязка была успешной. Далее, UE 210 может возобновлять передачу данных по тракту сеанса данных через E-UTRAN 1050. Тракт включает в себя соединение 1053 однонаправленного канала радиосвязи и S1 между UE 210 и целевым S-GW 270, туннель 1056 PMIPv6 между целевым S-GW 270 и PDN-GW 280, и IP-соединение 1059 с IP-сетью 205 оператора (показанной на фиг. 2), либо сетью Интернет или интранет 108 (показанной на фиг. 1). Затем, UE 210 осуществляет процедуру 1060 обновления зоны слежения согласно разделу 5.3.3 TS 23.401 3GPP для обновления сервера собственных абонентов (HSS/AAA 290) идентичностью MME 240, обслуживающей UE 210 в настоящее время.

Посредством перемещения некоторых отнимающих много времени процедур авторизации и аутентификации на фазу подготовки эстафетной передачи обслуживания между RAT с IP-доступа не 3GPP на доступ 3GPP, подготовки беспроводных ресурсов в целевой соте 3GPP заблаговременно от эстафетной передачи обслуживания во время фазы подготовки, и использования FAF с эмулятором MME, задержка выполнения эстафетной передачи обслуживания может быть уменьшена. Вместо эстафетной передачи обслуживания между RAT с IP-доступа не 3GPP на доступ 3GPP, являющейся похожей на полное прикрепление (с аутентификацией, созданием контекста MME и настройкой однонаправленного канала радиосвязи и S1), теперь выполнение эстафетной передачи обслуживания ведет себя очень похоже на более простую процедуру с 3GPP на 3GPP между RAT в соответствии с разделом 5.5.2.2.2 TS 23.401 3GPP. Так как выполнение эстафетной передачи обслуживания работает подобно эстафетной передаче обслуживания с 3GPP на 3GPP, отнимающие много времени процедуры аутентификации и авторизации, плюс процедуры подготовки ресурсов, могут пропускаться во время выполнения эстафетной передачи обслуживания. Таким образом, эстафетная передача обслуживания между RAT с IP-доступа не 3GPP на доступ E-UTRAN уменьшает задержку выполнения эстафетной передачи обслуживания с использованием одиночного приемника наряду с избеганием каких бы то ни было изменений в отношении развитого пакетного ядра. Так как связь между UE и FAF происходит через уровень IP, также нет никакого влияния на доступ не 3GPP. Поэтому, фаза предварительной регистрации применима к любому типу сети доступа не 3GPP без требования модификаций в отношении доступа не 3GPP.

Хотя FAF 260 показана в качестве имеющей ретранслятор 263, расположенный вместе с эмулятором 266 MME, эмулятор 266 MME, в качестве альтернативы, может быть расположен вместе с MME 240. В такой ситуации, ретранслятор 263 FAF 260 принимал бы сообщения с UE 210 и ретранслировал бы сообщения на эмулятор MME/MME, и наоборот. Если совместно расположенный эмулятор 266 MME был включен в стандартную MME 240, результатом была бы модифицированная MME. Хотя это вынудило бы изменение в отношении развитого пакетного ядра 203, задержка эстафетной передачи обслуживания UE с одиночным радиоприемником по-прежнему уменьшалась бы относительно существующих эстафетных передач обслуживания между RAT с не 3GPP на 3GPP.

Несмотря на то, что это раскрытие включает в себя то, что сегодня считается вариантами осуществления и наилучшими вариантами осуществления изобретения, описанного некоторым образом, который устанавливает владение им со стороны изобретателей, и который дает рядовым специалистам в данной области техники возможность изготавливать и использовать изобретение, будет пониматься и приниматься во внимание, что есть многочисленные эквиваленты вариантам осуществления, раскрытым в материалах настоящей заявки, и что модификации и варианты могут быть произведены, не выходя из объема и сущности изобретения, которые должны ограничиваться не вариантами осуществления, а прилагаемой формулой изобретения, включая любые изменения, сделанные во время нахождения на рассмотрении этой заявки, и все эквиваленты тех пунктов формулы изобретения, которые опубликованы.

Кроме того, понятно, что использование относительных терминов, таких как первый и второй, верхний и нижний, и тому подобных, если таковые имеют место, применяется исключительно для проведения различия одного от другого объекта, элемента или действия без обязательного требования или предположения какой бы то ни было такой фактической зависимости или очередности между такими объектами, элементами или действиями. Большое количество обладающих признаками изобретения функциональных возможностей и многие из обладающих признаками изобретения принципов наилучшим образом реализуются с помощью или в программно реализованных программах либо командах. Предполагается, что рядовой специалист, несмотря на возможно значительные усилия и многие возможности выбора конструкции, например, мотивированные имеющимся в распоряжении временем, современной технологией и экономическими соображениями, направляемый концепциями и принципами, раскрытыми в материалах настоящей заявки, будет без труда способен к формированию таких программно реализованных команд и программ с минимальными экспериментами. Поэтому, дополнительное обсуждение такого программного обеспечения, если таковое имеет место, будет ограничено в интересах краткости и минимизации какого бы то ни было риска возникновения неясности принципов и концепций согласно настоящему изобретению.

Как понимается специалистами в данной области техники, FAF включает в себя процессор, который выполняет компьютерную управляющую программу для реализации способов, раскрытых в материалах настоящей заявки. Варианты осуществления включают в себя компьютерную управляющую программу, содержащую в себе команды, воплощенные в материальных носителях, таких как гибкие диски, CD-ROM (ПЗУ на компакт-дисках), накопителях на жестких дисках или любом другом машинно-читаемом запоминающем носителе, при этом, когда компьютерная управляющая программа загружена в и выполняется процессором, процессор становится устройством для осуществления изобретения на практике. Варианты осуществления включают в себя компьютерную управляющую программу, например, хранимую на запоминающем носителе, загруженную в и/или выполняемую компьютером или передаваемую через некоторую среду передачи, например, через электропроводку или кабельную сеть, через волоконную оптику или посредством электромагнитного излучения, при этом, когда компьютерная управляющая программа загружена в и выполняется компьютером, компьютер становится устройством для осуществления изобретения на практике. Когда реализованы в микропроцессоре общего применения, сегменты компьютерной управляющей программы конфигурируют микропроцессор для создания определенных логических схем.

Изобретение относится к системам связи. Фаза (800) предварительной регистрации и фаза (900) подготовки ресурсов уменьшают задержку, когда пользовательское оборудование (UE) (210) осуществляет эстафетную передачу обслуживания с радиодоступа (220) не 3GPP, такого как WiMAX, на сеть (230) радиодоступа 3GPP, такую как E-UTRAN, что является техническим результатом. Во время фазы (800) предварительной регистрации, функция (260) упреждающего прикрепления принимает сообщение (833) запроса предварительного прикрепления и создает (860) контекст управления мобильностью для UE (210), который действителен для доступа E-UTRAN. Во время фазы (900) подготовки ресурсов, контекст управления мобильностью пересылается в объект управления мобильностью (ММЕ) (240), а радиоресурсы и транспортные ресурсы резервируются для UE (210) в целевой соте (230) E-UTRAN. Когда эстафетная передача обслуживания инициирована (910) посредством UE или сетью не 3GPP, отнимающие много времени процедуры аутентификации и авторизации, которые выполняются во время последовательности операций предварительной регистрации, могут быть пропущены. Дополнительно, радиоресурсы и транспортные ресурсы уже были назначены UE и, таким образом, не должны настраиваться, когда выполняется эстафетная передача обслуживания. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Способ для функции упреждающего прикрепления (FAF), чтобы передавать обслуживание пользовательского оборудования (UE) с радиодоступа не 3GPP на сеть радиодоступа 3GPP, содержащий этапы, на которых:
принимают сообщение запроса предварительного прикрепления от UE, включающего в себя уникальный идентификатор для UE, через радиодоступ не 3GPP;
после приема сообщения запроса предварительного прикрепления принимают информацию безопасности для UE от сервера собственных абонентов (HSS) и аутентифицируют UE;
после аутентификации UE создают контекст управления мобильностью 3GPP для UE, включающий в себя уникальный идентификатор для UE, идентификатор зоны слежения, временный идентификатор для UE и контекст безопасности для UE; и
пересылают контекст управления мобильностью 3GPP в объект управления мобильностью (ММЕ) сети 3GPP, чтобы заставить ММЕ инициировать подготовку ресурсов в целевой соте доступа 3GPP.

2. Способ по п.1, в котором сообщение запроса предварительного прикрепления включает в себя:
идентификатор целевой соты E-UTRAN (развитой универсальной наземной сети радиодоступа) для UE.

3. Способ по п.2, в котором пересылка и инициация содержат этап, на котором:
отправляют запрос упреждающей смены расположения в ММЕ и принимают подтверждение запроса упреждающей смены расположения из ММЕ.

4. Способ по п.3, дополнительно содержащий этап, на котором: после приема подтверждения запроса упреждающей смены расположения отправляют сообщение допущения предварительного прикрепления с командой передачи обслуживания на UE.

5. Способ по п.3, дополнительно содержащий этап, на котором: после отправки сообщения допущения предварительного прикрепления принимают сообщение завершения упреждающей смены расположения; и после приема сообщения завершения упреждающей смены расположения предписывают радиодоступу не 3GPP освободить ресурсы, поддерживающие UE.

6. Способ по п.1, в котором сообщение запроса предварительного прикрепления не включает в себя идентификатор целевой соты 3GPP для UE.

7. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором: после создания передают сообщение допущения предварительного прикрепления на UE.

8. Способ по п.7, в котором сообщение допущения предварительного прикрепления не включает в себя команду передачи обслуживания для UE.

9. Способ по п.7, дополнительно содержащий этап, на котором:
после передачи сообщения допущения предварительного прикрепления принимают следующее сообщение запроса предварительного прикрепления, включающее в себя идентификатор целевой соты 3GPP.

10. Способ по п.9, в котором пересылка и инициация содержат этап, на котором:
после приема следующего сообщения запроса предварительного прикрепления, отправляют запрос упреждающей смены расположения в ММЕ и принимают подтверждение запроса упреждающей смены расположения из ММЕ.

11. Способ по п.10, дополнительно содержащий этап, на котором: после приема подтверждения запроса упреждающей смены расположения принимают сообщение завершения упреждающей смены расположения; и после приема сообщения завершения упреждающей смены расположения предписывают радиодоступу не 3GPP освободить ресурсы, поддерживающие UE.

12. Способ по п.6, дополнительно содержащий этап, на котором: после создания контекста управления мобильностью 3GPP принимают сообщение необходимости смены расположения из доступа не 3GPP.

13. Способ по п.12, дополнительно содержащий этапы, на которых: после приема сообщения необходимости смены расположения отправляют запрос упреждающей смены расположения в ММЕ и принимают подтверждение запроса упреждающей смены расположения из ММЕ; и
передают подтверждение необходимости смены расположения на радиодоступ не 3GPP в ответ на прием подтверждения запроса упреждающей смены расположения.

14. Способ по п.13, дополнительно содержащий этапы, на которых: после передачи подтверждения запроса упреждающей смены расположения принимают сообщение завершения упреждающей смены расположения; и после приема сообщения завершения упреждающей смены расположения предписывают радиодоступу не 3GPP освободить ресурсы, поддерживающие UE.

15. Способ по п.1, дополнительно содержащий этапы, на которых: настраивают сеанс данных с UE на целевой обслуживающий шлюз; и осуществляют процедуру обновления зоны слежения.

16. Способ для пользовательского оборудования (UE), чтобы осуществлять передачу обслуживания от радиодоступа не 3GPP на сеть радиодоступа 3GPP, содержащий этапы, на которых:
передают сообщение запроса предварительного прикрепления, включающее в себя уникальный идентификатор для UE и идентификатор целевой соты Е-UTRAN, через радиодоступ не 3GPP в функцию упреждающего прикрепления (FAF);
участвуют в аутентификации UE посредством FAF после передачи сообщения запроса предварительного прикрепления; и
после участия в аутентификации UE принимают команды передачи обслуживания сети доступа из FAF.

17. Способ по п.16, дополнительно содержащий этап, на котором: передают сообщение завершения передачи обслуживания на E-UTRAN после закрепления на доступе E-UTRAN с идентификатором целевой соты E-UTRAN.

18. Способ по п.16, дополнительно содержащий этап, на котором:
перед передачей передают предшествующее сообщение запроса предварительного прикрепления, не включающее в себя идентификатор целевой соты E-UTRAN.

19. Способ по п.18, дополнительно содержащий этап, на котором: передают сообщение завершения передачи обслуживания на E-UTRAN после закрепления на доступе E-UTRAN с идентификатором целевой соты E-UTRAN.

20. Способ по п.17 или 19, дополнительно содержащий этап, на котором:
после передачи сообщения завершения передачи обслуживания на E-UTRAN осуществляют процедуру обновления зоны слежения.