УЛУЧШЕННАЯ ПЕРЕДАЧА ОБСЛУЖИВАНИЯ В СОТОВОЙ РАДИОСВЯЗИ Российский патент 2014 года по МПК H04W36/12 

Область техники

Настоящее изобретение относится области передачи обслуживания в беспроводной связи, и, более конкретно, к передаче соединения от одного кластера или управляющей группы другому кластеру или управляющей группе.

Уровень техники

В системе сотовой связи базовые станции служат для обеспечения мобильных пользовательских устройств данными, голосовым соединением и другими услугами. Каждая базовая станция имеет ограниченную дальность обслуживания и когда пользователь далеко удаляется от базовой станции, соединение с данной базовой станцией должно быть передано другой базовой станции, расположенной ближе к пользователю. Это позволяет базовым станциям и пользовательским устройствам использовать меньшую мощность. Для обеспечения передачи обслуживания были тщательно разработаны процессы передачи соединений.

Каждая базовая станция, обычно, соединена с некоторым оборудованием с восходящим потоком данных, которое, в свою очередь, соединено с телефонной сетью, Интернет и другими источниками данных. Данное оборудование с восходящим потоком данных имеет высокоскоростные каналы связи с обслуживаемыми базовыми станциями и, обычно, его зона обслуживания ограничена некоторым количеством базовых станций. Когда пользователь мобильной станции выходит из группы базовых станций, соединение может быть потеряно или может быть использовано несколько более сложных маршрутов соединения.

В случае широкополосной беспроводной сети, такой как сеть WiMAX или 3GPP LTE (Проект по сотрудничеству разработки третьего поколения связи, Долговременное постепенное развитие), каждая базовая станция подключена к шлюзу, и все шлюзы принадлежат конкретному кластеру. Когда пользователь мобильной станции перемещается к базовой станции вне кластера или не соединенной напрямую с тем же самым шлюзом, данные для пользователя, чтобы быть принятыми пользователем, должны быть переданы от одного шлюза на другой. Для поддержки множества пользователей, перемещающихся между множеством шлюзов, между шлюзами должны быть выстроены соединения, способные передавать большие объемы данных от пользователей. Это может вызвать задержку в передаче данных пользователю. Для быстрой передачи пользовательских данных между шлюзами, шлюзы и их соединения должны быть более дорогостоящими.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления настоящего изобретения проиллюстрированы, в качестве примеров, но ими не ограниченны, на фигурах в приложенных чертежах, на которых номера ссылочных позиций использованы для ссылки на существенные признаки, и:

Фиг.1 является блок-схемой архитектуры беспроводной сети со шлюзами, к которой могут быть применены варианты осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 является блок-схемой архитектуры беспроводной сети с кластером Access Service Network (Сеть доступа), к которой могут быть применены варианты осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 является блок-схемой архитектуры беспроводной сети с кластерами Access Service Network (Сеть доступа), совместно использующих базовую станцию, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 является схемой сигналов при перемещении мобильной станции от одного кластера к другому согласно варианту осуществления настоящего изобретению.

Фиг.5 является блок-схемой архитектуры беспроводной сети с кластерами Access Service Network (Сеть доступа), совместно использующих шлюз, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 является схемой сигналов при перемещении мобильной станции от одного кластера к другому согласно варианту осуществления настоящего изобретению.

Фиг.7 является блок-схемой радиостанции или терминала согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

Кластеры в системе сотовой беспроводной связи, такой как сеть доступа WiMAX, могут перекрываться для уменьшения влияния привязки и существенно упростить операцию сквозной (Е2Е) передачи обслуживания и другие сетевые операции. Перекрытие кластеров, в результате, так же может упростить архитектуру сотовой сети и передачу обслуживания.

В примере для сети WiMAX, может быть устранена привязка в интерфейсе R4. Привязка негативно влияет на развертывание сети. Она увеличивает сложность и плохо сказывается на функциональной совместимости, что ведет к ухудшению производительности в некоторых сценариях мобильного доступа. Как будет описано ниже, можно увеличить производительность и снизить себестоимость.

На фиг.1 показан пример системы 10 сотовой радиосвязи. МС 12 и 14 могут быть мобильными или неподвижными, и могут быть, например, сотовыми телефонами, ноутбуками, персональными компьютерами, проигрывателями мультимедиа, бытовыми устройствами или любыми из множества других устройств с беспроводным соединением. МС также может называться абонентской станцией, удаленной станцией, терминалом или другими терминами.

В системе есть некоторое количество базовых станций (БС) 16-24 для обеспечения связи с МС. БС, в зависимости от конкретного применения, могут отличаться друг от друга и иметь большую или малую область покрытия и мощность передачи. Не смотря на то, что на фиг.1 БС показаны однотипными, они могут быть соединены и сконфигурированы разным образом и отличаться друг от друга. В некоторых случаях конкретного применения, точка сетевого доступа или одноранговая МС может использоваться и функционировать как БС. В проиллюстрированном примере первая МС зарегистрирована на БС 19, и вторая МС зарегистрирована на БС 23. Такая регистрация позволяет каждой МС быть связной с БС для поддержки тех услуг, которые поддерживаются МС и системой.

Каждая БС 16-24 соединена со шлюзом (GW) или контроллером базовой станции. В случае WiMAX, контроллеры базовой станции называются ANS-GW (Access Service Network-Gateway (Шлюз Сети Доступа)). В данном случае имеется три шлюза 25, 26, 27. Каждый шлюз поддерживает несколько БС. Шлюзы могут быть, а могут и не быть, соединены друг с другом, и все они соединены, напрямую или нет, с MTSC (Центр коммутации мобильной телефонии) (не показан). В системе может быть один или более MTSC. MTSC подключен к магистрали телефонной сети, обеспечивающей доступ к другим телефонным системам, серверам данных, службам и т.д. В некоторых случаях, вместо соединения через шлюз, БС может быть напрямую соединена с MTSC через магистраль.

В проиллюстрированном примере, функции администрирования и управления могут быть распределены между БС, шлюзом и MTSC множеством различных способов. Что касается связи, то первая МС 12 может осуществлять связь со второй МС 14 через соответствующим образом соединенные БС и шлюз. Если обе МС зарегистрированы на одной БС, БС может поддерживать связь без использования маршрутизации через шлюз. Аналогично, если вторая МС соединена с другой системой, MTSC или ISP (Internet Service Provider (Провайдер Интернет Услуг)), то две МС могут осуществлять связь через магистраль.

На фиг.1 показан один пример сети, однако, настоящее изобретение может быть применено к широкому кругу различных сетевых конфигураций, и связь может осуществляться по разным маршрутам для соответствия различным ситуациям и конкретным применениям. В блок-схеме на фиг.1 представлена одна ASN (Сеть доступа). Каждая ASN может иметь несколько, даже сотни, БС и шлюзов. БС соединена с закрепленным за ней шлюзом посредством интерфейса R6.

В примере на фиг.1, МС 12 соединена с БС 19. Она перемещается вправо по направлению к следующей БС 20. Вторая БС 20 соединена со шлюзом 26 GW2. Когда МС перемещается от первой БС, соединенной со шлюзом GW1, ко второй БС, соединенной со шлюзом GW2, происходит передача обслуживания МС от первой БС ко второй БС. Во время передачи обслуживания, маршрут передачи данных для этой МС привязан к шлюзу GW1 через первую БС. Для поддержания соединения с МС во время передачи обслуживания, соединение со шлюзом GW1 происходит через шлюз GW2 посредством интерфейса R4 между двумя шлюзами. И, далее, соединение переходит ко второй БС 20 через интерфейс 30 R6 между шлюзом GW2 и БС.

Передача данных для МС будет продолжаться через интерфейс R4 от шлюза GW2 к шлюзу GW3 до тех пор, пока МС остается привязанной к шлюзу GW1. Когда МС удаляется от GW1, маршрут передачи данных становится более сложным, длинным и медленным. Если в сети находится множество МС, емкость соединений должна быть адаптирована для обслуживания всех МС, привязанных к удаленным шлюзам. В результате привязка добавляет некоторую сложность к структуре сети и может привести к тестированию оперативной совместимости (ЮТ) сети.

Для упрощения маршрута передачи данных, привязка МС к шлюзу GW должна быть изменена на шлюз 68 GW1. Это производится элементом 94 сети (НА (Home Agent)) в CSN (Connectivity Service Network (Сеть Обеспечения Услуг)) (не показана). Это является отдельным процессом с большим временем ожидания, который, обычно, инициируется элементом сети (НА). Элемент сети (НА) соединен со всеми шлюзами GW и управляет передачей между сетями, показанными на фиг.1, 2, 3 и 4, и внешними сетями.

На фиг.2 показан другой пример системы сотовой радиосвязи. В данном примере, ASN разделена на два разных кластера ASN 40 и 42. МС 60 в первом кластере соединена с БС 49. Некоторое количество базовых станций (БС) 46-54 предусмотрено в двух кластерах ASN для обеспечения соединений с МС. Первая группа БС 46-51 предусмотрена в первом кластере 40 ASN, и вторая группа БС 52-54 предусмотрена во втором кластере 42 ASN.

Каждая БС 46-51 из первой группы соединена с несколькими шлюзами GW. В показанном примере, каждый из шлюзов 65, 66, 67 соединен с двумя БС посредством интерфейса R6-Flex. Шлюз GW2 имеет соединения 43, 44 с несколькими БС, и шлюз GW3 также имеет соединения 63, 64 с этими же БС. Аналогичные соединения могут быть использованы и для других БС, но они не показаны для упрощения чертежа. Шлюзы могут быть, а могут и не быть, соединены друг с другом, и данные соединения не показаны для упрощения чертежа. Как и в случае, показанном на фиг.1, все шлюзы GW соединены, напрямую или нет, с одной или более MTSC или других подобных станций управления (не показаны). Как и в случае, показанном на фиг.1, каждая ASN может содержать несколько, даже сотни, БС и шлюзов GW. К каждому шлюзу GW может быть подключено несколько, даже сотни, БС. Для упрощения чертежа, показаны только несколько из них. Аналогично, в одной ASN может быть множество кластеров ASN.

В приведенном примере, каждая ASN состоит из нескольких кластеров. Каждый кластер содержит несколько шлюзов GW и БС. Любая БС в кластере может быть напрямую соединена с любым шлюзом GW в кластере посредством интерфейса R6-Flex. При использовании данной архитектуры, пока МС перемещается между разными БС одного кластера, она может поддерживать прямое соединение с одним и тем же шлюзом GW.

Поскольку используется прямое соединение, то нет необходимости передачи данных между шлюзами GW по интерфейсу R4, как это показано на фиг.1. При передаче обслуживания, целевая БС может соединиться с тем же самым шлюзом, обслуживавшего БС, с которой была соединена МС. На фиг.2, МС изначально соединена с БС 49, которая соединена со шлюзом GW, например, шлюзом GW1 65. После передачи обслуживания, МС будет соединена с БС 50, которая также соединена со шлюзом GW1. До тех пор, пока МС находится в кластере, нет необходимости в передаче данных между шлюзами.

Однако, в соответствии с чертежом, если МС продолжит свое перемещение вправо, она перейдет в следующий кластер 42. В этом случае, она будет передана на обслуживание БС 52, 53, 54 второго кластера 42. Данные БС соединены интерфейсом R6-Flex со шлюзами 68, 69 в одном и том же кластере. Поскольку в ASN интерфейс R6-Flex не пересекает границы кластера, МС более не может быть напрямую соединена со шлюзом GW привязки, как это было возможно при передаче обслуживания в предыдущем кластере. Это является ограничением интерфейса R6-Flex, позволяющим управлять всеми возможными сложными соединениями между БС и МС.

Для обслуживания МС, находящейся во втором кластере, но привязанной к шлюзу GW первого кластера, может быть использовано соединение 61 R4 между шлюзами 65 и 68. Данные для МС 60, привязанной к шлюзу 65 GW старого кластера 40, перенаправляются на новый шлюз 68 GW нового кластера 42 с использованием интерфейса 41 R4. Результат будет аналогичен соединению R4, показанному на фиг.1. Соответственно, разбиение на кластеры позволяет системе избегать соединений R4 между шлюзами GW до тех пор, пока БС находятся в одном кластере. Соединений R4 может быть достаточно много, и только одно из них, для упрощения описания, показано на чертеже. Как только МС перемещается к БС другого кластера, результат будет аналогичен показанному на фиг.1, однако будет дополнен сложностью интерфейса R6-Flex.

Использование соединений между шлюзами GW может быть уменьшено посредством перекрытия кластеров. Два кластера могут быть наложены друг на друга, и иметь одну или более общих БС и один или более общих шлюзов GW. Другими словами, можно увеличить производительность, когда одна или более БС и один или более шлюзов GW присутствуют в обоих кластерах.

На фиг.3 показан пример, когда БС 81 присутствует в двух разных кластерах ASN 70 и 72. МС 90 в первом кластере 70 соединена с первой БС 81. В двух кластерах ASN предусмотрено некоторое количество базовых станций (БС) 76-84 для обеспечения соединения с МС. Первая группа БС 76-81 предусмотрена в первом кластере ASN 70, а вторая группа БС 81-84 предусмотрена во втором кластере ASN 72. Как было описано ранее, БС 81 принадлежит обоим кластерам.

Каждая из БС 76-81 первой группы соединена с множеством шлюзов GW. В приведенном примере, каждый из трех шлюзов 95, 96, 97 соединен с совместно используемой БС 81 посредством интерфейса R6-Flex. Аналогичные соединения могут быть осуществлены и с другими БС, но они не показаны для упрощения чертежа. Шлюзы могут быть, а могут и не быть, соединены друг с другом, но эти соединения не показаны для упрощения чертежа.

Аналогично, второй кластер 72 включает в себя четыре БС 81, 82, 83, 84, и каждая из них соединена со шлюзами 98 и 99 через интерфейс R6-Flex. Как можно понять из приведенной блок-схемы, общая БС 81 имеет прямое соединение R6-Flex со шлюзами GW обоих кластеров. В приведенном примере, существуют прямые соединения общей БС с каждым шлюзом GW в каждом кластере. Однако другие БС ограничены соединениями со шлюзами только внутри одного и того же кластера.

При использовании данной архитектуры, МС может перемещаться между разными БС и поддерживать прямое соединение со шлюзом привязки GW. В данном примере, МС перемещается вправо относительно первого кластера 70 и соединена с самой правой БС 81 первого кластера. Шлюз GW привязки является самым правым шлюзом 97 GW, однако, он может быть любым другим шлюзом GW в кластере.

Учитывая прямое соединение, нет необходимости в передаче данных между шлюзами GW посредством интерфейса R4 или какого-либо другого типа соединения для обслуживания МС общей БС 81. Целевая БС может обратно подключится к тому же самому шлюзу GW, который обслуживал БС, с которой МС была соединена ранее.

Когда МС перемещается к общей БС 81, БС может переключить свое подключение для МС со шлюза 97 GW2 привязки первого кластера 70 на другой шлюз, например, шлюз 98 GW2 второго кластера 72. Это может быть осуществлено после завершения передачи обслуживания общей БС и до передачи обслуживания БС, расположенной только во втором кластере. Поскольку МС использует общую БС только некоторое время, переключение от одного шлюза GW к другому происходит более медленно и является фоновым процессом.

После смены шлюза GW, когда МС перемещается от общей БС 81 к другой БС, например, БС 82 второго кластера 72, новая целевая БС может быть по-прежнему быть соединенной с новым шлюзом привязки 98 GW. Поскольку целевая БС и новый шлюз GW привязки принадлежат одному кластеру, может быть использовано прямое соединение посредством интерфейса R6-Flex. Последующая передача обслуживания к другой БС в том же самом кластере происходит так же, как показано на фиг.1. В данном случае, строгой привязки к какому-либо шлюзу GW не происходит. Вместо привязки используется более гибкая и изменяемая связь со шлюзами GW.

На фиг.4 показан обмен сообщениями, который может быть использован для осуществления передачи обслуживания, описанного в соответствии с фиг.3. Каждая станция или терминал показаны сверху блок-схемы и сообщения между терминалами передаются в порядке сверху вниз. Процесс начинается с передачи обслуживания МС от БС 80 к БС 81. Это, в целом, обозначено блоком 100. Данный процесс может быть осуществлен различными способами. В случае WiMAX или другими протоколами беспроводной передачи, предусмотрены специальные протоколы для осуществления такой передачи обслуживания. После передачи обслуживания, МС будет соединена с общей БС, которая соединена, посредством интерфейса R6-Flex, со шлюзами GW обоих кластеров.

После завершения первой передачи обслуживания, сначала выбирается первый целевой шлюз GW и он получает уведомление. Затем маршрут передачи данных для МС меняется от исходного шлюза GW на целевой шлюз GW. Наконец, передача содержания переходит от исходного шлюза GW к целевому шлюзу GW. В случае WiMAX, на этом завершается передача обслуживания. В случае других систем связи, могут быть использованы, или необходимы, другие действия для передачи соединения от одного шлюза GW другому.

Соединение БС со шлюзом GW может быть переключено с первого кластера 70, в котором была МС, на второй кластер 72, в который переместилась МС. Сначала, БС 81 отправляет на шлюз 98 GW запрос 102 выбора через соединение R6. Это может быть сообщением REQ выбора шлюза GW. В данном сообщении обозначен целевой шлюз GW, и, возможно, исходный шлюз GW. Целевой шлюз GW отвечает БС 81 по тому же самому соединению R6 сообщением 104 RSP выбора шлюза GW. Когда МС установила связь с целевым шлюзом GW, исходный шлюз GW может напрямую передавать данные 110 на целевой шлюз 98 GW.

В это время, или позже, элемент 94 сети (НА) может осуществить перенос 111 соединения между шлюзом и обслуживающей БС от исходного шлюза к целевому шлюзу. Это также влечет за собой перенос соединения R3 между элементом сети (НА) и шлюзом GW от исходного шлюза GW к целевому шлюзу GW. Таким образом, в данном примере, это может быть названо перебазированием R3. В случае перебазирования соединения, отсутствует необходимость в использовании соединения R4 между шлюзами GW.

При установлении связи между БС и целевым шлюзом GW, может быть выполнена регистрация 106 маршрута передачи данных. В случае WiMAX, это может быть процессом R6 DP Reg. Данный процесс позволяет соединить БС со шлюзом GW для обмена данными. В результате его выполнения, целевой шлюз GW устанавливается как шлюз GW привязки для МС. В это же время, или немного позже, БС удаляет регистрацию маршрута передачи данных для исходного шлюза 97 GW. На фиг.4 это обозначено R6 DP De-Reg 108.

В результате этого, по соединению R4 передаются только контекстные данные. Все другие данные и служебные данные, относящиеся к связи, передаются по интерфейсу R6. После передачи контекста и регистрации целевому шлюзу GW, МС может связываться посредством прямого соединения R6-Flex с целевым шлюзом. Поскольку БС всегда зарегистрирована на одном или обоих шлюзах GW, МС всегда находится на связи с использованием одного или обоих шлюзов GW. Перемещение от одного кластера к другому никак не сказывается на МС.

После полного перехода МС во второй кластер, она может быть передана на обслуживание любой другой БС второго кластера. В приведенном примере, это является передачей 112 обслуживания от общей БС 81 любой другой БС, расположенной только во втором кластере 72.

Регистрация и отмена регистрации, в основном, применимы только к МС, для которых осуществляется передача обслуживания. БС может продолжать обслуживать МС через шлюзы GW обоих кластеров без сменены шлюза GW или кластера. Сообщение 102 REQ выбора шлюза GW, сообщение 104 RSP, DP Reg 106 и DP Re-Req 108 могут включать в себя идентификацию МС 60, для которой меняется маршрут передачи данных. Для поддержки изменения маршрута передачи данных, регистрации, и гарантирования права на работу во втором кластере, может быть проверена информация об учетной записи, информация об абоненте и другие данные, относящиеся к МС.

Перед осуществлением действий по протоколу, показанному на фиг.4, может быть определено, после передачи обслуживания общей БС, требуется ли передача обслуживания во второй кластер. Если МС должна оставаться в области действия БС первого кластера, то изменения зарегистрированного маршрута передачи данных следует избегать. Такое определение может осуществляться МС, БС, шлюзом GW или системой управления и обслуживания, подключенной ко всей системе и не показанной на прилагаемых чертежах. Наилучший способ определения может быть адаптирован для соответствия конкретному применению.

Одним из способов прогнозирования следующей наиболее вероятной передачи обслуживания для МС является оценка скорости и направления перемещения МС и их сравнение с дальностью радиопередачи ближайших базовых станций. Данная оценка может быть осуществлена напрямую, используя систему позиционирования МС, или косвенно, например, измерением мощности принимаемого сигнала, например, посредством RSSI (Received Signal Strength Indication (Индикация Уровня Принимаемого Сигнала)) на стороне либо МС, либо нескольких БС. В качестве альтернативы, может быть использована отдельная система прогнозирования местоположения и направления перемещения МС, которая прогнозирует необходимость осуществления передачи обслуживания, а также где и когда.

В примере, показанном на фиг.5, два кластера перекрывают друг друга, совместно используя, по меньшей мере, один шлюз GW. При перемещении МС к границе обслуживающего кластера, маршрут передачи данных переходит к шлюзу GW, который совместно используется обслуживающим кластером и целевым кластером. Когда происходит передача обслуживания между кластерами, привязка не нужна, поскольку маршрут передачи данных уже привязан к шлюзу GW, который является общим для обоих кластеров. Для дополнительной балансировки нагрузки, позже может быть произведено перебазирование маршрута на другой шлюз GW.

Если описывать данный процесс более подробно, то существуют первый кластер 110 и второй кластер 112. МС 130 соединена с БС 120 в первом кластере. В двух кластерах ASN предусмотрено некоторое количество базовых станций (БС) 116-124 для обеспечения связи с МС. Первая группа БС 116-120 расположена в первом кластере ASN, и вторая группа БС 121-124 расположена во втором кластере ASN. В отличие от примера, показанного на фиг.3, в данном случае отсутствует общая БС. Зона действия каждой БС ограничена конкретным кластером.

Каждая из БС 116-120 первой группы соединена с множеством шлюзов GW. В приведенном примере, три шлюза 125, 126, 127 GW соединены через интерфейс R6-Flex с БС 120, находящейся на границе кластеров. Точно такие же соединения присутствуют и у других БС, но эти соединения не показаны для упрощения чертежа. Шлюзы могут быть, а могут и не быть, соединены друг с другом, однако данные соединения не показаны для упрощения чертежа.

Аналогично, второй кластер 112 имеет БС 121, 122, 123 и 124, которые подключены через соединение R6-Flex к каждому из шлюзов 127, 128 и 129 GW. Как можно увидеть на приведенном чертеже, общий шлюз 127 GW используется для направления соединений R6-Flex на БС в обоих кластерах. В приведенном примере, прямые соединения 113 и 114 общего шлюза GW осуществляются только с одной БС в каждом кластере. Однако шлюз GW может быть соединен с более чем одной БС каждого кластера или со всеми БС.

При использовании данной архитектуры, МС может перемещаться между разными БС и поддерживать прямое соединение со шлюзом GW привязки. В данном примере, МС перемещается вправо по первому кластеру 110 и соединяется с самой правой БС 120 первого кластера. Шлюз GW привязки является самым правым шлюзом 127 GW, но он может быть любым шлюзом данного кластера.

При перемещении МС к БС 121 соседнего кластера 112, она может выполнить передачу обслуживания целевой БС. Поскольку БС напрямую подключена к шлюзу 127 GW привязки, может быть использовано соединение R6-Flex со шлюзом привязки. При дальнейшем перемещении во второй кластер, МС может перейти к шлюзу 128 GW второго кластера. При использовании прямого соединения 115 между обслуживающей БС 121 и целевым шлюзом GW, переключение может быть сделано без воздействия на МС. После перемещения к шлюзу GW второго кластера, передача обслуживания может быть осуществлена между любыми БС данного кластера, что не окажет воздействие на связь и не потребует использования соединения R4 между шлюзами GW.

На фиг.6 показана процедура вызова с использованием передачи обслуживания, описанного выше со ссылкой на фиг.5. Сначала, обслуживание передают БС на границе кластера, например, БС 120, показанной на фиг.5. Это обозначено блоком 132. Не смотря на то, что данная операция, обычно, требует множества этапов и передачи множества сигналов, они не показаны для упрощения чертежа. В данном примере, БС 120, обслуживающая МС 130, использует маршрут передачи данных через шлюз 126 GW в изначальном кластере, то есть первом кластере 110. При определении, что МС переходит во второй кластер 112, БС может запустить процесс, или использовать соответствующий протокол, для передачи обслуживания МС второму кластеру.

Сначала, БС отправляет запрос 134 выбора на общий шлюз 127 GW. Затем, общий шлюз GW отправляет отклик 136 на БС. После этого, происходит передача контекстных данных от начального шлюза GW на целевой шлюз GW. В это же, или другое время, элемент 94 сети (НА) может также перебазировать соединение R3 137 от изначального шлюза GW целевому шлюзу GW.

БС и общий шлюз GW могут, затем, выполнить регистрацию 138 для регистрации МС на общем шлюзе GW. Это может быть выполнено, например, посредством процесса DP Reg. После этого, БС может отменить регистрацию МС в изначальном шлюзе 126 GW, используя, например, DP De-Reg 140. В этом случае, МС теперь будет зарегистрирована в следующем кластере.

Когда МС далее перемещается по второму кластеру 112 и удаляется от первого кластера 110, она может быть передана 114 на обслуживание другим БС второго кластера. Если эти БС соединены с целевым шлюзом GW, то отсутствует необходимость в дальнейшей передачи данных между шлюзами GW. В любой момент, после передачи 142 контекста от шлюза GW второго кластера общему шлюзу GW, система может присвоить МС другой шлюз GW. Это может быть сделано для поддержки большего количества БС во втором кластере или балансировки нагрузки. Процесс передачи МС на другой шлюз может быть аналогичен показанному на фиг.6 в сообщениях 134, 136, 138, 140 и 142.

Для увеличения гибкости, два соседних кластера могут совместно использовать как БС, так и шлюзы GW. В этом случае, по меньшей мере, одна БС и шлюз GW являются общими для двух кластеров. Операции, осуществляемые при перемещении МС из одного кластера в другой, аналогичны описанным выше. В зависимости от обстоятельств, могут быть использованы операции, показанные как на одной, так и на обоих фиг.4 и 6.

На фиг.7 показан пример аппаратной конфигурации, которая может быть использована и для базовой станции, и для мобильной станции, для осуществления связи в соответствии с вышеприведенным описанием. Как показано на фиг.7, станцией 150 управляет процессор 152. В случае МС, это может быть небольшой процессор с низким энергопотреблением, а в случае БС это может быть мощный высокопроизводительный процессор.

Процессор имеет шину памяти, подключенную к памяти 156, например, магнитной, оптической, твердотельной или их комбинации. Память содержит программный код и пользовательские данные, которые могут быть получены или отправлены между станциями. Блок учетных данных 158 так же может быть соединен с данной шиной. В случае МС, он может включать в себя SIM (Subscriber Identity Module (Модуль Идентификации Абонента)) и хранить другие персональные данные. В случае БС он может включать в себя учетную базу данных авторизации или быть подключенным к такой базе данных.

Набор датчиков 154, например, датчик положения, датчик электроэнергии, камера и микрофон, датчик принимаемого сигнала и т.д., соединен с процессором для получения процессором дополнительных данных.

Шина интерфейса пользователя, например, USB (Universal Serial Bus (Универсальная Последовательная Шина)) или другой тип интерфейса подключения соединяют процессор с интерфейсом 160 пользователя, таким как клавиатура, сенсорный экран, мышь, шаровой манипулятор и т.д., дисплеем 162, и разъемами 164 для подключения других устройств. Конкретный интерфейс пользователя может быть адаптирован для соответствия конкретному применению. Пользователь может ввести или прикрепить текст или другое короткое сообщение с использованием интерфейса пользователя, а также использовать его для управления и обслуживания системы. В случае МС, пользователь может, используя интерфейс, сделать запись посредством микрофона или камеры и прикрепить ее к короткому сообщению, которое, в соответствии с командой, введенной клавиатурой или сенсорным экраном, будет отправлено конкретному пользователю или группе пользователей.

Процессор 152 так же соединен с шиной связи, позволяющей осуществлять связь с другими устройствами. Проводной интерфейс 166 позволяет БС связываться с другими БС, шлюзами, контроллерами базовых станций, центрами обслуживания и управления и т.д. В случае БС, проводной интерфейс позволяет как сетевое подключение, так и подключение портативных устройств, а также позволяет подключить устройство к персональному компьютеру для обновления или обслуживания. Шина связи так же обеспечивает связь с персональной сетью 168 (PAN), например, Bluetooth, локальной сетью 170 (LAN), например, Wi-Fi, и глобальной сетью 172 или городской сетью, например, 802.16 т. В зависимости от применения, может быть использовано большее или меньшее количество сетевых адаптеров. Некоторые сетевые функции могут быть объединены или быть отдельными функциями, и могут быть использованы различные протоколы и конфигурации.

Адаптер 172 глобальной сети (WAN) включает в себя логическую схему 174, которая генерирует, объединяет, кодирует, шифрует и ставит в очередь пакеты, которые должны быть отправлены в глобальную сеть. Логическая схема соединена с приемопередатчиком 176, который усиливает, модулирует и кодирует пакеты, полученные от логической схемы, для их передачи в глобальную сеть через антенну 178. Антенна может иметь один или более элементов, в зависимости от требований к производительности, себестоимости и внешнему виду. Данная цепь передачи так же может функционировать и для приема, но может быть использована и отдельная цепь приема. Цепь приема должна выполнять обратные функции по приему, демодуляции, усилению, обработке, декодированию и т.д. для получения данных, которые отправляются процессору по шине связи.

В случае приема пакета с управляющими сообщениями, сообщения отправляются процессору и используются для настройки параметров работы, процедур регистрации, вызова и т.д. В случае приема пакета с пользовательским сообщением, сообщение отправляется процессору и затем отображается пользователю на дисплее. В обоих случаях, сообщение может быть сохранено в памяти.

Конфигурация, показанная на фиг.7, может быть применена для портативного или настольного компьютера, оборудованного адаптером беспроводной связи. Адаптер 172 глобальной сети (WAN) может быть отдельным компонентом для шины USB, PCI (Межсоединение Периферийных Компонентов) или любой другой подходящей шины, или он может быть внутренним элементом системы.

Для конкретных вариантов реализации может быть необходимо использование большего или меньшего количества станций 150 связи, чем описано выше. Следовательно, конфигурация системы будет меняться в зависимости от множества факторов, таких как ограничения по стоимости, требования к производительности, технологических новшеств и/или других обстоятельств.

Варианты осуществления настоящего изобретения были описаны в контексте стандарта и протокола связи WiMAX, однако, настоящее изобретение этим не ограничено. Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть применены к другим типам протоколов связи и другим типам управляющих сообщений в соответствии с протоколом WiMAX или другими протоколами, включающими в себя 3GPP LTE, для обеспечения передачи обслуживания мобильной или абонентской станции между граничащими сетями.

Аналогично, при описании настоящего изобретения была использована терминология, относящаяся к архитектуре WiMAX и соответствующим протоколам. Однако приведенное описание может быть применимо к подобным или похожим устройствам и протоколам передачи сигналов, имеющим другие имена. Например, вместо термина мобильная станция, или в качестве его замены, используемого в данном описании, может быть использован термин усовершенствованная мобильная станция, абонентская станция, пользовательская станция, дистанционное устройство, абонентский модуль, мобильный модуль или подобное устройство. Термин базовая станция может быть применен к базовой станции приема-передачи, точке доступа, узлу беспроводной сети, станциям ретрансляции или другим устройствам. Термин шлюз может быть применен к контроллеру базовой станции, центру коммутации, беспроводному маршрутизатору или подобных устройств. Кроме того, не смотря на то, что в приведенном описании были использованы конкретные протоколы R4, R6 и R6-Flex обмена сигналами, оно может быть использовано для других протоколов сигнализации между базовыми станциями, шлюзами и аналогичными устройствами. Настоящее изобретение может быть адаптировано для работы с различными вариантами и модификациями данных протоколов, а также с другими протоколами, используемых в других системах.

Не смотря на то, что описанные этапы могут быть выполнены под управлением процессора, например, процессора 152, в альтернативных вариантах осуществления этапы могут быть реализованы, полностью или частично, жестко запрограммированной логической схемой, например, программируемой вентильной матрицей (FPGA), транзисторно-транзисторной логической схемой (TTL) или интегральной схемой для решения конкретной задачи (ASIC). Кроме того, способ в соответствии с настоящим изобретением может выполняться любым сочетанием компонентов компьютера общего пользования или специальных аппаратных компонентов. Таким образом, все описанное здесь не должно быть рассмотрено, как ограничение настоящего изобретения некоторыми конкретными вариантами осуществления, в которых вышеизложенные этапы выполняются определенной комбинацией аппаратных компонентов.

Настоящее изобретение может быть реализовано в виде компьютерной программы, и может включать в себя носитель, содержащий компьютерные команды, которые, будучи использованным как программа для компьютера (или другого устройства), позволяют выполнять процессы в соответствии с настоящим изобретением. Носитель, содержащий машинно-ориентированные команды, может быть, но изобретение этим не ограничено, гибким диском, оптическим диском, компакт-диском (CD-ROM), магнитооптическими диском, ПЗУ, ОЗУ, СППЗУ, ЭСППЗУ, магнитной или оптической картой, флэш-памятью или другим типом носителя, который способен хранить электронные команды.

В настоящем описании, в целях пояснения и для более точного понимания настоящего изобретения, были изложены некоторые специфические подробности. Однако настоящее изобретение может быть использовано без данных специфических подробностей. В других случаях, хорошо известные устройства и системы были показаны на блок-схемах. Специалистами в данной области техники могут быть предложены некоторые элементы, соответствующие любому конкретному варианту реализации.

Не смотря на то, что раскрытие данного изобретения было сделано с использованием проиллюстрированных примеров, необходимо понимать, что изобретение не ограничено только описанными вариантами реализации. Соответственно, приведенные конкретные примеры и чертежи должны трактоваться как поясняющие, а не ограничивающие настоящее изобретение. Согласно объему настоящего изобретения, могут быть использованы различные адаптации, модификации и изменения, соответствующие приложенной формуле изобретения.

Изобретение относится к мобильной связи. Технический результат заключается в уменьшении задержки и упрощении операции сквозной передачи обслуживания. Технический результат достигается за счет уменьшения соединений между шлюзами путем перекрытия кластеров, обеспечиваемого использованием базовых станций, соединенных со шлюзами обоих кластеров. Способ включает в себя регистрацию мобильной станции первой базовой станицей и первым шлюзом и дальнейшую передачу обслуживания второй базовой станции, соединенной с первым шлюзом, выбор второго шлюза, соединенного с мобильной станцией, и регистрацию мобильной станции вторым шлюзом, отмену регистрации мобильной станции на первом шлюзе и передачу обслуживания мобильной станции третьей базовой станции, соединенной со вторым шлюзом, но не соединенной с первым шлюзом. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Способ передачи обслуживания в широкополосной беспроводной сети связи, содержащий:
регистрацию мобильной станции на первой базовой станции и первом шлюзе;
передачу обслуживания мобильной станции второй базовой станции, соединенной с первым шлюзом;
выбор второго шлюза, соединенного со второй базовой станцией;
регистрацию мобильной станции на втором шлюзе;
отмену регистрации мобильной станции на первом шлюзе и
передачу обслуживания мобильной станции третьей базовой станции, соединенной со вторым шлюзом, но не соединенной с первым шлюзом.

2. Способ по п.1, в котором выбор второго шлюза содержит отправку сообщения запроса выбора на второй шлюз и прием от шлюза отклика на данный выбор.

3. Способ по п.2, в котором отправка запроса выбора содержит отправку запроса выбора от базовой станции на второй шлюз через прямое соединение между базовой станцией и вторым шлюзом.

4. Способ по п.1, в котором выбор второго шлюза содержит выбор второго шлюза, расположенного в кластере сети доступа, отличающегося от кластера сети доступа, в котором расположен первый шлюз.

5. Способ по п.1, в котором выбор второго шлюза содержит выбор второго шлюза, расположенного в другом кластере сети доступа, отличающегося от кластера сети доступа первого кластера, но также имеющего доступ к сети доступа, в котором расположен первый шлюз.

6. Способ по п.1, дополнительно содержащий передачу контекста от первого шлюза второму шлюзу.

7. Способ по п.1, дополнительно содержащий передачу соединения между первым шлюзом и элементом сети второму шлюзу.

8. Способ по п.7, в котором элемент сети является элементом сети в сети обеспечения услуг, которая является общей для перового шлюза и второго шлюза.

9. Способ по п.1, дополнительно содержащий отмену регистрации мобильной станции в первом кластере и регистрацию мобильной станции во втором кластере.

10. Способ по п.1, дополнительно содержащий регистрацию маршрута передачи данных от второй базовой станции на второй шлюз и отмену регистрации маршрута передачи данных от второй базовой станции на первый шлюз.

11. Широкополосная беспроводная сеть связи, содержащая: кластер с множеством шлюзов;
множество базовых станций, соединенных со шлюзами; и,
по меньшей мере, одна из базовых станций соединена со шлюзом другого кластера.

12. Широкополосная беспроводная сеть связи по п.11, в которой, по меньшей мере, один из множества шлюзов также расположен в другом кластере.

13. Широкополосная беспроводная сеть связи по п.11, дополнительно содержащая прямой маршрут соединения между, по меньшей мере, одной базовой станцией и каждым из множества шлюзов, а также прямой маршрут передачи данных между, по меньшей мере, одной базовой станцией и шлюзом, расположенным в другом кластере.

14. Широкополосная беспроводная сеть связи по п.13, дополнительно включающая в себя прямое соединение для передачи данных между каждой из множества базовых станций и каждым из множества шлюзов.

15. Широкополосная беспроводная сеть связи по п.14, в которой прямое соединение для передачи данных является соединением.

16. Широкополосная беспроводная сеть связи, содержащая:
кластер с множеством шлюзов;
множество базовых станций, соединенных со шлюзами; и,
по меньшей мере, один из шлюзов соединен с базовой станцией другого кластера.

17. Широкополосная беспроводная сеть связи по п.16, в которой, по меньшей мере, одна из множества базовых станций относится к другому кластеру.

18. Широкополосная беспроводная сеть связи по п.16, дополнительно содержащая соединение для прямого маршрута передачи данных между шлюзами и каждой из множества базовых станций и прямой маршрут передачи данных между, по меньшей мере, одним шлюзом и одной базовой станцией другого кластера.

19. Широкополосная беспроводная сеть связи по п.16, в которой шлюзы соединены с элементом сети для передачи данных во внешнюю сеть.

20. Широкополосная беспроводная сеть связи по п.16, в которой множество шлюзов и, по меньшей мере, один из шлюзов соединены друг с другом для передачи данных.