СПОСОБ СБЕРЕЖЕНИЯ РЕСУРСОВ ВО ВРЕМЯ ПЕРЕДАЧИ ОБСЛУЖИВАНИЯ БЕСПРОВОДНОЙ СВЯЗИ МНОГОРЕЖИМНОГО МОБИЛЬНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2015 года по МПК H04L12/70 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к передаче обслуживания между технологиями для многорежимных мобильных устройств и, в частности, к процедурам входа в сеть и установления сеанса связи, инициируемым многорежимными мобильными устройствами до завершения передачи обслуживания от обслуживающей сети к целевой сети, которая использует отличающуюся технологию беспроводной связи, основываясь на требованиях к качеству обслуживания для услуг, поддерживаемых многорежимным мобильным устройством.

Предшествующий уровень техники

Беспроводные сети двойной технологии становятся все более распространенными, в то время как операторы начинают развертывать беспроводные широкополосные сети 4G (четвертого поколения), такие как LTE (долгосрочное развитие) и WiMAX (общемировая совместимость широкополосного беспроводного доступа), в сочетании с их существующими сетями 2G (второго поколения) и 3G (третьего поколения), которые включают в себя GSM (глобальную систему связи с подвижными объектами), cdma2000, HRPD (передачу пакетированных данных с высокой скоростью), UMTS (универсальную систему мобильной связи) и т.д. Эти сети двойной технологии могут быть развернуты в форме сетей 4G наряду с сетями 2G/3G, чтобы расширять зону покрытия сетей операторов беспроводной связи, например, при наложении сетей 4G на существующие 2G/3G сети, чтобы добавлять пропускную способность в конкретных областях, или в качестве комбинации и тех, и других. Некоторые примеры сетей двойной технологии включают в себя сети LTE-HRPD, сети WiMAX-HRPD, сети WiMAX-GERAN/UTRAN (Глобальной системы для сети радиосвязи с подвижными объектами/Универсальной наземной сети радиодоступа), 3GPP2 (Проекта партнерства 3-го поколения 2), сети WiMAX-Wi-Fi (WiMAX-беспроводного доступа) и другие. Они также могут включать в себя сети 4G двойной технологии, такие как объединенные сети доступа WiMAX-LTE.

Чтобы воспользоваться преимуществом расширенной зоны покрытия сетей и повышенной пропускной способностью сетей, которые предлагаются сетями с двойной технологией, требуются мобильные устройства (MS) с режимом двойной технологии/режимом множества технологий, которые способны поддерживать множество технологий радиоинтерфейса. В то время как развертываются беспроводные сети двойной технологии, операторы беспроводных сетей ищут способы обеспечивать непрерывность сеансов связи для клиентов по своим сетям с двойной технологией, как это доступно в настоящее время для сетей с единственной технологией, использующих передачу обслуживания. Это требует поддержки передачи обслуживания между технологиями в многорежимных MS и гетерогенных сетях объединенного доступа. Передача обслуживания между технологиями может стать необходимой из-за ухудшения условий радиосвязи в обслуживающей технологической сети, балансировки нагрузки между гетерогенными сетями, временным перерывом в обслуживании в обслуживающей сети, стратегии операторов в отношении устройств MS двойного режима, преимущественного права пользователей для обслуживания в сети с одной технологией по сравнению с другими, например, из-за большей ширины полосы пропускания, более низкой стоимости или по другим причинам.

Пакетный сеанс связи, поддерживаемый обслуживающей сетью, может состоять из одного или более 'потоков услуг' или 'экземпляров услуг', поддерживающих одну или более услуг пакетного типа. Они могут включать в себя, например, приложения, чувствительные к качеству обслуживания (QoS), такие как потоковое видео, игры, передача голоса по IP-протоколу (протоколу межсетевого взаимодействия) (VoIP) и другие услуги в режиме реального времени, в которых задержки доставки данных являются недопустимыми, и приложения, такие как электронная почта, просмотр Web-страниц или мгновенный обмен сообщениями, с низкими требованиями к QoS, в которых задержки доставки данных могут быть допустимыми с небольшим влиянием на восприятие пользователем. Непрерывность сеанса связи относится к возможности поддерживать существующий сеанс связи с коммутацией пакетированных данных во время передачи обслуживания от обслуживающей базовой станции, точки доступа или сетевого узла к целевой базовой станции, точке доступа или сетевому узлу, который использует отличающуюся технологию беспроводного доступа. Чтобы поддерживать непрерывность сеанса связи существующих сеансов связи с коммутацией пакетированных данных во время передвижений пользователя, пакетный сеанс связи пользователя должен обеспечиваться передачей обслуживания от текущего обслуживающего узла к целевому узлу. В случае передач обслуживания между технологиями обслуживающий и целевой узлы, включенные в передачу обслуживания, поддерживают две различные технологии радиоинтерфейса или два типа радиодоступа (RAT) и сетевых стандартов или технологий. Следовательно, до передачи обслуживания сначала должен быть установлен новый сеанс связи и установлен пакетный сеанс связи в целевой сети.

Установление соединения, начальный вход в сеть или регистрация сеанса связи в беспроводной сети включает в себя процедуры аутентификации, авторизации и регистрации пакетного сеанса связи между мобильным устройством и сетью. Передача обслуживания в сетях с однородной технологией использует стандартизированные протоколы обмена сигналами передачи обслуживания, чтобы оптимизировать перемещение пакетного сеанса связи мобильного устройства от исходного или обслуживающего узла к целевому узлу. Поскольку протоколы обмена сигналами передачи обслуживания между технологиями не определены, передачи обслуживания между технологиями, то есть передача обслуживания сеанса связи с коммутацией пакетированных данных от обслуживающей технологической сети к гетерогенной целевой технологической сети, требует, чтобы сначала были завершены процедуры начального входа в сеть в целевой сети до того, как пакетный сеанс связи, активизированный между мобильным устройством и обслуживающим узлом, сможет быть передан ко второму узлу с гетерогенной технологией.

Завершение процедур начального входа в сеть в целевом технологическом узле во время передачи обслуживания между технологиями является трудоемким и приводит к недопустимым задержкам доставки данных и потенциальной потере пакетов во время передачи обслуживания между технологиями. В зависимости от технологии радиоинтерфейса, поддерживаемой мобильным устройством и целевой технологической сетью, завершение процедур начального входа в сеть может занимать несколько секунд для достижения поставленной цели. Эти задержки недопустимы при передаче обслуживания сеанса связи с коммутацией пакетированных данных, содержащего чувствительные к QoS услуги в режиме реального времени.

Чтобы свести к минимуму задержки доставки данных во время передачи обслуживания между технологиями, мобильное устройство с режимом множества технологий в зоне покрытия с двойной или с множеством технологий может инициировать процедуры входа в сеть в целевой технологической сети до того, как передача обслуживания между технологиями фактически потребуется, продолжая принимать услугу с коммутацией пакетированных данных от обслуживающей технологической сети. Многорежимное MS продолжает принимать услугу с коммутацией пакетированных данных через обслуживающую сеть, в то же время устанавливая связь с целевой технологической сетью через служебные сигналы радиоинтерфейса, присущие целевой технологической сети, чтобы осуществить процедуры начального входа в сеть и установить новый пакетный сеанс связи. Следовательно, устанавливается пакетный сеанс связи, и сетевые ресурсы для поддерживания пакетного сеанса связи выделяются и 'резервируются' в целевой технологической сети для многорежимного мобильного устройства до тех пор, пока не потребуется передача обслуживания. Когда передача обслуживания между технологиями становится необходимой или запрашивается вместо того, чтобы иметь необходимость осуществить процедуры начального входа в сеть и устанавливать пакетный сеанс связи в целевой технологической сети во время передачи обслуживания между технологиями, обслуживание пользователя просто перемещается от обслуживающего технологического узла к предварительно сконфигурированному пакетному сеансу связи в узле целевой технологической сети, приводя к непрерывности непрерываемого сеанса связи во время передачи обслуживания между технологиями и минимальной потере данных по сравнению с тем, что было бы возможно в противном случае.

Двухрежимное или многорежимное мобильное устройство включает в себя схемы сдвоенных приемников, позволяющие ему принимать сигналы одновременно от двух узлов с гетерогенной технологией. Эти мобильные устройства включают в себя схемы сдвоенных передатчиков, позволяющие им выполнять передачу для двух целевых узлов или двух базовых станций, выполненных с возможностью одновременно поддерживать два разных радиоинтерфейса. Они также включают в себя мобильные устройства со схемами с единственным передатчиком в случае, в котором мобильное устройство устанавливает связь с целевым технологическим узлом посредством 'совмещения передачи прямых и обратных пакетов' или 'инкапсулирования' служебных сигналов радиоинтерфейса, предназначенных для целевой сети, в служебных сигналах, предназначенных для его обслуживающего в данный момент сетевого узла. Тогда обслуживающая сеть пересылает служебные сигналы радиоинтерфейса мобильного телефона в целевую технологическую сеть через сетевой интерфейс между технологиями, выполненный между обслуживающей и целевой сетями.

Учитывая количество многорежимных устройств, которые могут присутствовать в данный момент в зоне покрытия целевой технологической сети, в частности в сети 'оверлейного' (перекрываемого) типа, ресурсы, используемые в целевой технологической сети для завершения процедур начального входа в сеть и предварительного установления пакетного сеанса связи для потенциальных передач обслуживания между технологиями от многорежимных мобильных устройств в гетерогенной обслуживающей технологической сети, могут быть существенными. Это приводит к ухудшению и деградации рабочих характеристик сети в целевой технологической сети, поскольку ресурсы, которые могут быть выделены потенциально дающим доход мобильным устройствам, либо активизированным в целевой технологической сети, либо фактически выполняющим передачу обслуживания к этой сети, вместо этого выделяются многорежимным мобильным устройствам, принимающим услуги от другой обслуживающей технологической сети, которые могут выполнять передачу обслуживания к целевой технологической сети в некоторый момент времени в будущем или, возможно, вообще никогда ее не выполнять.

Как только процедуры начального входа в сеть завершены и сеанс связи в целевой технологической сети предварительно установлен или зарезервирован для передачи обслуживания между технологиями, которая может произойти в будущем, нет никакой гарантии того, когда многорежимное мобильное устройство фактически осуществит наступающую передачу обслуживания к целевой технологической сети, пока передача обслуживания не будет инициирована сетью, следовательно, ресурсы, связанные с поддерживанием пакетного сеанса связи, могут быть выделены неопределенно. Таким образом, существует потребность иметь возможность поддерживать непрерываемый сеанс связи непрерывно во время передач обслуживания между технологиями, в то же время сводя к минимуму потребность в ресурсах в целевой технологической сети.

Краткое описание чертежей

Прилагаемые чертежи, на которых подобные позиционные обозначения относятся к идентичным или функционально подобным элементам на протяжении всех отдельных видов и которые вместе с представленным ниже подробным описанием включены и образуют часть описания изобретения, служат для того, чтобы дополнительно иллюстрировать различные варианты осуществления и объяснять различные принципы и преимущества их всех в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 1 - примерная система беспроводной связи, имеющая зону покрытия с двойной технологией беспроводной связи, в которой действуют варианты осуществления изобретения.

Фиг. 1а - пример сети доступа с двойной технологией, имеющей перекрытие сетей, использующих отличающиеся технологии, в которой действуют варианты осуществления изобретения.

Фиг. 2 - блок-схема последовательности операций способа работы многорежимного мобильного устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций способа работы базовой станции в соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения.

Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что элементы на чертежах иллюстрируются для простоты и ясности и необязательно начерчены в масштабе. Например, размерности некоторых из элементов на чертежах могут быть преувеличены относительно других элементов, чтобы помочь улучшить понимание вариантов осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание

До того как подробно описать варианты осуществления, которые находятся в соответствии с настоящим изобретением, следует отметить, что эти варианты осуществления прежде всего присущи комбинациям этапов способов и компонентов устройств, связанных со способом сбережения ресурсов беспроводной связи во время передачи обслуживания многорежимного мобильного устройства. Соответственно, компоненты устройств и этапы способов были представлены там, где это необходимо, посредством условных графических обозначений на чертежах, показывающих только те определенные детали, которые имеют отношение к пониманию вариантов осуществления настоящего изобретения, чтобы не затенять раскрытие деталями, которые будут очевидны специалистам в данной области техники, имеющим возможность извлекать пользу из представленного здесь описания.

В этом документе реляционные термины, такие как "первый" и "второй", "верхний" и "нижний" и т.п., могут использоваться исключительно для того, чтобы отличать один объект или действие от другого объекта или действия, не требуя или не подразумевая при этом непременно какого-либо фактического отношения или порядка между такими объектами или действиями. Термины "содержит", "содержащий" или любые другие их вариации предназначены для того, чтобы охватывать неисключительное включение, так что процесс, способ, изделие или устройство, которое содержит перечень элементов, не включает в себя только эти элементы, а может включать в себя другие элементы, не перечисленные явно или свойственные такому процессу, способу, изделию или устройству. Элемент, продолжаемый выражением "содержит…", без каких-нибудь ограничивающих условий, не препятствует существованию дополнительных идентичных элементов в процессе, способе, изделии или устройстве, которое содержит этот элемент.

Следует оценить, что описанные в данном описании варианты осуществления изобретения могут состоять из одного или более общепринятых процессов и уникальных сохраненных запрограммированных команд, которые управляют одним или более процессорами, чтобы реализовывать, в связи с определенными непроцессорными схемами, некоторые, большинство или все функции способа сбережения ресурсов беспроводной связи во время передачи обслуживания многорежимного мобильного устройства, описанного в данном описании. Непроцессорные схемы могут включать в себя, но не ограничиваясь этим, радиоприемник, радиопередатчик, возбудители сигналов, схемы синхронизации, схемы источников электропитания и устройства ввода данных пользователем. Также эти функции могут быть интерпретированы как этапы способа для выполнения способа сбережения ресурсов беспроводной связи во время передачи обслуживания многорежимного мобильного устройства. В качестве альтернативы, некоторые или все функции могут быть реализованы посредством конечного автомата, который не имеет сохраненных запрограммированных команд, или в одной или более интегральных схемах прикладной ориентации (ASIC), в которых каждая функция или некоторые комбинации, определенных из функций, реализованы в виде заказных логических схем. Конечно, можно использовать комбинацию из таких двух подходов. Таким образом, в данном описании описаны способы и средства для этих функций. Кроме того, ожидается, что специалист в данной области техники, возможно, несмотря на существенное усилие и большой выбор проектных решений, руководствуясь, например, доступным временем, современной технологией и экономическими соображениями, направляемый концепциями и принципами, раскрытыми в данном описании, будет способен производить такие команды программного обеспечения и программы и интегральные схемы 1С с минимальным экспериментированием.

В соответствии с описанными принципами настоящее изобретение направлено на способ, который включает в себя инициирование входа в сеть и установление услуг пакетного сеанса связи в первом сеансе связи посредством многорежимного мобильного устройства. Первый сеанс связи поддерживается исходной, обслуживающей, или первой, беспроводной сетью в области покрытия беспроводной связи с двойной технологией или с множеством технологий и обеспечивает услугу с коммутацией пакетированных данных для многорежимного мобильного устройства. Многорежимное мобильное устройство обнаруживает целевую, или вторую, беспроводную сеть в области покрытия беспроводной связи с множеством технологий, в которой мобильное устройство может работать и в обслуживающей, и в целевой сетях. Способ продолжается многорежимным мобильным устройством, определяющим требования к QoS для своих в настоящий момент активных услуг, и которые в настоящий момент обеспечиваются обслуживающей технологической сетью. Когда услуга или услуги с коммутацией пакетов поддерживаются обслуживающей сетью и многорежимное мобильное устройство включает в себя одну или более чувствительных к QoS услуг в режиме реального времени, способ продолжается многорежимным мобильным устройством, инициирующим процедуры входа в сеть и установления сеанса связи для второго сеанса связи в целевой беспроводной сети. После завершения процедур начального входа в сеть и установления пакетного сеанса связи в целевой технологической сети способ продолжается с многорежимным мобильным устройством, продолжающим принимать услугу от обслуживающей технологической сети, в то время как второй сеанс связи в целевой сети остается бездействующим или неактивным, так что он не обеспечивает услуги с коммутацией пакетов для многорежимного мобильного устройства, чувствительные к QoS услуги с коммутацией пакетов в режиме реального времени поддерживаются через первый пакетный сеанс связи. Многорежимное мобильное устройство может выполнить передачу обслуживания к целевой технологической сети без необходимости запрашивать завершение процедур начального входа в сеть или установления пакетного сеанса связи в целевой технологической сети, когда требуется передача обслуживания между технологиями. Описанный способ применим к многорежимным мобильным устройствам со схемами передатчиков двойного режима или со схемами передатчиков единственного режима, чтобы работать в первой и второй сетях. В варианте осуществления многорежимное мобильное устройство станет сразу выполнять передачу обслуживания к целевой сети после того, как инициирование сеанса связи будет завершено, если после этого определяется, что требования к качеству обслуживания для одной или более услуг, используемых мобильным устройством, не являются услугами, чувствительными к QoS, или услугами в режиме реального времени.

В другом варианте осуществления раскрыт способ, в котором сетевой объект, такой как базовая станция или функция пересылки служебных сигналов, обнаруживает служебные сигналы начального входа в сеть от многорежимного мобильного устройства, имеющего первый пакетный сеанс связи в исходной, обслуживающей, или первой, беспроводной сети, при этом служебные сигналы начального входа в сеть предназначены для установления второго пакетного сеанса связи в целевой, или второй, беспроводной сети. Обслуживающая и целевая сети могут обеспечивать зону покрытия радиосвязи в общей зоне покрытия беспроводной связи с множеством технологий. Способ также включает в себя определение, предназначены ли служебные сигналы начального входа в сеть от многорежимного мобильного устройства для цели резервирования пакетного сеанса связи в целевой сети для передачи обслуживания между технологиями, в то время как первый сеанс связи многорежимного мобильного устройства продолжается в обслуживающей сети. Кроме того, способ включает в себя определение требований к QoS для услуг с коммутацией пакетов, поддерживаемых многорежимным мобильным устройством и обеспечиваемых обслуживающей технологической сетью. Целевая технологическая сеть обеспечивает возможность завершения входа в сеть и установления пакетного сеанса связи для более поздней передачи обслуживания между технологиями, только если одна или более из услуг с коммутацией пакетов, используемых многорежимным мобильным устройством и обеспечиваемых обслуживающим технологическим узлом, включают в себя чувствительные к QoS услуги в режиме реального времени. Кроме того, способ включает в себя отклонение запроса многорежимного мобильного устройства на начальный вход в сеть, и/или установление пакетного сеанса связи в ответ на служебные сигналы начального входа в сеть, и/или установление пакетного сеанса связи для второго сеанса связи, когда нет чувствительных к QoS услуг, используемых мобильным устройством и поддерживаемых обслуживающей технологической сетью для многорежимного мобильного устройства. В зависимости от технологии радиоинтерфейса, используемой в целевом технологическом узле, определение требований к QoS для услуг многорежимного мобильного устройства может быть определено во время процедур начального входа в сеть или установления пакетного сеанса связи.

Обратимся теперь к фиг.1, на которой показана блок-схема зоны покрытия беспроводной связи множества технологий для беспроводной системы 100, в которой действуют описанные принципы. Зона покрытия беспроводной связи с множеством технологий может включать в себя первую сеть 102, использующую первую беспроводную технологию, такую как сеть 2G/3G, и вторую сеть 104, использующую вторую беспроводную технологию, такую как сеть 4G, подобную WiMAX. Многорежимное мобильное устройство 106, работающее в пределах этой системы, сконструировано так, что оно может устанавливать связь с использованием либо первой, либо второй из сетей 102, 104. Как может быть понятно, либо сеть 2G/3G, либо сеть 4G может работать в качестве обслуживающей сети, в которой вначале действует мобильное устройство 106, и сети 4G и 2G/3G соответственно могут функционировать для мобильного устройства в качестве целевой сети.

Первая, или 2G/3G, сеть 102 включает в себя некоторое количество базовых станций 108, которые передают и принимают сообщения для многорежимных мобильных устройств 106 и от них. Как известно, базовые станции 108 устанавливают связь с контроллером сети радиосвязи и функцией 110 управления пакетами, которая в варианте осуществления соединяется с базовой сетью 112 через узел коммутации пакетированных данных/внешнего агента (PDSN/FA). В дополнение к PDSN/FA, базовая сеть 112 включает в себя локальный узел 116 аутентификации/авторизации/учета (AAA), внешнего агента 118 и другие необходимые компоненты для работы сети 102/112. Кроме того, система 100 может охватывать домашнюю сеть поставщика услуг, включающую в себя домашний узел 120 AAA, домашнего агента 122 и сервер 124 оплаты абонентских услуг, которые действуют известными способами.

Вторая, или 4G, сеть 104 может включать в себя базовые станции 126, которые могут быть базовыми станциями WiMAX или другими узлами, такими как узлы eNode В, точки доступа (АР) и т.п. Базовые станции 126 подключены к базовой сети 112 через внешнего агента/агента маршрутизации (FA/RA) 118.

Базовые станции 108, 126 включают в себя необходимые компоненты, чтобы работать в сетях 2G/3G или 4G соответственно, и включают в себя антенны 128, процессоры 130, запоминающие устройства 132 и приемопередатчики 134 в известных конфигурациях.

Многорежимное мобильное устройство 106, которое может быть сотовым телефоном, смартфоном, портативным персональным компьютером или другим подобным портативным устройством, также включает в себя необходимые компоненты, чтобы работать в сетях 102, 104 2G/3G или 4G. Мобильное устройство включает в себя антенну 136, процессор 138, запоминающее устройство 140 и приемопередатчик 142. Чтобы работать и в первой, и во второй сети, мобильное устройство может включать в себя схемы, поддерживающие либо приемопередатчик сдвоенного приема/сдвоенной передачи, либо приемопередатчик со сдвоенным приемником/единственным передатчиком. Кроме того, многорежимное мобильное устройство может включать в себя необходимые карту 144 2G/3G и карту 146 4G, такую как карта WiMAX.

Фиг. 1а является иллюстрацией конфигурации первой сети 102, второй сети 104 и базовой сети 112, в которой работает многорежимная мобильная станция 106. Как можно увидеть, компоновка зоны покрытия для первой сети 102 и зоны покрытия для второй сети такая, что обеспечивается область 150 перекрытия. В области 150 перекрытия мобильная станция 106 может работать с использованием либо первой сети 102, либо второй сети. Кроме того, на фиг.1а показано, что имеются интерфейсы, обеспеченные между различными сетями. Соответственно, интерфейс 152 обеспечен таким образом, что беспроводная технология в первой сети может устанавливать связь с беспроводной технологией во второй сети. Интерфейс 154 обеспечен таким образом, что первая сеть может устанавливать связь с базовой сетью 112, а интерфейс 156 обеспечен таким образом, что вторая сеть может устанавливать связь с базовой сетью 112.

В то время как многорежимные мобильные устройства 106 могут использоваться для того, чтобы одновременно принимать услуги от двух технологических гетерогенных сетей 102, 104, например видеоуслуги от сети 4G и услуги VoIP (передачи голоса по IP-протоколу) от сети 3G, в области 150 перекрытия, их основное преимущество заключается в возможности выполнять непрерываемые передачи обслуживания между беспроводными сетями с двойной технологией без необходимости выполнять изменения в ранее развернутых беспроводных сетях для поддержки передачи обслуживания между технологиями. Приемопередатчик 142 со сдвоенным приемом/сдвоенной передачей после выявления необходимости выполнить передачу обслуживания к целевой сети инициирует вход в сеть и установление пакетного сеанса связи в целевой технологической сети, одновременно принимая и передавая радиосигналы и принимая услугу от своей обслуживающей технологической сети. Как только вход в сеть и установление пакетного сеанса связи в целевой технологической сети завершены, мобильное устройство 106 выполняет передачу обслуживания от обслуживающей технологической беспроводной сети к целевой технологической беспроводной сети, когда это требуется.

Многорежимный приемопередатчик 142 со сдвоенным приемом/единственной передачей также способен обеспечивать поддержку передачи обслуживания между технологиями. Многорежимное устройство с единственным передатчиком одновременно может передавать только на единственной технологии радиоинтерфейса, и не может обеспечивать 'режим разделения времени' между этими двумя сетями 102, 104 для передачи. Чтобы установить сеанс связи с коммутацией пакетированных данных и сеанс связи в целевой технологической сети, мобильное устройство 106 передает служебные сигналы для целевой сети, инкапсулируя их или 'совмещая передачу прямых и обратных пакетов' в служебных сигналах собственного радиоинтерфейса в обслуживающей сети. Это известно как туннелирование и требует линии связи для передачи служебных сигналов между этими двумя сетями, чтобы выполнять передачу служебных сигналов от многорежимного устройства с единственным передатчиком через целевую технологическую сеть. Для туннелирования общее ядро IP используется таким образом, что функция правил стратегии и загрузки, указатель домашнего агента/локальной мобильности и AAA поддерживают и сеть 2G/3G, и сеть 4G. Многорежимное мобильное устройство 106 также способно поддерживаться в обеих сетях. Функция пересылки служебных сигналов (SFF) является логическим объектом, который обеспечивает поддержку туннелирования для мобильного устройства между двумя гетерогенными сетями доступа. SFF обеспечивает возможность многорежимному мобильному устройству работать в первой технологической сети, а также устанавливать связь со вторыми технологическими сетями через радиоинтерфейс, поддерживаемый второй сетью, чтобы устанавливать связь с базовыми станциями и узлами доступа, используя служебные сигналы собственного радиоинтерфейса, отправляемые в виде инкапсулированной полезной нагрузки в пакетах IP через интерфейс между RAN (региональными сетями), таким образом обеспечивая функцию взаимодействия для сети 2G/3G или 4G. SFF может быть расположена в сети доступа или может быть автономным объектом.

Преимущество поддержки передачи обслуживания между технологиями, устройствами с единственным передатчиком, состоит в том, что они стоят меньше, чем устройства со сдвоенным приемопередатчиком, в то время как они еще имеют возможность поддерживать передачи обслуживания между технологиями. Они также не страдают от емкости аккумуляторных батарей и выходов пикового тока, поскольку они передают одновременно только на единственной технологии.

Описанные многорежимные мобильные устройства 106 могут обеспечивать непрерывность непрерываемого сеанса связи между обслуживающей и целевой сетями, такими как сети 102, 104 2G/3G и 4G. Непрерывность непрерываемого сеанса связи облегчает передачи обслуживания с низкими задержками доставки данных и минимальной потерей пакетов и необходима для чувствительных к QoS приложений в режиме реального времени. Чтобы гарантировать непрерывность непрерываемого сеанса связи во время передачи обслуживания между технологиями, для мобильного устройства 106 в целевой технологической сети могут быть предварительно установлены новые соединение и пакетный сеанс связи, в то же время продолжая обеспечивать услуги с коммутацией пакетов, связанные с существующим сеансом связи с коммутацией пакетированных данных, в обслуживающей технологической сети. Когда передача обслуживания между технологиями становится необходимой, пакетный сеанс связи, связанный с многорежимным мобильным устройством в обслуживающей сети, перемещается или 'выполняется передача обслуживания' к предварительно зарегистрированному пакетному сеансу связи в целевой технологической сети, таким образом сводя к минимуму задержки доставки данных, которые могут происходить, если во время передачи обслуживания должны быть установлены новые соединение и сеанс связи. Поэтому завершение установления соединения и пакетного сеанса связи до выполнения передачи обслуживания помогает уменьшать задержки доставки данных и сводить к минимуму потерю пакетов во время передачи обслуживания.

Предварительная регистрация посредством установления соединения (начального входа в сеть) и пакетного сеанса связи в беспроводной сети требует, чтобы были завершены процедуры аутентификации, авторизации и регистрации. Это требует обработки ресурсов, подлежащих выделению для соединения или сеанса связи. Как только соединение или сеанс связи установлены, для соединения должны быть выделены ресурсы, например контекст аутентификации, контекст соединения, контекст пакетов и т.д., чтобы поддерживать соединение. Это требуется для всех многорежимных устройств в области двойной технологии или в граничной зоне покрытия, потому что в противном случае задержка передачи обслуживания может быть недопустимой для услуги в режиме реального времени, такой как VoIP или потоковое видео в режиме реального времени.

Предварительная регистрация с использованием начального входа в сеть и установления пакетного сеанса связи является выгодной в отношении сведения к минимуму задержек доставки данных во время передачи обслуживания между технологиями для чувствительных к QoS услуг, таких как VoIP и потоковое видео. Однако предварительная регистрация не настолько необходима для услуг с низкими требованиями к QoS, таким как электронная почта, мгновенный обмен сообщениями, загрузки файлов, текстограммы и т.д., потому что эти услуги легко могут претерпевать задержки без серьезного ухудшения в обслуживании или впечатлении пользователя. Таким образом, важнее обеспечивать установление соединения и предварительную регистрацию с целевой сетью, если имеются услуги, чувствительные к QoS, или услуги в режиме реального времени, такие как VoIP, видеофильмы или игры, поддерживаемые пакетным сеансом связи пользователя в обслуживающей сети. Если сеанс связи пользователя поддерживает услуги, не чувствительные к работе в режиме реального времени, с низкими требованиями к QoS, раннее установление соединения и предварительная регистрация сеанса связи в целевой технологической сети необязательно должны выполняться и могут быть отсрочены до тех пор, пока передача обслуживания между технологиями не станет необходимой по какой-либо причине, такой как ухудшение условий радиосвязи в обслуживающей технологической сети или команда сети выполнить передачу обслуживания между технологиями. Поскольку в зоне покрытия с двойной технологией в любой момент времени может присутствовать большое количество двухрежимных устройств, отсрочка входа в сеть и предварительной регистрации сеанса связи в потенциальных целевых технологических сетях до тех пор, пока не потребуется передачи обслуживания для таких устройств без активизированных услуг в режиме реального времени, может уменьшить нагрузку обработки и требуемые ресурсы в целевой технологической сети. Это может освободить ресурсы и сделать их доступными для того, чтобы поддерживать соединения, дающие доход.

Фиг. 2 представляет блок-схему последовательности операций, показывающую работу многорежимного мобильного устройства 106, которое действует так, чтобы осуществить операции начального входа в сеть и установления пакетного сеанса связи с целевой сетью в сети с двойной технологией. Многорежимное мобильное устройство 106 имеет текущее соединение или пакетный сеанс связи в обслуживающей сети. Должно быть понятно, что обслуживающая сеть может быть либо сетью с коммутацией пакетов 2G/3G, либо сетью 4G, но для этого примера обслуживающая сеть будет рассматриваться как сеть 102 2G/3G, а целевая сеть в зоне покрытия с двойной технологией будет рассматриваться как сеть 104 4G. Мобильное устройство 106 продолжает осуществлять мониторинг 202 радиоинтерфейса для определения, доступна ли альтернативная сеть. В некоторый момент времени сеть 4G будет обнаружена - 204. Когда альтернативная технологическая сеть обнаружена или выявлена, мобильное устройство определяет, собирается ли оно осуществить процедуры начального входа в сеть с целевой сетью, чтобы установить пакетный сеанс связи в целевой технологической сети.

Как описано выше, одним критерием для мобильного устройства, чтобы рассматривать это прежде, чем проводить вход в сеть, являются требования к качеству обслуживания для подключения. Таким образом, мобильное устройство определяет 206 требования к качеству обслуживания для услуг с коммутацией пакетов, которые оно в настоящий момент принимает для текущего пакетного сеанса связи через обслуживающую сеть. Если требования к качеству обслуживания указывают, что текущий сеанс связи включает в себя одну или более из услуг, чувствительных к QoS, или услуг в режиме реального времени, мобильное устройство идет по пути 208. Из-за того, что уровень качества обслуживания так указывает, мобильное устройство инициирует 210 процедуры начального входа в сеть и установления сеанса связи/предварительной регистрации с целевой сетью, которая в этом случае является сетью 4G. После завершения процедур начального входа в сеть и предварительной регистрации/установления/сеанса связи мобильное устройство 106 продолжает 212 принимать услугу с коммутацией пакетов от обслуживающей сети, не принимая услуги с коммутацией пакетов от целевой сети. Поэтому второй сеанс связи в целевой сети остается бездействующим или неактивным, так что он не обеспечивает услуги с коммутацией пакетов для многорежимного мобильного устройства, чувствительные к QoS услуги с коммутацией пакетов в режиме реального времени поддерживаются через первый пакетный сеанс связи. Это состояние продолжается по пути 213 до тех пор, пока многорежимное мобильное устройство не определяет 214, что требуется передача обслуживания между технологиями от обслуживающей сети к целевой сети. Может быть множество известных причин, по которым такая передача обслуживания между технологиями является необходимой, таких как недопустимое искажение сигнала в обслуживающей сети. В такой момент времени мобильное устройство 106 определяет 216, завершены ли процедуры начального входа в сеть и установление/предварительная регистрация сеанса связи. Если это так, мобильное устройство продолжает идти по пути 218 и осуществляет 220 передачу обслуживания между технологиями от обслуживающей сети к целевой сети без необходимости завершения процедуры входа в сеть и регистрации/установления сеанса связи.

Возвратимся к этапу 206, на котором многорежимное мобильное устройство 106 определяет, что ни одна из его услуг, в настоящий момент поддерживаемых в обслуживающей сети, не имеет требований, чувствительных к QoS или выполняемых в режиме реального времени, и мобильное устройство идет по пути 222 к этапу 212, на котором оно продолжает принимать услугу с коммутацией пакетов от обслуживающей сети 102. В некоторый момент времени услуга в режиме реального времени или чувствительная к QoS может быть добавлена к сеансу связи с коммутацией пакетов мобильного устройства, 224, действующего в обслуживающей сети 102. После того как добавляются услуги, чувствительные к QoS, или услуги в режиме реального времени, процесс возвращается к этапу 210, на котором мобильное устройство может осуществить процедуры входа в сеть и предварительную регистрацию сеанса связи для передачи обслуживания между технологиями к целевой сети 104. Тогда мобильное устройство завершает процедуры начального входа в сеть и установление сеанса связи до того, когда оно обнаружит, на этапе 214, что требуется передача обслуживания между технологиями. Возвращаясь к этапу 216, отметим, что многорежимное мобильное устройство 106 может определить, что установление сеанса связи не было выполнено и что нет предварительной регистрации сеанса связи с целевой сетью 104. Поэтому мобильное устройство идет по пути 226, чтобы осуществить 228 процедуры установления соединения/входа в сеть и установления сеанса связи/регистрации для сеанса связи с целевой сетью. Как только эти операции завершены, мобильное устройство переходит к этапу 220, на котором оно завершает передачу обслуживания к целевой сети. Как можно заметить, передача обслуживания к целевой сети завершается после того, как многорежимное мобильное устройство обнаруживает, что требуется передача обслуживания. В тех ситуациях, в которых исходное соединение или сеанс связи предназначен для сеансов связи, чувствительных к QoS, или сеансов связи в режиме реального времени, установление соединения и предварительная регистрация для второго сеанса связи в целевой сети инициируется заранее, но установление соединения для второго сеанса связи в менее чувствительных сеансах связи или в сеансах связи, проводимых не в режиме реального времени, задерживается до времени передачи обслуживания от обслуживающей сети к целевой сети. В альтернативном варианте осуществления после обнаружения мобильным устройством альтернативной технологической сети, на этапе 204, в то время как оно находится в двойной зоне покрытия, процедуры начального входа в сеть и установления сеанса связи в целевой технологии 210 могут быть завершены на этапе 206, не принимая во внимание, имеются ли какие-либо чувствительные к QoS услуги, поддерживаемые для многорежимного мобильного устройства. После установления сеанса связи завершается передача обслуживания между технологиями к целевой технологической сети на этапе 220. Таким образом, ресурсы, используемые для поддерживания пакетного (сеанса связи) многорежимного мобильного устройства в обслуживающей технологической сети, немедленно освобождаются в зависимости от присутствия или отсутствия чувствительных к QoS услуг, поддерживаемых многорежимным мобильным устройством.

Фиг. 3 представляет блок-схему 300 последовательности операций, показывающую работу базовой станции 126 или другого сетевого объекта в целевой сети, которая управляет передачей обслуживания, то есть действует, как часть установления соединения и регистрации в целевой сети 104 зоны покрытия с двойной технологией для многорежимного мобильного устройства 106. Периодически объект в целевой сети 104 принимает 302 запросы на установление соединения/вход в сеть и установление/предварительную регистрацию пакетного сеанса связи для многорежимного мобильного устройства 106 для целей передачи обслуживания между технологиями. Запросы могут приниматься непосредственно от многорежимного мобильного устройства 106, которое работает в обслуживающей сети 102, или от базовой станции 108 или другого сетевого объекта, находящегося в пределах обслуживающей сети, через межсетевой интерфейс в ответ на служебные сигналы радиоинтерфейса, принимаемые обслуживающей сетью от мобильного устройства 106. Целевая сеть 104 определяет 304, имеются ли запросы на установление соединения для отложенной передачи обслуживания между технологиями и предварительную регистрацию для сеанса связи в целевой сети 104. Если их нет для цели отложенной передачи обслуживания между технологиями, целевая сеть 104 идет по пути 306 и начинает процедуры входа в сеть и установления/предварительной регистрации сеанса связи в целевой сети. Кроме того, целевая сеть 104 может осуществить передачу обслуживания к целевой сети в подходящий момент времени.

Если объект целевой сети определяет, что запрос на установление соединения и регистрацию относится к отложенной передаче обслуживания между технологиями, объект целевой сети идет по пути 310, чтобы определить 312, существуют ли в настоящий момент какие-либо чувствительные к QoS услуги в режиме реального времени для пакетного сеанса связи мобильного телефона. Если это так, базовая станция идет по пути 314, чтобы осуществить процедуры начального входа в сеть и установления сеанса связи/предварительной регистрации сеанса связи, на этапе 308. С другой стороны, если базовая станция определяет, что нет никаких чувствительных к QoS услуг в режиме реального времени, базовая станция 126 идет по пути 316 и отклоняет 318 вход в сеть и предварительную регистрацию сеанса связи.

В вариантах осуществления, показанных на фиг. 2 и 3, мобильное устройство 106 и целевая сеть 104, которые определяют требования к QoS для услуг мобильного устройства, поддерживаемых для текущего сеанса связи в обслуживающей сети и второго сеанса связи в целевой сети, могут использовать отличающиеся способы, чтобы определять, должны ли быть завершены процедуры установления соединения и предварительной регистрации. Например, может быть установлено пороговое значение качества обслуживания, и если необходимые значения качества обслуживания больше, чем пороговое значение, установление соединения или предварительная регистрация для целевой сети могут быть завершены. Если QoS меньше порогового значения, установление соединения или предварительную регистрацию завершать не нужно.

В соответствии с представленным выше описанием имеется способ определения, завершать ли начальный вход в сеть и установление/предварительную регистрацию сеанса связи в целевой технологической сети для передачи обслуживания между технологиями, в зависимости от присутствия чувствительных к QoS услуг или приложений. Если никакие чувствительные к QoS услуги в режиме реального времени в двухрежимном устройстве не активизированы, вход в сеть и предварительная регистрация сеанса связи в целевой технологической сети не должны быть завершены для целей передачи обслуживания между технологиями. Решение отложить вход в сеть и установление/предварительную регистрацию сеанса связи для передачи обслуживания между технологиями, основанное на требованиях к QoS услуг, в настоящий момент поддерживаемых двухрежимным устройством, может быть принято в MS или в сети, как показано в двух примерных вариантах осуществления, описанных ниже. В противном случае вход в сеть и установление/предварительная регистрация сеанса связи завершаются для того, чтобы многорежимное мобильное устройство могло работать в целевой сети, когда потребуется передача обслуживания.

В вышеизложенном описании изобретения были описаны определенные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники должно быть понятно, что могут быть сделаны различные модификации и изменения, не выходя при этом за рамки объема настоящего изобретения, как указано в представленной ниже формуле изобретения. Соответственно, описание изобретения и чертежи должны рассматриваться в иллюстративном, а не в ограничительном смысле, и все такие модификации предназначены для того, чтобы быть включенными в объем настоящего изобретения. Выгоды, преимущества, решения проблем и любой элемент (элементы), который может вызвать любую выгоду, преимущество или решение или стать более определенным, не должны рассматриваться как критические, необходимые или существенные признаки или элементы какого-либо или всех пунктов формулы изобретения. Изобретение определяется исключительно прилагаемой формулой изобретения, включая любые изменения, внесенные во время нахождения данной заявки на рассмотрение, и все эквиваленты этой формулы изобретения, как они опубликованы.

Изобретение относится к передаче обслуживания между технологиями для многорежимных мобильных устройств и предназначено для передачи обслуживания многорежимного мобильного устройства от первой сетевой технологии ко второй сетевой технологии. Технический результат - повышение пропускной способности. Для этого способ включает в себя инициирование многорежимным мобильным устройством первого пакетного сеанса связи в первой беспроводной сети в области покрытия беспроводной связи с множеством технологий и обнаружение многорежимным мобильным устройством второй беспроводной сети, поддерживающей технологию сети доступа иную, чем в первой беспроводной сети, определение требования к качеству обслуживания для услуг, поддерживаемых сеансом связи, осуществление процедур начального входа в сеть, установления сеанса связи многорежимным мобильным устройством для второго сеанса связи во второй беспроводной сети, когда первый сеанс связи включает в себя по меньшей мере одну из услуг, чувствительных к QoS, и услуг в режиме реального времени, первой беспроводной сетью и мобильным устройством, и неосуществление процедур начального входа в сеть и установления сеанса связи многорежимным мобильным устройством, когда ни одна из услуг, чувствительных к QoS, и услуг в режиме реального времени не поддерживаются мобильным устройством и первой беспроводной сетью. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ связи, содержащий
инициирование многорежимным мобильным устройством услуги в первом сеансе связи в первой беспроводной сети,
обнаружение многорежимным мобильным устройством второй беспроводной сети, поддерживающей технологию сети доступа иную, чем в первой беспроводной сети,
определение требования к качеству обслуживания для услуги, поддерживаемой многорежимным мобильным устройством, и
завершение процедур предварительной регистрации и установления сеанса связи многорежимным мобильным устройством для второго сеанса связи во второй беспроводной сети для передачи обслуживания между технологиями, когда определенная услуга, поддерживаемая многорежимным мобильным устройством, включает в себя по меньшей мере одну из услуги, чувствительной к качеству обслуживания (QoS), и услуги в режиме реального времени посредством первой беспроводной сети и мобильного устройства, при этом после завершения процедур предварительной регистрации и установления сеанса связи многорежимное мобильное устройство принимает услугу от первой беспроводной сети и остается бездействующим во второй беспроводной сети.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий незавершение процедур установления сеанса связи многорежимным мобильным устройством для второго сеанса связи во второй беспроводной сети, когда определенная услуга, поддерживаемая многорежимным мобильным устройством, не включает в себя по меньшей мере одну из услуг, чувствительных к QoS, и услуг в режиме реального времени.

3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий поддержание первого сеанса связи и второго сеанса связи до тех пор, пока не потребуется передача обслуживания.

4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий передачу обслуживания первого сеанса связи ко второму сеансу связи, когда требуется передача обслуживания.

5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий завершение процедур входа в сеть и установления сеанса связи многорежимным мобильным устройством для второго сеанса связи во второй беспроводной сети, когда чувствительные к качеству обслуживания услуги для первого сеанса связи определены и передача обслуживания становится необходимой.

6. Способ связи, содержащий
прием служебных сигналов начального входа в сеть от многорежимного мобильного устройства, имеющего первый сеанс связи в первой беспроводной сети, при этом установление сеанса связи выполняется для второго сеанса связи во второй беспроводной сети, поддерживающей технологию сети доступа иную, чем в первой сети,
определение того, выполняются ли процедуры установления сеанса связи для второго сеанса связи для отложенной передачи обслуживания между технологиями ко второй сети, в то время как многорежимное мобильное устройство имеет продолжающийся первый сеанс связи в первой сети,
определение требований к качеству обслуживания для услуги, поддерживаемой многорежимным мобильным устройством, и
завершение процедур установления сеанса связи для второго сеанса связи, когда определенная услуга, поддерживаемая многорежимным мобильным устройством, включает в себя по меньшей мере одну из услуг, чувствительных к качеству обслуживания (QoS), и услуг в режиме реального времени, при этом после завершения процедур установления сеанса связи многорежимное мобильное устройство принимает услугу от первой беспроводной сети и остается бездействующим во второй беспроводной сети.

7. Способ по п. 6, дополнительно содержащий незавершение процедур установления сеанса связи для второго сеанса связи, когда определенная услуга, поддерживаемая многорежимным мобильным устройством, не включает в себя по меньшей мере одну из услуг, чувствительных к QoS, и услуг в режиме реального времени.

8. Способ по п. 6, дополнительно содержащий отказ в установлении сеанса связи для многорежимного мобильного устройства в ответ на запрос установления сеанса связи для второго сеанса связи, когда требования к качеству обслуживания для первого сеанса связи указывают, что требования к качеству обслуживания первого сеанса связи не являются требованиями для чувствительных услуг в режиме реального времени.