"MÉTODO PARA MONITORAR UM MECANISMO DE EMERGÊNCIA COMUTADO POR CIRCUITO, NÓ, CONTROLADOR DE TECNOLOGIA DE ACESSO POR RÁDIO, E, TERMINAL MÓVEL PARA USO EM UMA REDE DE ACESSO POR RÁDIO" Campo Técnico
A invenção refere-se a monitoração de um mecanismo de emergência Comutado por Circuito, para um terminal fixado a um portador Comutado por Pacote de uma rede de acesso por rádio. Fundamentos Da Invenção Os serviços Comutados por Circuito Móvel (CS), baseados no
Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM) e acesso por rádio de Acesso Múltiplo de Divisão por Códigos de Banda Larga (WCDMA), são usados através do mundo. Eles permitem que um usuário obtenha serviços de telecomunicações com uma única assinatura de usuário na maior parte dos países do mundo. O número de assinantes CS está crescendo rapidamente, reforçado pelo andamento dos serviços CS móveis em países com altas populações, tais como índia e China. Uma razão pela qual o número de assinantes está ainda crescendo rapidamente é porque a evolução da arquitetura do Centro de Comutação Móvel (MSC) em uma solução de comutação provisória, que permite o uso de uma infraestrutura de transporte Comutada por Pacote (PS) para serviços CS móveis.
Um item de trabalho 3GPP, "UTRA e UTRAN evoluídos", define Evolução de Longo-Prazo (LTE), projetada para melhorar a eficiência, baixar custos e melhorar os serviços para tecnologia de acesso baseada em 3GPP. A LTE utilizará tecnologia de rádio de multiplexação por divisão de freqüência ortogonal (OFDM) no canal emissor e acesso de múltipla divisão de freqüência de portadora única (SC-FDMA) para o canal reverso, permitindo taxa de dados de pico de pelo menos 100 Mbps para taxa de dados de canal emissor e 50 Mbps para taxa de dados de canal reverso. O rádio LTE pode operar em diferentes bandas de freqüência e é, portanto, muito flexível para desenvolvimento em diferentes regiões do mundo, onde diferentes bandas de freqüência poderiam ser licenciadas.
Além da padronização da Rede de Acesso por rádio (RAN), um item de trabalho de Evolução de Arquitetura de Sistema 3GPP (SAE) está sendo desenvolver uma rede de núcleo evoluída (CN) para redes LTE. Os nós e interfaces da rede SAE e redes LTE são ilustrados esquematicamente na 1 Figura 1. A rede de núcleo SAE é composta de nós de núcleo, que podem ser ainda divididos em nós de Plano de Controle (Entidade de Gerenciamento de Mobilidade, MME) 1 e nós de porta de plano de usuário (Porta de Serviço e Porta PDN) 2. Neste pedido, o prazo AGW é usado para representar os nós e funções tanto da Porta de Serviço como da Porta PDN. Na terminologia atualmente usada, AGW contém a funcionalidade tanto da Entidade de Plano de Usuário (UPE) como da Âncora de Inter-Acesso (IASA). A MME 1 é conectada a um E-UTRAN Nó-B (eNodeB) 3 via uma interface Sl-MME, e AGW 2 (isto é, Porta de Serviço) é conectada a um eNodeB 3 via uma interface Sl-U.
LTE e SAE somente suportam transporte de dados PS e assim todos os serviços devem ser suportados via um domínio PS. Entretanto, os existentes GSM (GPRS) e WCDMA fornecem para tanto PS como CS acesso e serviços e, assim, para serviços de telefonia a serem desenvolvidos através de acesso por rádio LTE um mecanismo de serviço baseado em IMS é necessário. Soluções para permitirem acesso LTE/SAE aos serviços de domínio CS, normalmente disponíveis via acessos por rádio GSM e WCDMA, são referidas como soluções "CS através LTE/SAE", ou resumidamente apenas "CS através LTE" (CSoLTE). A arquitetura básica para estas soluções é ilustrada esquematicamente na Figura 2.
O Centro de Comutação Móvel de Pacote (PMSC) 4 pode servir tanto às soluções 6 baseadas em RANs 2G e 3 G tradicionais como nos novos CS através de LTE. O PMSC 4 contém duas funções lógicas referidas como um Controlador CS de Pacote (PCSC) 7 e uma Unidade de Intertrabalho (IWU) 8, que são ainda ilustradas na Figura 3.
A comunicação entre um terminal de usuário acessando um terminal de rede e o PMSC 4 é baseada na interface Gi padrão, que é também conhecida como uma interface SGi na terminologia SAE. Isto significa que toda comunicação direta entre o terminal e o PCSC 7 e a IWU 8 do PMSC 4 é baseada em protocolos IP. O terminal é visível e alcançável utilizando-se um endereço-IP, via uma Porta de Acesso (AGW) 2. Esta comunicação entre o terminal e o PMSC é via duas diferentes interfaces, U8c para o plano de Controle e U8u para o plano do usuário. O PCSC 4 tem também uma interface Rx com a Função de Regra de Carga e Política (PCRF) para alocação de
Diferentes soluções para prover serviço CSoLTE foram identificadas. Uma solução é referida como "Emergência CS". Na Emergência CS, o terminal realiza os procedimentos de Gerenciamento de Mobilidade SAE (MM) em relação a uma Entidade de Gerenciamento de Mobilidade (MME) 1, enquanto empregando acesso LTE. A MME 1 registra o terminal em um Servidor de Centro de Comutação Móvel (MSC-S) 9 para serviços baseados em CS. Quando uma chamada de terminação móvel ou outra solicitação de transação resultando em uma página para serviços CS é recebida no MSC-S 9, ela é encaminhada para o terminal via a MME 1 e então o terminal realiza Emergência para uma RAN 2G ou 3G e responde à Solicitação de Radiolocalização CS. Isto significa que o terminal seleciona uma célula na RAN 2G ou 3 G e responde à Solicitação de Radiolocalização CS. Isto significa que o terminal seleciona uma célula na RAN 2G (GERAN) ou na RAN 3G (UTRAN) com base em informações recebidas, p. ex., como parte dos procedimentos MM SAE. Um processo similar é usado para serviços CS originados Móveis e, quando estes são acionados e o terminal está empregando acesso LTE, ele sofrerá emergência para uma RAN 2G ou 3G e acionará o início do serviço CS ali.
A arquitetura do protocolo de plano de Controle entre o terminal e o PMSC 4 (isto é, a interface U8c) é ilustrada esquematicamente na Figura 4, neste exemplo com base em protocolos de encapsulamento GAN e os protocolos de plano do usuário entre o terminal e o PMSC 4 (isto é, a interface U8u) são ilustrados na Figura 5.
Com referência à solução de "Emergência CS" descrita acima, a Figura 6 ilustra um exemplo das suposições de trabalho atuais para o mecanismo de emergência. O terminal (UE) 11 realiza a Emergência com base em informações recebidas durante uma Atualização de Área de
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Localização/Area de Rastreio. Qualquer Sessão PS ocorrendo com o terminal pode ser mantida realizando-se a Solicitação de Atualização de Área de Roteamento & de Serviço em GSM/WCDMA. A solicitação de Atualização de Area de Roteamento & de Serviço pode ser realizada:
a) antes de enviar uma Resposta de Página;
b) em paralelo com o estabelecimento da chamada; ou
c) após estabelecimento da chamada.
A Figura 6 também ilustra a sinalização entre o terminal IOeo Centro de Comutação Móvel (MSC)/Registro de Localização de Visitante (VLR) 11 e o processo de autenticação com o Servidor de Assinante Doméstico (HSS) do assinante / Registro de Localização Doméstica (HLR) 12.
Um problema com a sinalização ilustrada na Figura 6 é que todas as sessões PS LTE/SAE em andamento são interrompidas quando o terminal recebe a Solicitação de Radiolocalização CS e enquanto ele seleciona uma célula GSM/WCDMA pertencente às "Identidades de Área de Localização Adequadas (LAIs)" para acampar. Uma Solicitação de Radiolocalização CS é usada para estabelecer uma conexão de sinalização entre o terminal e a rede. Esta conexão de sinalização pode então ser usada para diferentes finalidades, p. ex., estabelecimento de uma chamada terminada móvel ou suprimento de um SMS terminado móvel da rede ao terminal. Em uma rede GSM, o local do terminal é mantido no nível da Área de Localização (LA) e o Identificador de Área de Localização (LAI) é obtido de um Centro de Comutação Móvel (MSC)/Registro de Localização de Visitante (VLR) e o terminal é então radiolocalizado naquela Área de Localização. A interrupção das sessões em andamento pode ter um efeito prejudicial sobre a experiência do usuário, mesmo quando a interrupção durar somente por alguns segundos.
Sumário
A fim de reduzir o problema de interromper sessões LTE/SAE em andamento, uma transferência de passagem (HO) Comutada por Pacote (PS) é acionada em direção a uma célula pertencente aos "LAIs Adequados". Após a transferência de passagem estar completada, o terminal envia uma Resposta de Página CS para nova célula alvo, que foi selecionada na transferência de passagem PS.
De acordo com um primeiro aspecto da invenção, é provido um método para monitorar um mecanismo de emergência Comutado por Circuito (CS) para um terminal ligado a uma célula Comutada por Pacote (PS). O terminal neste caso tem uma sessão PS em andamento. Uma solicitação para estabelecer uma sessão CS com o terminal é recebida em um nó da rede de acesso por rádio. Este nó pode ser um eNodeB de uma rede LTE. No nó, uma célula alvo para transferência de passagem é selecionada de uma pluralidade de células candidatas a que o terminal pode fixar-se. A célula alvo deve ser capaz de monitorar a sessão CS. Uma transferência de passagem PS é realizada na célula selecionada, que move a sessão PS em andamento da célula atual para a célula alvo. A sessão CS é então monitorada na célula alvo. Desta maneira, há um rompimento mínimo com a sessão PS, visto que o rompimento é somente aquele causado por uma transferência de passagem PS regular e a sessão CS pode, se necessário, ser estabelecida na célula alvo.
Tipicamente, a sessão Comutada por Pacote é uma sessão Comutada por Pacote de Evolução de Longo Prazo.
A célula alvo pode ser selecionada usando-se qualquer um dos
relatórios de medição providos pelo terminal, a capacidade da célula alvo de monitorar sessões Comutadas por Circuito e Comutadas por Pacote simultâneas, a capacidade da célula e a Qualidade dos Parâmetros do Serviço.
O terminal pode enviar uma mensagem de Resposta de Página na célula alvo selecionada, a mensagem de Resposta de Página sendo enviada em resposta à solicitação para estabelecer uma sessão CS.
A célula alvo pode ser monitorada por um Centro de Comutação Móvel de um Sistema Global para rede de Comunicações Móveis ou rede de Múltiplos Acessos de Divisão de Código de Banda Larga que solicitou a solicitação para estabelecer uma sessão Comutada por Circuito com o terminal, e o nó pode ser um eNodeB de uma rede de Evolução de Longo Prazo.
Uma mensagem de comando de transferência de passagem Comutada por Pacote pode ser enviada pelo nó para o terminal. Esta mensagem inclui informação para permitir que o terminal realize uma transferência de passagem Comutada por Pacote, informação relativa à solicitação para estabelecer uma sessão Comutada por Circuito com o terminal e uma indicação de que o terminal deve responder à solicitação para estabelecer uma sessão Comutada por Circuito na célula alvo, após término da transferência de passagem Comutada por Pacote. Alternativamente, uma mensagem pode ser enviada de um nó Controlando a célula alvo para o terminal, a mensagem ordenando o terminal a realizar uma transferência de passagem Comutada por Pacote, e uma indicação de que o terminal deve responder à Solicitação de Página na célula alvo após término do transferência de passagem Comutada por Pacote. A pluralidade de células candidatas a que o terminal pode ligar-se pode ser provida ao nó da rede de acesso por rádio, por um do terminal e de um nó de Entidade de Gerenciamento de Mobilidade.
De acordo com um segundo aspecto da invenção, é provido um nó para uso em uma Rede de Evolução de Longo Prazo. O nó compreende um receptor para receber uma solicitação para estabelecer uma sessão Comutada por Circuito com um terminal, o terminal sendo ligado ao nó e tendo uma sessão Comutada por Pacote em andamento. O nó é também provido com um processador para selecionar uma célula alvo de uma pluralidade de células candidatas a que o terminal pode se ligar, a célula alvo sendo capaz de monitorar uma sessão Comutada por Circuito, e meio para iniciar uma transferência de passagem Comutada por Pacote para a célula selecionada.
A fim de minimizar a sinalização, o nó pode transmitir um comando para o terminal para iniciar uma transferência de passagem Comutada por Pacote e informação relativa à solicitação, para estabelecer uma sessão Comutada por Circuito, em uma única mensagem.
De acordo com um terceiro aspecto da invenção, é provido um Controlador de Tecnologia de Acesso por rádio, que compreende um receptor para receber uma mensagem de solicitação de transferência de passagem Comutada por Pacote para um terminal, a ser transferida por transferência de passagem para uma célula Controlada pelo Controlador de Tecnologia de Acesso por rádio. Uma vez a mensagem seja recebida, um processador é usado para gerar uma mensagem de comando de transferência de passagem Comutada por Pacote. O comando de transferência de passagem Comutado por Pacote compreende informação relativa a uma solicitação para estabelecer uma sessão Comutada por Circuito com o terminal. O Controlador de Tecnologia de Acesso por rádio compreende ainda um transmissor para transmitir a mensagem de comando de transferência de passagem Comutada por Pacote para um nó, para remessa para o terminal. O Controlador de Tecnologia de Acesso por rádio pode ser um Controlador de Estação de Base e um Controlador de Rede de rádio, dependendo da rede de acesso para a qual o terminal vai ser transferido por transferência de passagem.
De acordo com um quarto aspecto da invenção, é provido um terminal móvel para uso em uma rede de acesso por rádio. O terminal móvel compreende um receptor para receber uma mensagem de comando de transferência de passagem Comutada por Pacote, a mensagem de comando de transferência de passagem Comutada por Pacote instruindo o terminal para mover-se de uma célula de ligação atual para uma célula de ligação alvo. Um processador no terminal é usado para iniciar a transferência de passagem Comutada por Pacote. O terminal também compreende um transmissor para, uma vez a transferência de passagem Comutada por Pacote esteja completa, responder para a célula de ligação alvo a uma solicitação Comutada por Circuito recebida. A mensagem de comando de transferência de passagem Comutada por Pacote pode ainda compreender informação relativa a uma solicitação para estabelecer uma sessão Comutada por Circuito com o terminal.
Breve Descrição Dos Desenhos
A Figura 1 ilustra esquematicamente nós e interfaces da rede SAE e rede LTE;
A Figura 2 ilustra esquematicamente arquitetura CS ou LTE;
A Figura 3 ilustra esquematicamente um Centro de Comutação Móvel por Pacote.
A Figura 4 ilustra esquematicamente CS através de arquitetura de protocolo de plano de Controle LTE;
A Figura 5 ilustra esquematicamente CS através de arquitetura de protocolo de plano de usuário LTE; A Figura 6 é um diagrama de sinalização, ilustrando um mecanismo de emergência CS;
A Figura 7 é um diagrama de sinalização, ilustrando o mecanismo de emergência CS de acordo com uma forma de realização da invenção;
A Figura 8 é um fluxograma mostrando as etapas de uma forma de realização da invenção; e
A Figura 9 ilustra esquematicamente um nó para uso em uma rede LTE de acordo com uma forma de realização da invenção.
Descrição Detalhada Da Invenção
Com referência à Figura 7, nela é ilustrado um diagrama de sinalização. Um terminal 10, alternativamente referido como Equipamento do Usuário (UE), é presumido ser ligado a uma célula de uma rede de acesso por rádio (RAN). A RAN é uma RAN LTE, que compreende um eNodeB 3. O eNodeB é ainda conectado à Entidade de Gerenciamento de Mobilidade (MME) 1 da rede de núcleo SAE. O terminal está em um estado LTE_ACTIVE e tem uma sessão PS em andamento.
Quando um MSC/VLR 11 deseja iniciar uma nova chamada CS ou outra transação CS para o terminal 10, ele dirige uma Solicitação de Radiolocalização CS para o terminal 10. A solicitação é enviado para um eNodeB 3, via uma MME 1. Quando o eNodeB 3 recebe 13, a Solicitação de Radiolocalização CS para o terminal 10, o eNodeB 3 analisa 14, a informação "LAIs adequadas" que o terminal fornece referente às células GSM/WCDMA vizinhas. A informação "LAIs adequadas" podem não ser recebidas como parte da Solicitação de Radiolocalização CS. Neste caso, a informação "LAIs adequadas" são mantidas no contexto do terminal de MME e mantida como parte do terminal realizando os procedimentos MM SAE (Atualizações de Área de Rastreio) e a MME registrando o terminal no MSC-S (Atualizações
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de Area de Localização). As "LAIs adequadas" são recebidas da Solicitação de Radiolocalização CS ou recuperadas do contexto de terminal identificado pelos identificadores móveis/terminais incluídos na mensagem de Solicitação de Radiolocalização CS.
As células GSM/WCDMA vizinhas são filtradas pelo eNodeB 3 com a informação de "LAIs adequadas" e a melhor célula candidato é então selecionada das células restantes. Informação referente a suporte CS e PS simultâneos das células alvo podem ser usadas na seleção das melhores células candidato, de modo que as células alvo com suportes CS e PS simultâneos recebem a mais elevada prioridade. Outros fatores que influenciam a decisão da melhor célula candidato são capacidade e Qualidade do Serviço disponível.
Uma vez uma célula alvo candidata é selecionada, o eNodeB aciona a transferência por transferência de passagem PS 15 para aquela célula alvo. A transferência de passagem PS é realizada empregando-se qualquer mecanismo adequado. O mecanismo ilustrado na Figura 7 mostra que uma mensagem de Relocação Requerida é enviada 15 para a MME 1 e enviada para um Nó de Suporte GPRS Servindo (SGSN) 16. O SGSN 16 prepara 17 para a transferência de passagem PS para a célula alvo (p. ex., uma célula 2G ou 3G) e envia 18 uma mensagem de Resposta de Relocação para a MME 1. A MME 1, por sua vez, envia 19 uma mensagem de Comando de Relocação para o eNodeB 3, que remete 20 a mensagem de comando de relocação para o terminal 10. A transferência de passagem PS transfere por transferência de passagem a sessão PS em andamento para a nova célula alvo.
O terminal 10 e SGSNl6 então completam a transferência de passagem PS 21. Como o acionamento principal para a transferência de passagem PS neste caso foi a Solicitação de radiolocalização CS recebida em MME/eNodeB de MSCArLR, o terminal é também informado acerca da Solicitação de radiolocalização CS, tipicamente durante a transferência de passagem PS. Isto pode ser feito utilizando-se uma indicação de "Solicitação de Radiolocalização CS" e transmitindo-se ao terminal como parte do comando de transferência de passagem PS 20 (ou Comando de Relocação) do eNodeB. A indicação de "Solicitação de Radiolocalização CS" pode apenas ser uma indicação acerca de uma página CS entrante ou pode também significar que a inteira ou partes da mensagem de solicitação de Radiolocalização CS é enviada para o terminal, provendo mais informação ao terminal. Uma vez a transferência de passagem PS esteja completada para a célula alvo, o terminal 10 envia 22 uma resposta de Página CS para MSC/VLR 11 desta célula e a conexão de sinalização é estabelecida entre o terminal e MSC/VLR usando-se princípios de legado. MSC/VLR que radiolocalizou o terminal manipula a célula alvo quando a célula é selecionada com base nas informações "LAIs adequadas", que identificam um MSC/VLR.
Uma maneira alternativa para indicar a "Solicitação de Radiolocalização CS" para o terminal 10 é enviar uma indicação de "Solicitação de Radiolocalização CS", como definido acima na solicitação de transferência de passagem PS do eNodeB, isto é, em uma mensagem Requerida de Relocação 15, de modo que o Controlador de Tecnologia de Acesso por rádio (RAT) alvo (p. ex., um Controlador de Estação de Base, BSC ou Controlador de Rede de rádio, RNC) ou a SGSN alvo pode incluir esta indicação em qualquer um dos elementos de informação incluídos em uma mensagem de COMANDO DE TRANSFERÊNCIA DE PASSAGEM PS, que é criado e transparentemente enviado para o terminal.
Uma outra maneira alternativa para indicar a "Solicitação de Radiolocalização CS" ao terminal 10 seria enviada a indicação de "Solicitação de Radiolocalização CS" na solicitação de transferência de passagem PS do eNodeB, isto é, na mensagem Requerida de Relocação 15, de modo que o Controlador RAT alvo ou SGSN alvo possa armazenar esta informação. Uma vez a transferência de passagem PS esteja completada, a Solicitação de Radiolocalização CS é enviada para o terminal da célula alvo, isto é, do Controlador RAT alvo ou de SGSN alvo.
Com referência à Figura 8, as etapas básicas de uma forma de realização da invenção são ilustradas. O eNodeB recebe 23 uma Solicitação de Página para estabelecer uma sessão CS com o terminal. Ele seleciona 24 uma célula alvo de uma pluralidade de células alvo e então iniciar uma transferência de passagem PS 25 para a célula alvo. O terminal é informado acerca da Solicitação de Página CS, como parte da execução da transferência de passagem PS. Uma vez a transferência de passagem PS tenha sido completada, o terminal envia uma Resposta de Página CS na célula alvo para assegurar que a chamada CS é monitorada 26 naquela célula.
Com referência à Figura 9, nela é ilustrado um eNodeB 3 para uso em uma rede de Evolução de Longo Prazo. O eNodeB 3 é provido com um receptor 27 para receber uma solicitação para estabelecer uma solicitação de Página CS e um processador 28 para selecionar uma célula alvo de uma pluralidade de células candidatas. Uma memória 29 pode também ser provida e um transmissor 30 é provido para enviar uma mensagem de transferência de passagem PS para o terminal.
A invenção assegura que as sessões PS sejam movidas para uma nova célula alvo em uma maneira transparente, que é Controlada pela rede sem qualquer tempo de interrupção. A rede Controla que célula GSM/WCDM para que é feito a emergência.
Será observado pela pessoa hábil na arte que várias modificações podem ser feitas nas formas de realização descritas acima, sem desvio do escopo da presente invenção.