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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Durchführen
eines Zwischen-System-Handover
zwischen Telekommunikationssystemen, und insbesondere die Verarbeitung
von Classmarks oder ähnlichen
Indikatoren.
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In einem Mobil-Funktelekommunikationssystem
kommunizieren Endgeräte
von Teilnehmern per Funk mit Basisstationen, die an Steuerungseinheiten,
welche den Betrieb des Mobil-Funksystems
steuern, und an das weitere Telekommunikationsnetzwerk verbunden
sind. Das Teilnehmerendgerät
wird oft als Mobilstation (MS) bezeichnet, was ein Mobiltelefon
sein kann; jedoch kann der Aufenthaltsort der MS fest sein.
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1 zeigt
schematisch den Aufbau eines typischen zellularen Funktelekommunikationsnetzwerks. Das
Netzwerk weist eine Anzahl von Basisstationen (BSs) 1, 2, 3 usw.
auf. Jede Basisstation weist einen Funk-Sendeempfänger auf,
der zum Senden von Funksignalen an und zum Empfangen von Funksignalen
vom Gebiet einer Zelle 4, 5 usw. geeignet ist,
die am nächsten
zu der Basisstation liegt. Mit Hilfe dieser Signale kann die Basisstation
mit einer Mobilstation (MS) 6 in dieser Zelle kommunizieren,
die selbst einen Funk-Sendeempfänger
enthält.
Jede Basisstation ist über
eine Basisstationssteuerung (BSC) 9 an eine Mobilvermittlungsstelle
(MSC) 7 angeschlossen, die wiederum an das öffentliche
Fernsprechnetz 8 angeschlossen ist. Mit Hilfe dieses Systems
kann ein Teilnehmer der MS 6 über die BS, in deren Zelle
sich die MS befindet, einen Telefonruf an das öffentliche Netz 8 herstellen.
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Der Aufenthaltsort der MS kann fest
sein (zum Beispiel, falls sie Funkübertragungen für ein festes
Gebäude
bereitstellt), oder die MS kann beweglich sein (zum Beispiel, falls
sie ein händisch
tragbarer Sendeempfänger
oder ein „Mobiltelefon" ist). Ist die MS
beweglich, kann sie sich zwischen Zellen des zellularen Funksystems
bewegen. Bewegt sie sich von einer Zelle (der „alten Zelle") zu einer anderen
Zelle (der „neuen
Zelle"), besteht
ein Bedarf, sie von einer Kommunikation mit der BS der alten Zelle
zu der BS der neuen Zelle weiterzureichen, ohne dass der Ruf aufgrund
einer Unterbrechung der Kommunikation zwischen der Mobilstation und
dem Netzwerk zusammenbricht. Dieser Vorgang ist als Handover bzw.
Weiterreichung bekannt. Es kann auch ein Bedarf auftreten, eine
MS weiterzureichen, deren Aufenthaltsort fest ist, zum Beispiel,
falls atmosphärische
Bedingungen ihre Übertragungen
mit der alten BSbeeinträchtigen
und eine Rufqualität
verbessert werden kann, indem sie zu einer anderen BS weitergereicht
wird, oder falls ein Bedarf besteht, Kapazität der alten BS freizugeben.
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Bei einem herkömmlichen zellularen Funksystem
wird ein Handover bzw. eine Weiterreichung von der BSC gesteuert.
Ein Handover kann vom Netzwerk initiiert bzw. eingeleitet werden,
zum Beispiel abhängig
von der Qualität
der Signalisierung zwischen der MS und der alten und neuen BS.
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Hat eine Mobilstation als erstes
eine Verbindung mit dem Funksystem hergestellt, was passieren könnte, wenn
sie eingeschaltet wird oder sich in einen Funkabdeckungsgebiet bzw.
-sendegebiet von einer der Basisstationen hineinbewegt, kann die
Mobilstation eine Nachricht an das Funksystem senden, um ihre Fähigkeiten
zu berichten, um es so dem System zu ermöglichen, die Mobilstation geeignet
zu versorgen.
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Beim GSM- (Global System for Mobile
Telecommunications) Telekommunikationssystem wird das Berichten
derartiger Fähigkeiten
mit Hilfe von Nachrichten durchgeführt, die nachstehend als Classmark-Informationen
bezeichnete Betriebsklassen-Informationen angeben. Beim GSM-System
werden die Classmark-Informationen in drei gesonderte Classmark-Parameter
unterteilt, von denen jeder Informationen enthält, die sich sowohl auf das
Funksystem als auch auf das Kernnetzwerk beziehen. Einer dieser
Parameter ist der MS-Classmark-2-Parameter. Dieser Parameter wird
in der Funkruf- bzw. Paging-Antwortnachricht
(die eine Mobilstation als Reaktion auf eine Paging-Anforderungsnachricht
vom GSM-Netzwerk sendet) oder in der CM- (Connection Management: „Verbindungsverwaltung") Dienstanforderungsnachricht
an das Netzwerk gesendet. Ein anderer der Parameter ist der MS-Classmark-3-Parameter.
Dieser Parameter wird als Reaktion auf eine Anfrage von der Mobilvermittlungsstelle
(MSC) des GSM-Netzwerks gesendet (die im Allgemeinen nur durchgeführt wird,
wenn die Informationen benötigt
werden, zum Beispiel um die Verschlüsselungsfähigkeiten der Mobilstation
herauszufinden), oder spontan, falls die MS in Classmark 3 angegebene
Dienste unterstützt.
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Beim vorgeschlagenen UMTS- (Universal
Mobile Telecommunications System) Telekommunikationssystem ist vorgeschlagen,
dass die Classmark-Informationen neu in nur zwei Parameter umgestaltet
werden: einen Zugangsnetzwerk-Classmark-Parameter (bekannt als AN-Classmark) und einen
Kernnetzwerk-Classmark-Parameter (bekannt als CN-Classmark). Dies
wurde vorgeschlagen, weil beim vorgeschlagenen UMTS-System eine
klarere Trennung zwischen dem Funkzugangsnetzwerk und dem Kernnetzwerk
erfolgen muss, als das beim GSM-System der Fall ist, und weil das
UMTS-System nicht den Einschränkungen
in Bezug auf Nachrichtengröße für Classmark-Parameter
unterworfen sein soll, die im GSM-System erzwungen sind. Ein zusätzlicher
Unterschied besteht darin, dass bestimmte Informationen in der GSM-Classmark, die für das GSM-System
spezifisch sind, in der UMTS-Classmark nicht erforderlich sind.
Gleichermaßen
enthält
die UMTS-Classmark zusätzliche
Informationen, die nicht in der GSM-Classmark vorhanden sind.
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Wird ein neues zellulares Netzwerk
eingeführt,
kann es einige Zeit dauern, alle Basisstationen und zugehörigen Vorrichtungen
zu installieren. Daher tritt eine Verzögerung ein, bis das neue Netzwerk
eine vollständige
geographische Abdeckung zur Verfügung
stellt. 2 veranschaulicht
die Situation: ein bestehendes zellulares Netzwerk stellt eine vollständige geographische
Abdeckung mit Hilfe von Zellen 20–27 zur Verfügung, aber
das neue zellulare Netzwerk stellt eine unvollständige geographische Abdeckung
nur mit Hilfe von Zellen 28 und 29 zur Verfügung. Dies
stellt ein erhebliches kommerzielles Problem für den Betreiber des neuen Netzwerks
dar. Wird ein neues Netzwerk zur Verwendung in Betrieb genommen,
bevor seine geographische Abdeckung vollständig ist, werden Kunden wegen
seiner minderwertigen Abdeckung gegenüber dem alten Netzwerk unzufrieden
sein. Die Kosten der Infrastruktur des neuen Netzwerks sind jedoch
hoch, und es kann kein Gewinn mit diesem erzielt werden, bis es
in Verwendung ist.
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Es wurde vorgeschlagen, dieses Problem
anzugehen, indem Mobilstationen unter Verwendung des neuen Netzwerks ermöglicht wird,
zu Zellen des alten Netzwerks weitergereicht zu werden, wenn sie
sich außerhalb
der Abdeckung bzw. des Sendegebiets des neuen Netzwerks bewegen.
Bewegt sich eine Mobilstation zum Beispiel von 30 zu 31 gemäß 2, könnte sie von der Basisstation
von Zelle 28 (im neuen Netzwerk) zu derjenigen von Zelle 21 (im
alten Netzwerk) weitergereicht werden. Dies ist als Zwischen-System-Handover bzw.
-Weiterreichung bekannt.
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Um zu ermöglichen, dass das UMTS-System
reibungslos und ohne erhebliche Störung für momentane Teilnehmer des
GSM-Systems eingeführt wird,
wird vorgeschlagen, dass das neue UMTS-System zu einem beträchtlichen
Grad an Zusammenarbeit mit dem bestehenden GSM-System in der Lage
sein wird. Ein Aspekt davon ist das Ziel, eine Zwischen-System-Weiterreichung
einer Mobilstation zwischen dem GSM- und dem UMTS-System zu unterstützen. Die
Unterschiede bei der Verarbeitung von Classmarks zwischen dem GSM- und
dem UMTS-System stellen jedoch eine erhebliche Hürde für ein Zwischen-System-Handover
dar. Um ein Zwischen-System-Handover zwischen dem UMTS-System und
dem GSM-System zu ermöglichen,
besteht ein Bedarf, die Unterschiede zwischen den GSM- und den UMTS-Classmark-Anordnungen anzugehen.
Ein Weg, der vorgeschlagen wurde, um diese Unterschiede anzugehen,
besteht für
die Mobilstation darin, alle ihre Classmark-Informationen (sowohl
für GSM
als auch für
UMTS) dem Netzwerk unter allen Umständen bereitzustellen. Jedoch
würde dies
eine Signalisierungslast in Fällen
unnötigerweise
erhöhen,
in denen anschließend
kein Zwischen-System-Handover durchgeführt wird.
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Es besteht daher ein Bedarf für ein verbessertes
Verfahren zum Verarbeiten von Daten wie etwa Classmark- Informationen zur
Erleichterung von Zwischen-System-Handovern.
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Dokument WO-99/33307 offenbart eine
Einrichtung zum Erleichtern des Handover von einer Basisstation
zu einer anderen durch Einbeziehen eines Fähigkeitenveränderungsindikators
als Teil einer Mobilstation-Steuerungsnachricht. Diese Nachricht
wird von einem Nachrichtengenerator als Reaktion auf einen Handover-Auftrag
von der Mobilvermittlungsstelle (MSC) erzeugt. Der Handover-Auftrag
wird erzeugt, wenn die Signalstärke
von der Mobilstation unterhalb den Handover-Grenzwert fällt, was ein Handover bzw.
eine Weiterreichung von der momentanen Basisstation zu einer Basisstation
mit einer höheren
Signalstärke
erforderlich macht. Beim in diesem Dokument beschriebenen Verfahren
informiert die das Handover durchführende Basisstation die Mobilstation über die
Kommunikationsfähigkeiten
der Basisstation, zu der sie zu übergeben
ist.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Durchführen eines Zwischen-System-Handovers
eines Teilnehmerendgeräts
in einem Telekommunikationsnetzwerk mit einem Telekommunikationssystem
bereitgestellt, das gemäß einem
ersten Protokoll betreibbar ist und ein erstes Dienst-Subsystem und ein
erstes Zugangs-Subsystem aufweist, sowie einem zweiten Telekommunikationssystem,
das gemäß einem
zweiten Protokoll betreibbar ist und ein zweites Dienst-Subsystem
und ein zweites Zugangs-Subsystem aufweist; wobei das Teilnehmerendgerät auf die
Fähigkeit
des Teilnehmerendgeräts
zur Kommunikation mit den Dienst-Subsystemen
und den Zugangs-Subsystemen hinweisende Fähigkeitsdaten speichert; und
das Verfahren die folgenden Schritte durchführt: das Teilnehmerendgerät überträgt an eines
des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems
anfängliche
auf die Fähigkeiten
des Teilnehmerendgeräts
zur Kommunikation mit dem ersten Dienst-Subsystem und dem einen
des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems hinweisende Fähigkeitsdaten;
das eine des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems überträgt an das
erste Dienst-Subsystem die anfänglichen
Fähigkeitsdaten,
die auf die Fähigkeiten
des Teilnehmerendgeräts
zur Kommunikation mit dem ersten Dienst-Subsystem hinweisen; Aufbauen
einer Verbindung zwischen dem Teilnehmerendgerät und dem ersten Dienst-Subsystem über das
eine des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems anhand der anfänglichen
Fähigkeitsdaten;
Bestimmen, dass ein Handover der Verbindung von dem ersten Dienst-Subsystem
zu dem zweiten Dienst-Subsystem oder von dem einen des ersten und
zweiten Zugangs-Subsystem
zu dem anderen des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems durchzuführen ist; das Teilnehmerendgerät überträgt weitere
auf die Fähigkeiten
des Teilnehmerendgeräts
zur Kommunikation mit dem zweiten Dienst-Subsystem oder dem anderen
des ersten und zweiten Zugangs-Subsystem hinweisende Fähigkeitsdaten
an das Netzwerk; und Übergeben
der Verbindung anhand der weiteren Fähigkeitsdaten.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist eine Telekommunikationsvorrichtung bereitgestellt,
mit: einem Telekommunikationsnetzwerk mit einem ersten Telekommunikationssystem,
das gemäß einem
ersten Protokoll betreibbar ist und ein erstes Dienst-Subsystem
und ein erstes Zugangs-Subsystem aufweist, sowie einem zweiten Telekommunikationssystem,
das gemäß einem
zweiten Protokoll betreibbar ist und ein zweites Dienst-Subsystem
und ein zweites Zugangs-Subsystem aufweist; und ein Teilnehmerendgerät zum Speichern
von auf die Fähigkeiten des
Teilnehmerendgeräts
zur Kommunikation mit den Dienst-Subsystemen
und den Zugangs-Subsystemen hinweisenden Fähigkeitsdaten; eine Telekommunikationsvorrichtung, die
angepasst ist, ein Zwischen-System-Handover mittels der folgenden
Schritte durchzuführen:
das Teilnehmerendgerät überträgt an eines
des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems
anfängliche
auf die Fähigkeiten des
Teilnehmerendgeräts
zur Kommunikation mit dem ersten Dienst-Subsystem und dem einen
des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems hinweisende Fähigkeitsdaten;
das eine des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems überträgt an das
erste Dienst-Subsystem die anfänglichen
Fähigkeitsdaten,
die auf die Fähigkeiten
des Teilnehmerendgeräts
zur Kommunikation mit dem ersten Dienst-Subsystem hinweisen; Aufbauen
einer Verbindung zwischen dem Teilnehmerendgerät und dem ersten Dienst-Subsystem über das
eine des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems anhand der anfänglichen
Fähigkeitsdaten;
Bestimmen, dass ein Handover der Verbindung von dem ersten Dienst-Subsystem
zu dem zweiten Dienst-Subsystem oder von dem einen des ersten und
zweiten Zugangs-Subsystems
zu dem anderen des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems durchzuführen ist; das Teilnehmerendgerät überträgt weitere
auf die Fähigkeiten
des Teilnehmerendgeräts
zur Kommunikation mit dem zweiten Dienst-Subsystem oder dem anderen
des ersten und zweiten Zugangs-Subsystems hinweisende Fähigkeitsdaten
an das Netzwerk; und Übergeben
der Verbindung anhand der weiteren Fähigkeitsdaten.
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Die Fähigkeitsdaten sind vorzugsweise
Classmark-Informationen.
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Die besagte Verbindung ist geeigneter
Weise eine Verkehrsverbindung. Die besagte Verbindung ist vorzugsweise
zum Transportieren von Verkehrsdaten wie etwa von Sprach- oder Daten-Übertragungen
eines Teilnehmers in der Lage.
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Das Verfahren weist vorzugsweise
einen Schritt zum Veranlassen auf, dass die weiteren Fähigkeitsdaten
im Vorgriff auf ein Handover übertragen
werden, um dem Handover selbst auf geeignete Weise zu ermöglichen,
schneller durchgeführt
zu werden, während
jeder Bedarf nach einer unnötigen Übertragung
der weiteren Fähigkeitsdaten
reduziert wird. Das Verfahren kann den Schritt des Überwachens
von zumindest einer auf ein Erfordernis für das Handover hinweisenden
Bedingung und des Initiierens bzw. Einleitens der Übertragung
der weiteren Fähigkeitsdaten
durch das Teilnehmerendgerät
aufweisen, wenn die Bedingung über
einer Schwelle liegt. Die besagte Bedingung basiert geeigneter Weise
auf dem Signal-Interferenz-Verhältnis
der Verbindung, obwohl stattdessen oder zusätzlich andere Faktoren verwendet
werden können.
Der besagte Schritt des Initiierens der Übertragung der ersten Fähigkeitsdaten
durch das Teilnehmerendgerät
wird vorzugsweise durchgeführt,
wenn das Signal-Interferenz-Verhältnis
unter die Schwelle fällt.
Wahlweise oder zusätzlich kann
ein Handover vorhergesehen werden, wenn andere Ereignisse im System
auftreten, zum Beispiel, wenn das Teilnehmerendgerät Übertragungen
von einem nahen Zugangs-Subsystem eines anderen Systems zu demjenigen
erfasst, an das es verbunden ist. Ist das Teilnehmerendgerät eine Mobilstation
eines zellularen Telefonnetzwerks, kann ein derartiger Umstand auftreten,
wenn die Mobilstation damit beginnt, Nachbarzellen zu messen, die
einem anderen Typ von Funkzugangssystem angehören als dem, mit dem sie gerade
kommuniziert.
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Das Verfahren kann den Schritt des Überwachens
von zumindest einer auf ein Erfordernis für das Handover hinweisenden
Bedingung und des Initiierens bzw. Einleitens des Handovers aufweisen,
wenn die Bedingung über
einer zweiten Schwelle liegt. Die zweite Schwelle liegt vorzugsweise über der
ersten Schwelle, so dass die weiteren Informationen übertragen
werden können,
bevor das Handover selbst initiiert wurde.
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Die Dienst-Subsysteme sind geeigneter
Weise zum Bereitstellen von Telekommunikationsdiensten an das Teilnehmerendgerät fähig. Die
Dienst-Subsysteme können
Kernnetzwerke sein. Die Zugangs-Subsysteme sind geeigneter weise
zum Versehen des Teilnehmerendgeräts mit einem Zugang zu den
Dienst-Subsystemen in der Lage. Die Zugangs-Subsysteme können Funknetzwerke
sein.
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Zumindest ein Teil der Verbindung
erfolgt über
eine Funkstrecke. Das Netzwerk ist vorzugsweise ein zellulares Telefonnetzwerk.
Das erste oder zweite Telekommunikationssystem ist geeigneter Weise
gemäß dem GSM-Protokoll
oder einer Ableitung von diesem betreibbar. Dann überträgt das Teilnehmerendgerät geeigneter
Weise Informationen, die auf seine Fähigkeiten zur Kommunikation
mit dem Dienst-Subsystem oder dem Zugangs-Subsystem dieses Telekommunikationssystems
hinweisen, als GSM-Classmark-2- und/oder -3-Parameter. Das andere
Telekommunikationssystem ist geeigneter Weise gemäß dem UMTS-Protokoll
oder einer Ableitung von diesem betreibbar. Dann überträgt das Teilnehmerendgerät geeigneter
Weise Informationen, die auf seine Fähigkeiten zur Kommunikation
mit dem Dienst-Subsystem oder dem Zugangs-Subsystem dieses Telekommunikationssystems
hinweisen, als UMTS-Zugangsnetzwerk- und/oder Kernnetzwerk-Classmarks.
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Das Teilnehmerendgerät ist vorzugsweise
nicht in der Lage, Fähigkeitsdaten
zu übertragen,
die auf seine Fähigkeiten
zur Kommunikation mit zumindest einem der Dienst-Subsysteme hinweisen,
ohne Fähigkeitsdaten
zu übertragen,
die auf seine Fähigkeiten
zur Kommunikation mit den Zugangs-Subsystemen des gleichen Systems
wie dieses Dienst-Subsystems hinweisen. Dieses System kann gemäß dem GSM-Protokoll oder
eine Ableitung von diesem betreibbar sein. Diese Fähigkeitsdaten
können
als GSM-Classmark-2- und/oder
-3-Parameter übertragbar
sein. Das Teilnehmerendgerät
ist vorzugsweise in der Lage, Fähigkeitsdaten
zu übertragen,
die auf seine Fähigkeiten
zur Kommunikation mit dem anderen der Dienst-Subsysteme hinweisen,
ohne Fähigkeitsdaten
zu übertragen,
die auf seine Fähigkeiten
zur Kommunikation mit den Zugangs-Subsystemen des gleichen Systems wie
dieses Dienst-Subsystems
hinweisen. Dieses System kann gemäß dem UMTS-Protokoll oder einer Ableitung von diesem
betreibbar sein. Diese Fähigkeitsdaten
können als
UMTS-Zugangsnetzwerk-
und/oder Kernwerknetzwerk-Classmarks übertragbar sein.
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Die Verbindung kann zum Ausüben eines
Telefonrufs in der Lage sein. Das Teilnehmerendgerät kann eine
Mobilstation sein. Das Teilnehmerendgerät kann ein Funktelefon sein.
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Die vorliegende Erfindung wird nun
beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben,
bei denen zeigen:
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1 schematisch
den Aufbau eines typischen zellularen Funktelekommunikationsnetzwerks;
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2 eine
Abdeckung von zwei überlappenden
Telekommunikationsnetzwerken;
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3 die
vorgeschlagene Architektur für
UMTS;
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4 einen
Informationsfluss für
einen Rufaufbau zu einem UMTS-Zugangsnetzwerk und einem UMTS-Kernnetzwerk
und einen anschließend
möglichen
Handover zu einer Instanz eines GSM-Systems;
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5 einen
Informationsfluss für
einen Rufaufbau zu einem GSM-Zugangsnetzwerk und einem GSM-Kernnetzwerk
und einen anschließend
möglichen
Handover zu einer Instanz eines UMTS-Systems;
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6 einen
Informationsfluss für
einen Rufaufbau zu einem GSM-Zugangsnetzwerk und einem UMTS-Kernnetzwerk
und einen anschließend
möglichen
Handover zu einer Instanz eines GSM- oder UMTS-Systems;
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7 einen
Informationsfluss für
einen Rufaufbau zu einem UMTS-Zugangsnetzwerk und einem GSM-Kernnetzwerk
und einen anschließend
möglichen
Handover zu einer Instanz eines GSM- oder UMTS-Systems; und
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8 einen
Informationsfluss im Vorgriff auf ein Handover zu einem GSM-Funkzugangssystem.
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3 zeigt
im Allgemeinen die für
UMTS vorgeschlagene Architektur. Eine Mobilstation (MS) 31 kann per
Funk mit einer oder mehreren Basisstationen (BS) 32 kommunizieren.
Jede Basisstation ist mittels einer Iub-Schnittstelle 33 an
eine einzelne Funknetzwerksteuerung (RNC) 34 verbunden.
Jede RNC kann mit einer oder mehreren BSs verbunden sein. Eine RNC
kann mittels einer Iur- Schnittstelle 35 an
eine andere RNC verbunden sein. Jede RNC ist mittels einer Iu-Schnittstelle 36 an
ein Krennetzwerk (CN) 37 verbunden. Das CN beinhaltet einen
oder mehrere Dienstknoten, die Kommunikationsdienste an eine verbundene
Mobilstation bereitstellen können,
zum Beispiel eine Mobilvermittlungsstelle (MSC) oder einem Dienst-GPRS-
(General Packtet Radio Service) Unterstützungsknoten (SGSN) 38.
Diese Einheiten sind mittels der Iu-Schnittstelle an die RNCs verbunden.
Das CN ist auch an andere Telekommunikationsnetzwerke 39 wie
etwa Festnetze oder andere Mobilnetzwerke verbunden, um fortschreitende
Verbindungen von Kommunikationen außerhalb des UMTS-Netzwerks
zu ermöglichen.
Das CN umfasst auch andere Einheiten wie etwa ein Heimatstandortverzeichnis
(HLR) 40 und ein Besucherstandortverzeichnis (VLR) 41,
die helfen, einen Zugang zum Netzwerk zu steuern. Die BSs und die
RNCs und ihre Zusammenschaltungen bilden ein terrestrisches UMTS-Funkzugangsnetzwerk
(UTRAN).
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Eine Mobilstation kann mit einem
Kernnetzwerk über
eine RNC und eine an diese RNC angeschlossene Basisstation kommunizieren.
Bei einem weichen bzw. Soft-Handover (Makro-Diversity) kann die
Mobilstation Verkehrsübertragungen über mehr
als eine Basisstation senden. Diese Basisstationen können an
die gleiche RNC oder an unterschiedliche RNCs angeschlossen sein.
Sind die Basisstationen an unterschiedliche RNCs angeschlossen,
kommunizieren diese RNCs über
die Iur-Schnittstelle
direkt miteinander, um ihre Handlungen bzw. Aktionen zu koordinieren,
und um von der Mobilstation empfangene Signale zu kombinieren. Eine dieser
RNCs wird als die Versorgungs- bzw. Dienst-RNC und die anderen werden
als Drift-RNCs bezeichnet. Übertragungen
zwischen dem Teilnehmer und dem Kernnetzwerk laufen nur über die Versorgungs-RNC.
Ob sich die Mobilstation in einem Soft-Handover befindet oder nicht, erfolgt
ihre Verbindung zum CN daher über eine
einzige RNC. Es kann auch bei anderen Umständen als der Makro-Diversity
vorkommen, dass eine BS von einer Drift-RNC gesteuert wird, wobei Übertragungen über ein
Versorgen bzw. Anbinden einer Versorgungs-RNC zum Kernnetzwerk erfolgen.
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Arbeitet eine Mobilstation vollständig im
UMTS-System, ist sowohl das Zugangsnetzwerk (AC) – zum Beispiel
die BS und die RNC, die sie verwendet, um Zugang zu einem Kernnetzwerk
(CN) zu erhalten – das sie
verwendet, als auch das Kernnetzwerk, das sie verwendet, vom UMTS-System. Arbeitet
eine Mobilstation vollständig
im GSM-System, ist
sowohl das Zugangsnetzwerk als auch das Kernnetzwerk (sofern sie
für das GSM-System
getrennt sind) vom GSM-System. Als Ergebnis eines Zwischen-System-Handover kann eine Mobilstation
mit einem Zugangsnetzwerk und einem Kernnetzwerk unterschiedlicher
Systeme arbeiten. Im letzteren Fall muss der Unterschied bei der
Verarbeitung von Classmark-Informationen zwischen dem GSM- und dem
UMTS-System überwunden
sein.
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4 bis 7 zeigen nachstehend einen
Informationsfluss beim Rufaufbau und bei Handover-Prozessen, die darauf
abzielen, die Unterschiede bei der Verarbeitung von Classmark-Informationen
zwischen dem GSM- und dem UMTS-System anzugehen.
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4 veranschaulicht
einen Informationsfluss bei einem Verbindungs- oder Rufaufbau und
einen Handover-Prozess, wobei das anfängliche AN und das CN beide
vom UMTS-System sind. Die mit 50 angegebene Instanz ist
die Mobilstation oder Teilnehmereinrichtung (UE). Bei den Szenarien
gemäß 4 bis 7 ist die Teilnehmereinrichtung eine Dualmode-
bzw. Dualbetriebsart-Teilnehmereinrichtung, die zum Arbeiten mit einem
GSM- oder einem UMTS-System fähig
ist. Die mit 51 gezeigte Instanz ist eine UMTS-RNC. Die
mit 52 bezeichnete Instanz ist ein UMTS-CN. Die mit 53 bezeichnete
Instanz ist ein GSM-Basisstationssubsystem (BSS).
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Beim Prozess gemäß 4 wird als erstes angenommen, dass das
UMTS-CN 52 seine Fähigkeit
(bei 60) gemäß momentaner
Vorschläge
für UMTS
ausstrahlt. Der momentane Vorschlag besteht darin, dass der Typ
und die Fähigkeiten
des Kernnetzwerks auf dem Broadcast-Steuerungskanal ausgestrahlt
werden. Dann bestimmt die UE basierend auf den vom CN angegebenen
Fähigkeiten,
welche Classmarks zum Netzwerk zu senden sind. Die UE sollte zum
Bestimmen fähig
sein, ob das Kernnetzwerk auf einem Standard von oder vor der Release
1998 vom GSM-Standard basiert, oder auf einem späteren Standard: die MS-Kernnetzwerk-Classmark vom 1999-GSM-Standard
wird die Gleiche sein wie die von UMTS, aber unterschiedlich zu der
von der 1998-und
früheren
GSM-Releases. In diesem Fall sendet die UE zur Herstellung der UMTS-AN-Verbindung
ihre AM-Classmarks als einen Teil des RRC- („Radio Resource Connection:
Funkressourcenverbindung) Aufbauprozesses zwischen der UE und der
RNC, wie bei 61 angezeigt. Zum Erhalten eines Dienstes
von einem Kernnetzwerk führt
die UE dann eine CM-Dienstanforderung an das UMTS-CN durch, wobei
sie ihre Kernnetzwerk-Classmark angibt, wie bei 62 angezeigt.
Danach fährt
der Rufaufbau normal fort (bei 63 angezeigt).
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Bei dem Ereignis, dass ein Bedarf
bzw. ein Erfordernis nach einem Handover zum GSM-System besteht,
werden Schritte 64 bis 67 durchgeführt. Eine
Classmark-Anfrage-Nachricht
wird (bei 64) von der UMTS-RNC an die UE gesendet. Die
UE antwortet (bei 65) mit einer Classmark-Wechsel-Nachricht,
die ihre GSM-Classmark-2- und -3-Parameter
angibt. Die RNC informiert dann das CN über diese Parameter mit einer Classmark-Aktualisierungs-Nachricht (bei 66).
Da das CN dann alle Classmark-Informationen
der UEs kennt, die zum Betrieb gemäß dem GSM-System nötig sind,
kann dann ein Handover bzw. eine Weiterreichung zum GSM-System erfolgen,
wie bei 67 angezeigt.
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Der Prozess der Schritte 64 bis 66 kann
auch als ein Vorläufer
zu Messungen einer Signalqualität
oder anderer Parameter eines lokalen GSM-Systems durchgeführt werden,
um eine Entscheidung zu ermöglichen, die
darüber
zu treffen ist, ob die UE vom UMTS- zum GSM-System weiterzureichen
bzw. zu übergeben
ist. Ein alternativer Prozess, der bei diesen Umständen verwendet
werden kann, ist durch Schritte 68 bis 72 dargestellt.
Eine Classmark-Anfrage-Nachricht
wird (bei 68) von der UMTS-RNC an die UE gesendet. Die
UE antwortet (bei 69) mit einer Classmark-Wechsel-Nachricht,
die ihre GSM-Classmark-2-und
-3-Parameter angibt. Die RNC sendet (bei 70) dann eine
Nachricht, Verlegung erforderlich' an das CN, die angibt, dass ein Handover zum
GSM-System durchzuführen
ist, und die die GSM-Classmark-2- und 3-Parameter der UE enthält. Da das CN
dann alle Classmark-Informationen der UE kennt, die zum Betrieb
gemäß dem GSM-System
nötig sind, kann
es (bei 71) eine Handover-Anforderung an das GSM-BSS senden
und ein Handover zum GSM-System kann erfolgen, wie es bei 72 angezeigt
ist.
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5 veranschaulicht
einen Informationsfluss bei einem Verbindungs- oder Rufaufbau und
einen Handover-Prozess, wobei das anfängliche AN vom GSM-System ist
und das CN vom GSM-System ist. Um mit dem UMTS-System aufwärtskompatibel
zu sein, muss das GSM-CN mit einer Zusammenarbeitseinheit (IWU: „interworking
unit") versehen
sein, um ihm zu ermöglichen,
mit dem neueren UMTS-System zusammenzuarbeiten. Diese IWU-Funktionalität kann auch
in einem anderen Netzwerkelement beinhaltet sein, um ein Erfordernis
nach einem zusätzlichen
Netzwerkelement zu beseitigen. Instanzen 50, 51 und 53 sind
wie gemäß 4 gezeigt. Instanz 54 ist
ein GSM-CN. Eine
Instanz 55 ist die GSM-IWU.
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Beim Prozess gemäß 5 ist der erste Schritt beim Herstellen
einer Verbindung zwischen der UE und dem GSM-AN die Ausstrahlung einer Nachricht
(bei 80) von der GSM-BSC,
um anzuzeigen, dass das GSM-CM die nötigen Classmark-Informationen
der UE nicht kennt. Um einen gewünschten
Dienst anzufordern oder zu erhalten, muss die UE als erstes eine
Funkressourcen- (RR) Verbindung zwischen ihr und dem GSM-BSS herstellen.
Dieser Schritt ist bei 81 angezeigt. Dann kann die UE (bei 82)
eine CM-Dienst-Nachricht an
das GSM-CN übertragen.
Die UE überträgt ihre
Classmark-Informationen (bei 83) an das GSM-BSS, welches
diese Informationen dann an das GSM-CN zur dortigen Verwendung weiterleitet.
Dann kann ein Ruf zwischen der UE und dem GSM-CN aufgebaut werden,
wie es bei 85 angezeigt ist.
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Für 5 wird angenommen, dass
die Dualmode-UMTS/GSM-UE
ein früheres
Versenden von Classmarks unterstützt,
weshalb keine Classmark-Anfrage nötig ist.
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Beim Ereignis, dass ein Erfordernis
für ein
Handover zum UMTS-System besteht, werden Schritte 86 bis 88 durchgeführt. Eine
Classmark-Anfrage-Nachricht wird vom GSM-BSS (bei 86) an
die UE gesendet. Die UE antwortet (bei 87) mit einer Classmark-Wechsel-Nachricht,
die ihre UMTS-AN-Classmark angibt. Diese AN-Classmark-Information
kann dann transparent an die Ziel-RNC weitergeleitet werden, an
die die UE als Teil des Handover/Verlegungs-Prozesses weiterzureichen bzw. zu übergeben
ist, wie es bei 88 dargestellt ist. Daher benötigt das
GSM-Netzwerk keine Beteiligung bei der Übermittlung der UMTS-AN-Classmark an das UMTS-Netzwerk.
Anstatt des Sendens der Classmark-Information als Antwort auf die
Nachricht bei 86, könnte die
UE die Information als Antwort auf einen von ihr erfassten Umstand
spontan senden. In diesem Fall würde keine
Veränderung
an der GSM-RR- (radio resource) Classmark-Anfrage nötig werden.
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6 veranschaulicht
einen Informationsfluss bei einem Verbindungs- oder Rufaufbau und
einen Handover-Prozess, wobei das ursprüngliche AN vom GSM-System ist
und das CN vom UMTS-System. Instanzen 50 bis 53 sind
wie gemäß den 4 und 5 gezeigt.
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Beim Prozess gemäß 6 wird wiederum als erstes angenommen,
dass das UMTS-CN 52 seine Fähigkeiten (wie bei 90 dargestellt)
gemäß momentanen
Vorschlägen
für UMTS
ausgestrahlt hat. In diesem Fall benötigt das GSM-BSS keine AM-Classmark.
Daher kann die UE (wie bei 91 gezeigt) eine CM-Dienstanforderung
an das UMTS-CN übertragen,
wobei die UMTS-CN-Classmark angegeben wird. Das UMTS-CN ist dann in
der Lage, zur Platzierung bzw. Herstellung von Rufen mit der UE
zu arbeiten. Um jedoch zu ermöglichen, dass
ein Handover zum GSM-System durchgeführt wird, überträgt die UE (bei 92)
eine Classmark-Wechsel-Nachricht, die ihre GSM-Classmark-2-und -3-Parameter
angibt, an das GSM-BSS, das die GSM-Classmark-2- und -3-Parameter der UE
dann (bei 93) mit einer Classmark-Aktualisierungs-Nachricht
an das UMTS-CN weiterleitet. (Dieses Szenario setzt voraus, dass
die BSC GSM-Release 1999 oder einen späteren Standard unterstützt - andernfalls
wäre ein
GSM-Classmark-2-Parameter in der CM-Dienstanforderungs-Nachricht).
Die GSM-Classmark-2-und
-3-Parameter der UE werden dann am UMTS-CN zur späteren Verwendung
gespeichert, und der Aufbau eines Rufs zwischen dem UNTS-CN zur
späteren
Verwendung gespeichert, und der Aufbau eines Rufs zwischen dem UMTS-CN und der UE über das
GSM-BSS fährt
wie bei 94 angezeigt fort. Das Speichern der GSM-Classmark-2-
und -3-Parameter ermöglicht
eine Abwärtskompatibilität des UMTS-Systems
mit GSM. Die Parameter werden vorzugsweise an der UMTS-MSC („mobile
switching centre")
gespeichert.
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Ist ein Handover zum GSM-CN oder
zu einer anderen GSM-BSC erforderlich, weist das UMTS-CN bereits
alle benötigten
Classmark-Informationen auf, weshalb das Handover (wie bei 95 dargestellt)
durchgeführt werden
kann, ohne dass weitere Classmark-Informationen von der UE bereitgestellt
werden.
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Ist ein Handover zu der UMTS-RNC
erforderlich, müssen
die AN-Classmark-Informationen von der UE erhalten werden. Dies
ist mit Schritten 96 bis 98 dargestellt. Das BSS
führt (bei 96)
eine Classmark-Anfrage-Nachricht an die UE durch. Es ist ebenso
möglich,
dass die UE die UMTS-Classmark
automatisch an das BSS sendet, wenn sie vom BSS einen Auftrag erhält, benachbarte
UMTS-Zellen zu (ver-) messen zu beginnen. Dann würde keine spezielle Classmark-Anfrage-Nachricht
benötigt
werden. Die UE gibt (bei 97) eine Classmark-Wechsel-Nachricht
an das BSS zurück,
die ihre AN-Classmark angibt. Diese AN-Classmark-Information kann
dann transparent an die Ziel-RNC weitergeleitet werden, an die die
UE als Teil des Handover/Verlegungs-Prozesses weiterzureichen bzw. zu übergeben
ist, wie es bei 98 dargestellt ist.
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7 veranschaulicht
einen Informationsfluss bei einem Verbindungs- oder Rufaufbau und
einem Handover-Prozess, wobei das anfängliche AN vom UMTS-System
ist und das CN (zusammen mit seiner IWU) vom GSM-System. Instanzen 50, 51 und 53 bis 55 sind
wie gemäß den 4 bis 6 gezeigt.
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Beim Prozess gemäß 7 wird wiederum als erstes angenommen,
dass die Kernnetzwerks-Fähigkeiten
(wie bei 100 dargestellt) ausgestrahlt werden, dieses Mal
möglicherweise
unter dem Einfluss der IWU 55. Dies kann von der RNC 51 durchgeführt werden.
Eine Funkressourcen-Verbindung
kann zwischen der UE und der RNC (wie bei 101 dargestellt)
auf eine normale Art und Weise wie für UMTS vorgeschlagen aufgebaut werden,
indem von der AN-Classmark
der UE Gebrauch gemacht wird. Dann wird von der UE (bei 102)
eine Kernnetzwerk-Dienstanforderung an das GSM-CN durchgeführt, wobei
der GSM-Classmark-2-Parameter der UE angegeben wird. Bei dieser
Phase besteht kein Bedarf nach der CN-Classmark der UE, da sie nicht
mit einem UMTS-CN in Verbindung steht. Der GSM-Classmark-3-Parameter der UE
wird jedoch mit Hilfe einer Serie von Nachrichten wie bei 103, 104 und 105 dargestellt
an das GSM-CN übergeben.
Dann fährt
der Prozess des Rufaufbaus wie bei 106 dargestellt fort.
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Ist ein Handover zum GSM-BSS erforderlich,
weist die MSC des GSM-Netzwerks bereits die Classmark-Informationen
auf, die sie benötigt,
um zu ermöglichen,
dass das Handover durchgeführt
wird.
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Ist ein Handover zu einer anderen
(Ziel-) UMTS-RNC erforderlich, können
die AN-Classmark-Informationen als Teil des Handovers/Verlegungs-Prozesses
transparent mittels der momentanen RNC an die Ziel-RNC weitergeleitet
werden, wie es bei 108 dargestellt ist.
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Gemäß den 4 bis 7 ist
es angegeben, dass die ursprüngliche
Information über
das verfügbare Kernnetzwerk
von einer Funknetzwerksteuerung (d. h. einer BSC oder einer RNC)
ausgestrahlt wird. Im Allgemeinen würden derartige auszustrahlende
Informationen vom Betreiber im Funknetzwerk konfiguriert werden. In
den Szenarien gemäß 4 und 7 ist es möglich, dass das Kernnetzwerk
(die UMTS-MSC bzw. die IWU) zusätzliche
zur Laufzeit auszustrahlende Informationen bereitstellen kann. Bei
Situationen, wo eine derartige Ausstrahlung nicht unterstützt wurde
(zum Beispiel bei einigen möglichen
GSM-Systemen), könnte
die UE selbst bei Herstellung einer Verbindung die ursprünglichen
Informationen über
den Typ oder die Fähigkeiten des
Kernnetzwerks anfordern; dabei würde
die UE wie bei den momentanen GSM-Kernnetzwerkanordnungen arbeiten,
und das UMTS-System würde
aus den empfangenen GSM-CM2/CM3-Informationen
eine CN-Classmark erzeugen.
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Bei jedem der Beispiele gemäß 4 bis 7 ist die UE im Stande, aus ihrer ursprünglichen
Verbindungsumgebung zu bestimmen, welche Classmark-Informationen
sie in einer Nachricht geeigneter Form an das Netzwerk senden muss.
Die beim Aufbau benötigten
Informationen sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
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Daher werden bei einem Rufaufbau
nur die Classmark-Informationen
gesendet, die nötig
sind, dass der Ruf aufgebaut werden kann. Wird später ersichtlich,
zum Beispiel für
eine Versorgungs-RNC oder eine BSC („base station controller": Basisstationssteuerung),
dass ein Handover zu einem anderen System erforderlich ist, fordert
das Versorgungs-Zugangsnetzwerk dann zusätzlichen Classmark-Informationen
an der Mobilstation an, die benötigt
werden, um die Handover-Anforderung vervollständigen zu können.
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Während
das vorstehende Szenario die UE und das AN als die zum Bestimmen
der benötigten
Classmark-Informationen in jeder Phase verantwortlichen Instanzen
angibt, könnten
natürlich
andere Instanzen die nötigen
Bestimmungen durchführen.
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Das vorstehend beschriebene System
erlaubt es daher, dass möglicherweise
unnötige
Signalisierungen von Classmark-Parametern
vermieden werden.
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Wie vorstehend beschrieben benötigt das
vorstehende System unter gewissen Umständen, dass eine Signalisierung
zusätzlich
benötigter
Classmark-Informationen durchgeführt
wird, bevor ein Zwischen-System-Handover erfolgen kann. Dies kann
die Zeit erhöhen,
die zum Durchführen
eines Zwischen-System-Handover benötigt wird. Um zumindest einige
derartige Verzögerungen
zu vermeiden, könnte
das System derart angeordnet werden, dass die zusätzlich benötigten Classmark-Informationen
unter bestimmten Bedingungen von der Teilnehmereinrichtung an das
Netzwerk signalisiert werden, bevor eine Entscheidung getroffen
wird, ein Handover einzuleiten. Diese Bedingungen basieren vorzugsweise
(aber nicht notwendigerweise) auf den gleichen Faktoren, die zum
Bestimmen verwendet werden, wann ein Handover einzuleiten ist, aber
mit einer Schwelle, die näher
am während
eines normalen Betriebs des Systems erfahrenen Pegel liegt, um so
zu handeln, dass die Möglichkeit
vorhergesehen wird, dass anschließend ein Handover benötigt wird.
Es kann zum Beispiel der Fall sein, dass ein Handover eingeleitet
wird, wenn das Signal-Interferenz-Verhältnis (SIR) auf einer oder
mehreren Strecken zwischen einer ersten Basisstation und der Mobilstation
um mehr als einen vorbestimmten Betrag x unter dasjenige auf einer
oder mehreren Strecken zwischen einer zweiten Basisstation und der
Mobilstation fällt.
In diesem Fall kann eine Signalisierung zusätzlich benötigter Classmark-Informationen erfolgen,
wenn das Signal-Interferenz-Verhältnis (SIR)
auf einer oder mehreren Strecken zwischen der ersten Basisstation
und der Mobilstation um mehr als einen vorbestimmten Betrag, der
kleiner ist als x, unter dasjenige auf einer oder mehreren Strecken
zwischen der zweiten Basisstation und der Mobilstation fällt. Ähnliche
Ansätze
können
vorkommen, wenn eine Einleitung bzw. Initiierung eines Handovers
auf Grundlage anderer Faktoren wie etwa der Last an Basisstationen
oder anderen Teilen von Netzwerkvorrichtungen bestimmt wird, oder
wenn Empfangsleistungspegel auf bestimmte Pegel fallen. Das Ziel
für die
Schwelle, bei der eine Übermittlung
der notwendigen Classmark-Informationen erfolgt, besteht in jedem
Fall darin, auf einen Pegel eingestellt zu werden, der sich näher an demjenigen
befindet, der bei einer normalen (z. B. hohe Signalqualität oder geringe
Netzwerklast) Verwendung erreicht wird, so dass diese Schwelle vor
der Schwelle erreicht wird, bei der ein Handover getriggert bzw.
ausgelöst
wird. Dann können
die benötigten
Informationen dem Netzwerk in vielen Fällen zur Verfügung stehen,
wenn das Handover selbst eingeleitet bzw. initiiert wird.
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Die Mobilstation könnte die
verbleibenden Classmark-Informationen,
die zum Bewirken eines Handover nötigt sind, spontan senden,
wenn sie vorhersieht, dass ein Handover erfolgen könnte, oder
als Reaktion auf ein Anforderung von der Netzwerkseite. Empfängt eine
Mobilstation eine Nachricht, die sie veranlasst, zu einem anderen
Typ von Funk-Zugangsnetzwerk gehörende
Nachbarzellen zu (ver-)messen, oder wenn sie selbst Signale von
einem derartigen Netzwerk empfängt.
Die MS kann zum Beispiel an das UTRAN angeschlossen sein, und dann
kann die RNC zu einem beliebigen Zeitpunkt entscheiden, dass die
MS damit beginnen soll, GSM-Nachbarzellen
zu (ver-)messen, und sendet eine Messsteuerungsnachricht an die
MS. Der Empfang dieser Nachricht könnte die MS triggern, die GSM-Zugangsnetzwerk-Classmark
an die UMTS-RNC zu senden.
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Dieser Prozess ist gemäß 8 veranschaulicht. Beim
Prozess gemäß 8 ist die Teilnehmereinrichtung
oder Mobilstation anfänglich
an das UMTS-Zugangssystem angeschlossen. Bewegt sie sich zum GSM-Sendegebiet
und empfängt
eine Nachricht von der UMTS-RNC, die angibt, dass eine Messung von
Signalen vom GSM-Netzwerk beginnen soll, triggert der Beginn von
GSM-Messungen die UE, die Classmark-Informationen zu senden, die
für ein
Handover zum GSM-System benötigt
würden,
d. h. die GSM-Parameter-2-und
-3-Classmarks. Ein analoger, ähnlicher
Prozess könnte
erfolgen, wenn die Einheit an ein GSM-Netzwerk angeschlossen ist
und sich zu einem Bereich eines UMTS-Sendegebiets bewegt.
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Die vorstehend beschriebenen Prinzipien
sind natürlich
bei anderen Netzwerken als GSM und UMTS anwendbar, obwohl sie vorzugsweise
bei diesen Netzwerken oder Ableitungen von diesen anzuwenden sind. Die
vorstehend beschriebenen Prinzipien können auch für die Übermittlung von anderen Informationen
als Classmark-Informationen verwendet werden, wenn auch vorzugsweise
für Informationen,
die bei der Herstellung eines Rufs zu einem Gegenstand von Teilnehmereinrichtung
verwendbar sind.
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Die vorliegende Erfindung kann jedes
Merkmal oder jede Kombination von Merkmalen umfassen, die hierin
entweder implizit oder explizit offenbart sind, oder jede Verallgemeinerung
dieser, unabhängig
davon, ob sie sich auf die vorliegend beanspruchte Erfindung bezieht.
In Anbetracht der vorhergehenden Beschreibung ist es für einen
Fachmann ersichtlich, dass innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung
verschiedene Modifikationen durchgeführt werden können.
