DE60006700T2

DE60006700T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Verringerung der Signalisierungslast in Mobilkommunikationsnetzen

Info

Publication number: DE60006700T2
Application number: DE60006700T
Authority: DE
Inventors: Fang-Chen Cheng; Gordon Peter Bracknell Young; Said Shaw Tatesh; Qiang Swindon Cao; Patrick Charriere
Original assignee: Lucent Technologies Inc
Current assignee: Nokia of America Corp
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2020-12-21
Also published as: DE60006700D1; KR100439321B1; EP1217854B1; JP2002218531A; KR20020050114A; US6975858B2; EP1217854A1; US20020094819A1; JP4634677B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren oder eine Vorrichtung zum Verringern der Signalisierungslast in Mobilfunknetzen, besonders zum Verringern der Signalisierungslast für ein mobiles Endgerät über die Funkschnittstelle.
Im gegenwärtigen UMTS-System (Universal Mobile Telephone System) ist es für jede Funkverbindung zwischen einer Mobileinheit und dem Netz notwendig, eine große Anzahl von Parametern anzugeben, wie beispielsweise die Parameter bezüglich der Kanalcodierung, der Bitübertragungsschicht, den Funkverbindungsträgern und den physikalischen Transport- und Logikkanälen für die Verbindung sowohl für die Aufwärtsstrecke als auch die Abwärtsstrecke. Unter Umständen müssen bis zu zweihundert Parameter angegeben werden, wodurch ein sehr hohes Maß an Flexibilität ermöglicht wird, um den Bedürfnissen einzelner Benutzer zu entsprechen. Gegenwärtig findet der Aufbau jeder Funkstrecke modular statt und der gesamte Satz an Parametern wird für Schichten 1 bis 3 durch das Netz zur Mobileinheit gesendet.
Die Anordnung ist in 1 dargestellt, in der mehrere, bei 10(1) bis 10(n) angezeigte Elemente der Benutzergeräte UE1 bis UEn mit dem Knoten B, Bezugsziffer 12, in Funkverbindung stehen. Der Knoten B 12 ist einer von mehreren Knoten B, die durch eine Funknetzsteuerung (RNC – Radio Network Controller) 14 gesteuert werden, die mit dem Kernnetz (CN – Core Network) 16 verbunden ist . Der Knoten B 12 und die RNC 14 bilden zusammen das UTRAN-Netz (UMTS – Terrestrial Radio Access Network).
Beim Aufbau jedes UE 10 sendet der Knoten B 12 eine einzelne, durch Pfeile A(1) ... A(n) angezeigte Funkressourcensteuerungsnachricht (RRC – Radio Resource Control) zu diesem UE. Die RRC-Nachricht kann beispielsweise die im 3GPP-Standard definierte Nachricht „RB Set Up" sein.
Ein Nachteil der gegenwärtigen Anordnung besteht darin, daß die Funkressource verschwendet wird, da das UTRAN die Aufbaunachricht jedesmal, wenn sich eine Mobileinheit an das Netz anschaltet, über die Luftschnittstelle sendet.
Aus der europäischen Patentveröffentlichung EP-A-0642283 ist es bekannt, ein Verfahren zum Übermitteln einer Mehrzahl von signalisierungsbezogenen Parametern zu jeder Benutzereinrichtung in einem Mobilfunknetz mit einem Kernnetz und einer Mehrzahl von Steuerelementen, die jeweils über Funkübertragung mit einer Mehrzahl von Mobilbenutzereinrichtungen verbunden werden können, bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch Gruppieren der Parameter in eine erste Gruppe von Parametern, die halbstatisch sind, und eine zweite Gruppe von Parametern, die dynamisch sind.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung stellen vorteilhafterweise ein verbessertes Verfahren der Verbindung von Mobilgeräten bereit, das nicht so verschwenderisch mit Funkressourcen umgeht.
Auch wird gemäß der Erfindung ein Steuerelement für ein Mobilfunknetz bereitgestellt, das durch Funkübertragung mit einer Mehrzahl von Mobilbenutzergeräten verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn eine Benutzereinrichtung einen häufig benutzten Dienst anfordert, das Steuerelement zum Senden von auf den angeforderten Dienst bezogenen dynamischen signalisierungsbezogenen Parametern über die Funkschnittstelle zur Benutzereinrichtung und zum Auffordern der Benutzereinrichtung anzuzeigen, ob in ihr die auf den angeforderten Dienst bezogenen halbstatischen signalisierungsbezogenen Parameter gespeichert sind, und, wenn von der Benutzereinrichtung eine positive Anzeige empfangen wird, zur Ausführung der Verbindungsherstellung, angeordnet ist. Das Steuerelement kann ein Knoten B sein.
In den Zeichnungen ist der Stand der Technik in 1 dargestellt. Die Erfindung wird beispielhafterweise nur unter Bezugnahme auf 2 bis 4 beschrieben. In den Figuren zeigt:
2 ein Verfahren zum Übermitteln von Parametern in der ersten Gruppe zu Mobilgeräten;
3 einen Verbindungsaufbau, wenn das Mobilgerät bereits gespeicherte Parameter in der ersten Gruppe aufweist; und
4 den Verbindungsaufbau, wenn die Parameter in der ersten Gruppe dem Mobilgerät unbekannt sind.
In 2 werden mehrere Benutzergeräte 20(1) bis 20(n) durch einen Knoten B 22 gesteuert. Der Knoten B wird durch eine RNC 24 gesteuert, die auch zwei andere Knoten B 26, 28 steuert.
Die Knoten B 22, 26, 28 werden von der RNC 24 angewiesen, die halbstatischen Parameter in der ersten Gruppe, wie Pfeil B angezeigt, rundzusenden. Die halbstatischen Parameter werden im standardmäßigen Rundesendekanal rundgesendet und intermittierend rundgesendet, wobei jede Rundsendeperiode lang genug ist, daß jedes einem der Knoten B zugeordnete UE 20 die Parameter während des intermittierenden Einloggens dieser Mobileinheit in den Rundsendekanal empfängt, was ein Standardverfahren ist.
Bei Empfang der Rundsendung speichert jedes UE 20 die halbstatischen Parameter, beispielsweise in seiner SIM-Karte.
Als Alternative können statische Parameter anfänglich vom Hersteller in die SIM-Karte eingeladen werden, aber eine derartige Anordnung verleiht geringere Flexibilität als intermittierende Rundsendung, die die Aktualisierung der halbstatischen Parameter in Zeitabständen zuläßt.
Die halbstatischen Parameter werden auf der Grundlage gruppiert, daß der größte Teil der Benutzer von Mobilgeräten nur eine begrenzte Menge von Diensten wie beispielsweise Sprachdienste, Telefaxdienste und Web-Browsing benutzen. Für diese Dienste sind rund achtzig Prozent der Parameter zur Einstellung der Schichten 1, 2 und 3 des Netzes vordefiniert und bilden die halbstatischen Parameter der ersten Gruppe. Die übrigen zwanzig Prozent wie beispielsweise Frequenzkanalisierung und Verwürfelungscodes werden dynamisch vom Funknetz gemanaged und bilden die zweite dynamische Gruppe von Parametern.
Bei Verbindungsaufbau muß, wenn die erste Gruppe von Parametern im Benutzergerät gespeichert ist, nur die zweite Gruppe über die Funkschnittstelle gesendet werden, woraus sich große Ersparnisse der Funkressource ergeben.
Ausführlicher können die auf die beliebtesten Dienste bezogenen Parameter in der ersten Gruppe durch den Netzbetreiber definiert werden, zweckdienlicherweise gekennzeichnet durch einen „Profilkennzeichnungs-"wert (Profile Identifier), der auf eine vorbestimmte Einstellnummer N für jeden Dienst bezogen ist und, um gegebenenfalls Aktualisierung zu erlauben, auch durch einen Profilversionswert V (Profile Version).
In 3 ist ein erstes Verbindungsaufbauverfahren dargestellt. Das UE 20 sendet dem UTRAN 22, 24 eine Anforderung 30 eines Diensttyps x; das UTRAN 22, 24 reagiert durch Senden einer expliziten Liste dynamischer Parameter der zweiten Gruppe und auch einer Anforderung der Verwendung einer der vordefinierten Einstellnummern N für den angeforderten Dienst zuzüglich des Versionswertes V, Bezugsziffer 32.
Wenn die N und V entsprechenden Parameter bereits im UE 20 gespeichert sind, sendet es eine Nachricht 34 „Endgerät bereit" und die Verbindung wird aufgebaut und kann ablaufen.
In der 4 wird die Anforderung des Dienstes 30 und Antwort mit dynamischen Parametern N und V, 32 , wie in 3 gesendet. Dieses Mal ist das vordefinierte Profil nicht im UE 20 gespeichert, das dies dem UTRAN, Bezugsziffer 36, meldet. Vom UTRAN 22, 24 wird dann eine explizite Liste von Parametern entsprechend der Einstellnummer N Version V, 38 gesendet und das UE 20 sendet dann eine Nachricht 40 „Endgerät bereit".
Der in 4 dargestellte Nachrichtenaustausch findet entweder dann statt, wenn das UE 20 keine Rundsendeversion der Parameter der ersten Gruppe empfangen hat oder wenn die aufgezeichnete Version V für den erforderlichen Dienst veraltet ist. In beiden Fällen speichert das UE 20 nunmehr die Profilnummer N Version V für zukünftige Verwendung.
Auch ist es möglich, einen Ablaufzeitgeber für die Gültigkeit einer beliebigen der Einstellungen N der ersten Gruppe für eine Version V zu setzen.
Durch Anwendung der Erfindung werden nicht nur Funkressourcen gespart, sondern auch Verbindungsaufbauzeit verringert.
In einem weiteren Beispiel kann die Erfindung auf Muster im Komprimiermodus angewandt werden, d.h. wenn das Netz erfordert, daß ein Endgerät in Komprimiermodus übergeht, wenn lange Listen häufig wiederholter Zeichen vom Netz zu einem UE gesendet werden. Die häufig wiederholten Zeichen, d.h. die halbstatischen Parameter, werden zur Benutzereinrichtung rundgesendet und gespeichert, und auch die Anzahl von Wiederholungen; wenn das Netz den Betrieb im Komprimiermodus erfordert, fragt das UTRAN das entsprechende UE, ob es die häufig wiederholten Zeichen gespeichert hat, und wenn eine positive Antwort empfangen wird, kann der Komprimiermodus schnell aufgebaut werden. Komprimiermodus ist im UMTS-Standard definiert.
Im vorliegenden Beispiel enthalten die halbstatischen Parameter die TGPSI I (Transmission Gap Pattern Sequence – Übertragungslückenmusterfolge); die TGPS-Zustandsmarkierung; die Übertragungslückenmusterfolgenkonfigurationsparameter; den TGMP (Transmission Gap Pattern Sequence Measurement Purpose – Übertragungslückenmusterfolge-Messungszweck); die TGPRC (Transmission Gap Pattern Repetition Sequence – Übertragungslückenmusterwiederholungsfolge) und die TGSN (Transmission Gap Starting Slot Number – Übertragungslücken-Startschlitznummer). Die TGCFN (Connection Frame Number of the Transmission Gap Pattern – Verbindungsrahmennummer des Übertragungslückenmusters) wird ein dynamischer Parameter sein.
Es sind wiederum weniger Funkressourcen erforderlich und die Aufbauzeit für den Kompressionsmodus kann verringert werden.
Obwohl die Erfindung anfänglich im UMTS Anwendung finden wird, wird auch erwartet, daß sie in zukünftigen Generationen von Mobilfunknetzen benutzt wird.

Claims

Verfahren zum Übermitteln einer Vielzahl von signalisierungsbezogenen Parametern zu jeder Benutzereinrichtung in einem Mobilfunknetz mit einem Kernnetz und einer Mehrzahl von Steuerelementen (22, 26, 28), wobei jedes Steuerelement durch Funkübertragung mit einer Mehrzahl von Mobilbenutzereinrichtungen (20) verbindbar ist, gekennzeichnet durch: Gruppieren der Parameter in eine erste Gruppe von Parametern, die halbstatisch sind, und eine zweite Gruppe von Parametern, die dynamisch sind; Speichern der ersten Gruppe von Parametern in der Benutzereinrichtung; bei Übertragung einer Dienstanforderung von der Benutzereinrichtung über die Funkschnittstelle Senden (32) der Parameter in der zweiten Gruppe, die auf diese Dienstanforderung bezogen sind, zur Benutzereinrichtung und Anfragen, ob in der Benutzereinrichtung die Parameter in der ersten Gruppe gespeichert sind, die auf diese Dienstanforderung bezogen sind, und wenn ja (34), Implementieren der Dienstanforderung.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem sich die erste Gruppe von Parametern auf Aufwärts- und Abwärtsverbindungsparameter für die durch die Benutzereinrichtung am häufigsten benutzten Dienste beziehen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem sich die erste Gruppe von Parametern auf komprimierte Betriebsweise der Benutzereinrichtung bezieht.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die erste Gruppe von Parametern weiterhin in Profilkennungsgruppen eingeteilt ist, die jeweils eine vordefinierte Einstellnummer N für jeden am häufigsten benutzten Dienst und eine Version V dieser Einstellnummer kennzeichnen.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem, wenn eine Benutzereinrichtung einen der am häufigsten benutzten Dienste anfordert (30), das Netz die Benutzereinrichtung auffordert (32), eine vordefinierte Einstellnummer N und eine Version V zu benutzen und wenn diese Version V in der Benutzereinrichtung gespeichert ist, die Benutzereinrichtung eine Nachricht „Endgerät bereit" zurücksendet (34).
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem, wenn eine Benutzereinrichtung einen der am häufigsten benutzten Dienste anfordert (30), das Netz die Benutzereinrichtung auffordert (32), eine vordefinierte Einstellnummer N und eine Version V zu benutzen und wenn diese Version V nicht in der Benutzereinrichtung gespeichert ist (36), das Netz die Parameter der definierten Einstellnummer N und Version V zu dieser Benutzereinrichtung sendet (38), die von der Benutzereinrichtung gespeichert werden.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Benutzereinrichtung die die auf Version V der Einstellnummer N bezogenen Parameter speichert.
Verfahren nach einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, bei dem die erste Gruppe von Parametern intermittierend auf dem Rundsendekanal des Netzes an Benutzereinrichtungen rundgesendet wird.
Steuerelement (22, 26, 28) für ein Mobilfunknetz, das durch Funkübertragung mit einer Mehrzahl von Mobilbenutzereinrichtungen (20) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn eine Benutzereinrichtung einen häufig benutzten Dienst anfordert, das Steuerelement zum Senden von auf den angeforderten Dienst bezogenen dynamischen signalisierungsbezogenen Parametern über die Funkschnittstelle zur Benutzereinrichtung und zum Anfordern der Benutzereinrichtung, anzuzeigen, ob in ihr die auf den angeforderten Dienst bezogenen halbstatischen signalisierungsbezogenen Parameter gespeichert sind, und wenn von der Benutzereinrichtung eine positive Anzeige empfangen wird, die Verbindungsherstellung auszuführen, angeordnet ist.