DE60020797T2

DE60020797T2 - Positionsverwaltung für zelluläre systeme

Info

Publication number: DE60020797T2
Application number: DE60020797T
Authority: DE
Inventors: Jaakko Rajaniemi; Kalle Ahmavaara; Heikki Einola; Juha BÄCK; Tony Hulkkonen; Serge Haumont
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Conversant Wireless Licensing SARL
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: WO2001001718A1; CN1118215C; EP1101382B1; FI991466A; AU4123600A; DE60020797D1; FI991466A0; EP1101382A1; CN1316168A; JP2003503921A; CA2391759C; FI109170B; BR0006854A; ES2243250T3; BRPI0006854B1; CA2391759A1; JP3805249B2; US6898433B1; ATE298180T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und eine Ausstattung zum Anzeigen des Standortes eines mobilen Endgerätes. Die Erfindung kann beispielsweise zum Implementieren einer Übergabe in einem Mobilkommunikations-System verwendet werden. Die Erfindung ist insbesondere in einem System nützlich, welches mindestens teilweise ein Mobilkommunikations-System einer dritten Generation (3G) ist. 3G-Mobilkommunikationssysteme, wie das UMTS (Universales Mobiltelekommunikations-System) werden durch das UMTS-Forum und das Europäische Telekommunikationsstandard-Institut ETSI standardisiert. Die heutige Vorstellung ist, dass 3G-Systeme sowohl leitungsvermittelte als auch paket-geschaltete Komponenten enthalten werden.
Die WO 99/20071 offenbart Techniken für einen Datentransfer und eine Standort-Verwaltung in 3G-Netzwerken.
Die 1 ist ein Blockdiagramm eines Telekommunikations-Systems, welches die Komponenten zeigt, die wesentlich zum Verstehen der Erfindung sind. Eine UMTS-Mobilstation MS besteht aus einer Mobilausstattung ME und einer USIM-Karte (User and Services and Identity Module, Nutzer- und Dienste- und Identitätsmodul). Es gibt eine Funkschnittstelle Uu zwischen der MS und einem Funkzugangs-Netzwerk (Radio Access Network, RAN), welches Basisstationen BS unter Steuerung von Funk-Netzwerksteuerungen RNC umfasst. Für leitungsvermittelte Dienste werden die RNCs mittels einer Iu-Schnittstelle mit Mobildienst-Vermittlungszentren MSC verbunden, und für paketvermittelte Dienste gibt es eine Verbindung mittels einer Gb-Schnittstelle mit Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten SGSN (GPRS = General Packet Radio Service, allgemeiner Paketfunkdienst). Die MSC- und SGSN-Elemente können separate UMTS-Zusatzabschnitte beinhalten. Teilnehmerdaten, die auf die MS bezogen sind, werden permanent in einem Heimatstandortregister (Home Location Register HLR) gespeichert, und für einen leitungsvermittelten Betrieb werden die Daten zu dem Besucherstandortregister (Visitor Location Register VLR) der MSC übertragen, welches gegenwärtig die MS bedient. Es kann getrennte Interworking-Einheiten IWU zum Anpassen der A- und Gb-Schnittellen der GSM-/GPRS-Systeme an die Iu-Schnittstelle des UMTS geben. Zum Speichern Ausstattungs-bezogener Daten umfasst das Netzwerk ein Ausstattungs-Identitätsregister (Equipment Identity Register, EIR). Zum Eingeben und Aktualisieren teilnehmerspezifischer Daten gibt es einen Betriebs- und Aufrechterhaltungs-Abschnitt O&M, welcher eine Mensch-Maschine-Schnittstelle MMI aufweist. Zum Bilden und Verwalten zusätzlicher Dienste gibt es einen typisch reservierten Dienststeuerungsknoten (Service Control Node SCN), der als eine entwickelte Version eines Dienststeuerungspunktes (SCP Service Control Point) intelligenter Netzwerke gesehen werden kann.
Nur der paket-vermittelte Abschnitt wird genauer beschrieben, und es wird angenommen, dass dieser Abschnitt einem GPRS-System ähnlich ist. Die GPRS-Infrastruktur umfasst Unterstützungsknoten, wie einen GPRS-Gateway-Unterstützungsknoten (Gateway support node, GGSN) und einen GPRS-Dienstunterstützungsknoten (Serving support node SGSN). Die Hauptfunktionen der GGSN-Knoten umfassen ein Zusammenspiel mit dem externen Datennetzwerk. Der GGSN aktualisiert das Standortverzeichnis durch Verwenden von Routing-Information, die durch die SGSNs über einen MS-Pfad bereitgestellt wird und routet das externe Datennetzwerk-Protokollpaket verkapselt über den GPRS-Backbone zu dem SGSN, der gegenwärtig die MS bedient. Er entkapselt auch und leitet die externen Datennetzwerkpakete zu dem passenden Datennetzwerk weiter und wickelt die Verrechnung des Datenverkehrs ab.
Die Hauptfunktionen der SGSN sind es, neue GPRS-Mobilstationen in ihrem Dienstbereich zu erfassen, Abwickeln des Registrierungsprozesses der neuen MSs entlang mit den GPRS-Registern, Senden/Empfangen von Datenpaketen an/von die/der GPRS-MS und Halten einer Aufzeichnung des Standortes der MSs innerhalb ihres Dienstbereiches. Die Teilnahme- Information wird in einem GPRS-Register (HLR) gespeichert, wo die Abbildung zwischen einer Identität einer Mobilstation (mobile's identity) (wie ein MS-ISDN oder IMSI) und die PSPDN-Adresse gespeichert wird. Das GPRS-Register agiert als eine Datenbank, von welcher die SGSNs abfragen können, ob eine neue MS in ihrem Bereich erlaubt ist, um sich dem GPRS-Netzwerk anzuschließen.
Die GPRS-Gateway-Unterstützungsknoten GGSN verbinden ein GPRS-Netzwerk eines Betreibers mit externen Systemen, wie GPRS-Systeme anderer Betreiber, Datennetzwerke 11, wie ein IP-Netzwerk (Internet) oder ein X.25-Netzwerk und Dienstzentren. Feste Hauptrechner bzw. Hosts 14 können mit dem Datennetzwerk 11 z.B. mittels eines lokalen Bereichsnetzwerkes LAN und einem Router 15 verbunden werden. Ein Grenz-Gateway (border gateway BG) liefert Zugang zu einem Inter-Betreiber-GPRS-Backbone-Netzwerk 12. Der GGSN kann auch direkt mit einem privaten Firmennetzwerk oder einem Host verbunden sein. Der GGSN enthält PDP-Adressen (Packet Data Protokoll, Paketdatenprotokoll) und Routinginformation von GPRS-Teilnehmern, d.h. SGSN-Adressen. Routinginformation wird zum Tunneln von Protokolldateneinheiten PDU vom Datennetzwerk 11 zu dem gegenwärtigen Vermittlungspunkt der MS verwendet, d.h. zu dem dienenden SGSN. Die Funktionalitäten des SGSN und GGSN können mit dem gleichen physikalischen Knoten verbunden sein.
Das Heimatstandortregister (Home location register, HLR) des GSM-Netzwerkes enthält GPRS-Teilnehmerdaten und Routinginformation und bildet die IMSI des Teilnehmers in eine SGSN-Adresse und eines oder mehrere Paare des PDP-Typs und der PDP-Adresse ab. Das HLR bildet auch jeden PDP-Typ und jedes PDP-Adressenpaar in einen GGSN-Knoten ab. Der SGSN weist eine Gr-Schnittstelle mit dem HLR auf (eine direkte Signalisierungsverbindung oder mittels eines internen Backbone-Netzwerkes 13). Das HLR einer roamenden MS und ihres dienenden SGSN kann sich in unterschiedlichen Mobilkommunikations-Netzwerken befinden.
Das Intra-Betreiber-Backbone-Netzwerk 13, welches eine SGSN- und GGSN-Ausstattung eines Betreibers miteinander verbindet, kann beispielsweise mittels eines lokalen Netzwerkes, wie einem IP-Netzwerk implementiert sein. Es sollte angemerkt werden, dass ein GPRS-Netzwerk eines Betreibers auch ohne das Intra-Betreiber-Backbone-Netzwerk, z.B. durch Bereitstellen aller Merkmale in einem Computer, implementiert sein kann.
2 zeigt die Protokollstapel, die bei verschiedenen Punkten in einem 3G-Netzwerk verwendet werden.
Eine Mobilstation (MS), die mit dem GPRS-Verkehr beschäftigt ist, sendet eine Zellenaktualisierungs-Nachricht (CELL UPDATE, CU) nachdem sie erfasst hat, dass sie ihre Zelle gewechselt hat. Eine Zahl von Zellen bildet einen Routingbereich (RA) und wenn sich der Routingbereich ändert, sendet die MS eine Routingsbereichs-Aktualisierungsnachricht (ROUTING AREA UPDATE (RAU) message). In dem UMTS werden die Zellenaktualisierungs-Nachrichten nicht an den SGSN gesendet, nur an den RNC. Deshalb ist sich die SGSN nicht über die exakte Zelle der MS bewusst. Für eine aktive MS kennt der SGSN nur einen Identifikator der RNC, welcher die MS abwickelt. Für eine freie MS kennt der SGSN nur den Routingbereichs-Identifikator der MS.
Ein erstes Problem, das bei dieser Erfindung vorliegt, wird jetzt mit Bezug auf 3 beschrieben. Ein 3G-System kann gewisse Probleme aufweisen, die in 2G-Systemen nicht vorkommen, wie das GSM und das GPRS. Wenn die MS beispielsweise ihre Zelle wechselt, ist es möglich, dass eine verbindungsorientierte Verbindung nicht durch die RNC abgewickelt wird, die die aktiven Zellen der MS steuert aber durch einen anderen RNC. Der frühere RNC wird ein „Drift-RNC" und der letztere RNC wird ein „dienender RNC" genannt. In 3 ist der RNC1 der dienende RNC (SRNC) und RNC2 ist der Drift-RNC (DRNC). In einem solchen Fall werden die CU- und RAU-Nachrichten über die Funkschnittstelle gehuckepackt (piggybacked) an den Kanal übertragen, welcher für die leitungsvermittelte Verbindung (Verbindungsorientierte Verbindung) reserviert ist, und wobei sie bei dem dienenden RNC enden. In einem GPRS-Kernnetzwerk, falls das Funkzugangs-Netzwerk (RAN) eine Zellen-ID (Identifikator) in die CU- oder RAU-Nachrichten eingibt, wobei dabei angezeigt wird, wo sich die MS aktuell befindet, und falls die Zelle durch die dienende RNC nicht gesteuert wird, kann der SGSN einen anderen RNC für die paket-vermittelten Verbindungen verwenden. Dies ist jedoch nicht möglich, weil alle gleichzeitigen Verbindungen für einen Nutzer durch einen RNC abgewickelt werden sollten. Mit anderen Worten, es kann eine Doppeldeutigkeit betreffend die RNC geben, welche der SGSN verwenden sollte. Das gleiche gilt in einem UMTS-System falls das Funkzugangsnetzwerk (RAN) eine Zellen-ID (Identifikator) in eine RAU-Nachricht eingibt oder ein Äquivalent.
Ein zweites verwandtes Problem ist, dass die gegenwärtigen GPRS- oder 3G-Systeme keine gleichmäßige Inter-SGSN-Routingbereichs-Aktualisierungs(RAU)-Prozedur anbieten. Eine Menge an Signalisierung wird zwischen dem neuen SGSN und dem alten SGSN, der HLR, MSC und dem (den) GGSN(s) benötigt. Insbesondere, muss der neue SGSN die Teilnehmerdaten von dem alten SGSN empfangen, bevor er sicher sein kann, dass er den RAU akzeptieren und mit dem Signalisieren fortsetzen kann. Dieses Signalisieren verursacht einen Verzug von bis zu mehreren Sekunden, was in einigen Fällen nicht vorteilhaft sein könnte. Darüber hinaus kann im Paketverkehr eine virtuelle Verbindung mehrere Tage dauern. Deshalb sind die existierenden Konzepte einer Verankerungs-MSC (anchor-MSC) und Puffer-MSC (float-MSC) nicht zweckdienlich.
Offenbarung der Erfindung
Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren und eine Ausstattung zum Beseitigen des ersten Problems, die sich mit Systemen des Standes der Technik ergeben, bereitzustellen. Das Ziel wird mit dem Verfahren und einer Ausstattung erreicht, die dadurch gekennzeichnet sind, was in dem kennzeichnenden Teil der angefügten unabhängigen Ansprüche offenbart wird. Lösungen des zweiten Problems und bevorzugte Lösungen des ersten Problems werden in den angefügten abhängigen Ansprüchen offenbart.
Die Erfindung beruht auf der Idee, dass für ein Endgerät, welches Information auf der Basis seines Standortes sendet, bestimmt werden kann (wie eine Mobilstation, die eine Verbindungsorientierte Verbindung aufweist, während sie eine CU- oder RAU-Nachricht sendet), die Standortinformation des Endgeräts (z.B. ihre Zellen-ID) kann transformiert werden, z.B. durch Verwenden einer maskierten oder verfälschten (falschen) Standortinformation, wie eine falsche Zellen-ID. Die falsche Standortinformation wird vorzugsweise gewählt, so dass der SGSN den Standort der MS annimmt, dass er sich unter dem dienenden RNC befindet. Ein gewisser Pool oder eine Gruppe von Zelladressen kann für diesen Zweck verwendet werden. Es kann vorteilhaft sein, die Adressen so zu wählen, dass der SRNC (oder SGSN) erfassen kann, dass der Verkehr weitergeleitet worden ist.
Gemäß verschiedener bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung, zeigt die Information über den Standort der MS das eine oder mehrere der folgenden an:
einen Standort (z.B. eine Zelle), die durch den SRNC gesteuert ist und welche Teil des aktiven Satzes der MS ist, falls eine derartige Zelle existiert;
einen virtuellen Standort (z.B. Zelle), welcher nicht jederzeit durch RNC gesteuert wird, im Falle, dass der aktive Satz der MS keine Zelle umfasst, die durch den SRNC gesteuert wird;
den letzten Standort (z.B. eine Zelle), der durch den SRNC gesteuert wird und welcher Teil des aktiven Satzes der MS gewesen ist, in dem Fall, dass der aktive Satz der MS keine Zelle umfasst, die durch den SRNC gesteuert wird;
einen Standort (z.B. eine Zelle), der durch den DRNC gesteuert wird, im Fall, dass der aktive Satz der MS keine Zelle umfasst, die durch den SRNC gesteuert wird; und/oder
einen Standort (z.B. eine Zelle), dessen Standort-Information die MS zuletzt empfangen hat.
Die Tatsache, dass die Standortinformation der MS eine dieser Zellen anzeigt, weist zwei mögliche Interpretationen auf. Die Standortinformation der MS kann eine derartige Zelle entweder explizit oder implizit anzeigen. Eine explizite Anzeige bedeutet, dass die Standortinformation aktuelle Zellen-Identifikatoren enthält. Eine implizite Anzeige bedeutet, dass die Standortinformation etwas Information enthält (z.B. einen oder mehrere Routing- oder Lokalbereichs-Identifikatoren) auf deren Basis eine Zelle identifiziert werden kann (falls so gewünscht). Es ist auch möglich, nur einige standortbezogene Daten zu übertragen und sie zum Berechnen des Standortes der MS zu verwenden.
Die Kriterien zum Senden von Standortinformation umfasst vorzugsweise einen Wechsel des Standortes der MS, Aktivierung eines PDP-Kontextes für die MS und Ablauf einer wiederkehrenden Zeitdauer.
Wie vorhergehend kurz angemerkt, kann die Information über den Standort der MS einen Standort anzeigen, wie eine Zelle, deren Standortinformation die MS zuletzt erhalten hat. Wenn eine Mobilstation mindestens eine aktive Verbindung aufweist, empfängt sie Systeminformation nur mittels ihrer bestimmten Signalisierungsverbindung. Diese Systeminformation umfasst z.B. den gegenwärtigen Standort (wie Routingbereich, Standortbereich und Zellenidentität) der Mobilstation. Die Systeminformation ist in der Art ähnlich zu der Information, die die MS mittels des Sendesteuerungskanals (broadcast control channel BCCH) empfängt, wenn sie nicht irgendwelche aktiven Verbindungen aufweist. Die SRNC sendet nur Systeminformation über die durch sie gesteuerten Zellen. Mit anderen Worten, sie sendet nicht Systeminformation über die durch die DRNC gesteuerten Zellen. Basierend auf der Systeminformation, kann die MS bestimmen, ob sie sich in einen neuen Routing- oder Standortbereich bewegt hat oder nicht. Die SRNC sendet diese Information als notwendig. Ein passendes Kriterium zu dessen Senden ist, dass die MS sich bewegt hat und ihr aktiver Satz nicht die Zelle enthält, deren Systeminformation die SRNC zuletzt gesendet hat oder nach einer SRNC-Übergabe (Standortwechsel).
Eine Verwendung des transformierten Standorts, wie eine falsche Zellen-ID, verursacht jedoch ein weiteres Problem. Wenn die letzte verbindungsorientierte Verbindung der MS beendet ist und der dienende RNC von der MS-URAN-Verbindung gelöscht ist, muss die SGSN über die neue (korrekte) RNC informiert werden. Das gilt auch für Fälle, wo die dienende RNC verändert wird. Dieses Problem kann wie folgt gelöst werden. Falls die letzte verbindungsorientierte Verbindung der MS beendet ist oder falls die dienende RNC gewechselt wird, muss eine zusätzliche CU oder RAU für die MS ausgeführt werden, sogar falls die Standortinformation der MS sich nicht geändert hat.
Die Standortanzeige-Funktionalität, die durch eine dienende RNC ausgeführt wird, kann wie folgt zusammengefasst werden:

1. Überprüfen, ob eine RNC-Übergabe ausgeführt werden sollte. Falls nicht, dann:
2. Wählen eines Standortes, wie eine Zelle, die durch den dienenden RNC gesteuert wird und die Teil des aktiven Satzes der MS ist, falls eine solche Zelle existiert. (Notabene: der aktive Satz muss auch mindestens eine Zelle umfassen, die durch die Drift-RNC gesteuert wird, andererseits würde das Konzept der Drift-RNC nicht existieren.).

Falls keine Übergabe in Schritt 1 ausgeführt worden ist oder keine Zelle in Schritt 2 gefunden worden ist, dann führe eine der folgenden aus:

3A. Auswählen eines virtuellen Standortes, wie eine Zelle. Eine virtuelle Zelle ist keine echte Zelle (d.h. sie wird nicht durch Funk-Transceiver abgedeckt); oder
3B. Auswählen, unter den durch den dienenden RNC gesteuerten Zellen, die durch die MS zuletzt verwendete.

Falls Schritt 3A durchgeführt wird, d.h. ein virtueller Standort wird gewählt, müssen die Kernnetzwerkelemente (der MSC und/oder der SGSN) bestimmen, dass die Standortinformation sich nicht auf eine erneute Zuordnung bezieht. Eine derartige Bestimmung kann auf der Basis eines passenden Zellen-ID-Nummerierungsplans oder einer Übersetzungstabelle gemacht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird jetzt in Verbindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:
1 ein Blockdiagramm eines Telekommunikationssystems ist, welches die Komponenten zeigt, die notwendig für das Verständnis der Erfindung sind;
2 die Protokollstapel zeigt, die bei verschiedenen Punkten in einem 3G-Netzwerk verwendet werden;
3 ein vereinfachtes Blockdiagramm ist, um das Problem klarer hervorzuheben;
4 eine Routingbereichs-Aktualisierungs-(RAU, routing area update)-Prozedur für ein GPRS-Netzwerk zeigt; und
5 eine alternative Inter-SGSN-Routingbereichs-Aktualisierungs-Prozedur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Genaue Beschreibung der Erfindung
Die 4 zeigt eine Routingbereichs-Aktualisierungs(RAU)-Prozedur für ein GPRS-Netzwerk. In Schritt 4-1 sendet die MS eine Routingbereichs-Aktualisierungsanfrage mittels der RNC2 (Drift-RNC) an die RNC1 (dienende RNS). In Schritt 4-2 fügt die RNC1 die Standortinformation der MS hinzu und leitet die RAU-Anfrage an die SGSN1 weiter. In Schritt 4-3 fragt die SGSN2 den PDP-Kontext der MS von der SGSN1 ab, welche in Schritt 4-4 antwortet. In Schritt 4-5 beginnt die SGSN1 MS-beendete (MT, MS-terminated) Pakete an die SGSN2 weiterzuleiten. Sicherheitsfunktionen sind dargestellt worden, wie in Schritt 4-6. In Schritt 4-7 sendet die SGSN2 eine AKTUALISIERUNGS-PDP-KONTEXT-ANFRAGE an den GGSN-Knoten, welcher in Schritt 4-8 antwortet. In Schritt 4-9 wird der Standort der MS in der HLR aktualisiert. In Schritt 4-10 bricht der HLR den Standort der MS in der SGSN1 ab, welche dieses in Schritt 4-11 bestätigt. In Schritt 4-12 sendet der HLR ein EINFÜGEN TEILNEHMER-DATEN an die SGSN2, welche in Schritt 4-13 bestätigt. In Schritt 4-14 sendet der HLR an die SGSN2 eine Bestätigung auf die gesendete Nachricht in Schritt 4-9. In Schritt 4-15, falls die MS IMSI-angefügt ist und keine leitungsvermittelte Verbindung aufweist, muss die SGSN-VLR-Verbindung aktualisiert werden. Die SGSN2 aktualisiert den Standort der MS und die SGSN-Zahl in der VLR, welche diese in Schritt 4-16 bestätigt. In den Schritten 4-17 und 4-18 ist der RAU-Prozess abgeschlossen.
5 zeigt eine alternative Inter-SGSN-Routingbereichs-Aktualisierungsprozedur gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform und ihre alternative Modifikationen lösen das zweite Problem, welches der Erfindung zugrunde liegt.
Aufgrund der Makrodiversität ist das Triggern einer RAU weniger klar als in 2G-Systemen. Eine RAU könnte getriggert werden, z.B. falls alle Zellen im aktiven Satz der MS zu dem neuen RA gehören, oder falls mehr als die Hälfte der Zellen dazu gehören. In Schritt 5-1 sendet die MS eine ROUTING-BEREICHS-AKTUALISIERUNGS-ANFRAGE mittels der RNC2 (Drift-RNC) an die RNC1 (dienende RNC). Die MS sendet die RAU-Anfrage mittels ihrer Uplink-Verbindung, falls eine existiert. Wegen der Koexistenz der Drift-RNC und der dienenden RNC, wird die Aktualisierung durch die SRNC empfangen, welche nicht den neuen Routingbereich der MS steuert. Die MS sollte ihre Sitzungsmanagement-Prozeduren ausheben. In Schritt 5-2 fügt die RNC1 die Standortinformation der MS hinzu und leitet die RAU-ANFRAGE an die SGSN1 weiter. Dies steht im Kontrast zu GPRS-Systemen des Standes der Technik, wo die RAU-ANFRAGE zu der SGSN2 gesendet wird. In Schritt 5-3 können Sicherheitsfunktionen wie gewöhnlich ausgeführt werden. Ein Vorteil des Sendens der RAU-ANFRAGE an die SGSN1 ist, dass die SGSN1 bereits die digitale Signatur der MS kennt (PTMSI-Unterschrift in GPRS-Ausdrücken) und es ist wahrscheinlich Authentifizierungs-Triplets dafür zu haben. Somit besteht kein Bedarf, diese getrennt abzurufen, wobei die Verzögerungen aufgrund der Inter-SGSN-Übergabe gekürzt werden kann.
In Schritt 5-4, falls die Sicherheits-Funktionen erfolgreich abgeschlossen sind, sendet der SGSN1 eine WEITERLEITUNGS-RAU-ANFRAGE an die SGSN2. Diese Nachricht beinhaltet Parameter zum Fortsetzen der Verbindung(en) nach der RAU. Derartige Parameter beinhalten Sitzungsmanagement-Daten und eventuell Iu-Information (Adresse der RNC2). Die SGSN1 kann eine Taktperiode (timing periode) starten, während welcher sie die MS-Daten in ihrem Speicher behält.
In Schritt 5-5 aktualisiert die SGSN2 den Standort der MS (IMSI, SGSN-Adresse) in der HLR. In Schritt 5-6 gibt der HLR die Teilnehmerdaten (IMSI, Teilnahme-Details) in die SGSN2, welcher die Anwesenheit der MS in dem neuen RA einfügt. Falls alle regionalen und anderen Überprüfungen durchgeführt sind, baut die SGSN2 einen MM-Kontext (Mobility Management) für die MS auf und gibt eine Bestätigung an den HLR in Schritt 5-7 zurück.
In Schritt 5-8 kann die SGSN2 eine Iu-Verbindung zur RNC2 aufbauen, welche einige Funkparameter senden kann, um schnell eine Verbindung mit der MS wiederaufnehmen kann. Dieses Merkmal ist insbesondere nützlich, falls die MS eine Verzugs-sensitive Anwendung aufweist (dies kann durch Überprüfen des Sitzungsmanagement-Kontextes der MS bestimmt werden).
In Schritt 5-9 gibt die SGSN2 eine Akzeptieren-Nachricht an die in Schritt 5-4 gesendete Nachricht zurück. Die Akzeptieren-Nachricht beinhaltet einen neuen RA-Index, die neue vorübergehende Identität der MS (P-TMSI in GPRS-Ausdrücken) und/oder ihre neue digitale Signatur. Zusätzlich können einige Radioparameter oder Codes, die von der RNC2 erhalten worden sind, gesendet werden. Die SGSN1 sollte sofort diese Nachricht bestätigen, um eine Fehlerbehandlung zu erleichtern. In Schritt 5-10 sendet die SGSN1 an die MS eine RAU-AKZEPTIEREN-Nachricht, welche vorzugsweise die gleichen Parameter wie die Nachricht von Schritt 5-9 enthält. Zusätzlich, falls eine Bestätigungsübertragung aktiv ist, kann sie etwas Protokoll-Zustandsinformation, die durch die SGSN1 bekannt ist, enthalten (die der LLC-Bestätigung in GPRS entspricht).
In Schritt 5-11 unterdrückt die SGSN1 die Downlink-Datenübertragung für einen Bestätigungsmodus, um den Protokollzustand intakt zu halten. Abhängig von den QoS, kann der SGSN1 die Datenübertragung für einen unbestätigten Modus fortsetzen.
In Schritt 5-12 bestätigt die MS mit der RAU-VOLLSTÄNDIGE-NACHRICHT, welche die vorübergehende Identität (P-TMSI) und einige Protokoll-Zustandsinformation enthält, die von der MS bekannt ist, wie eine LLC-Bestätigung für jede LLC-Verbindung, die durch die MS verwendet wird (welche alle MT N-PDUs bestätigt, die erfolgreich vor dem Start der Aktualisierungs-Prozedur übertragen worden sind. Falls die Paket-Bestätigung (äquivalent zur LLC-Bestätigung in GPRS) einen Empfang bestimmter N-PDUs bestätigt, werden diese N-PDUs von der SGSN1 gestrichen. Diese Nachricht wird den RNC-Standortwechsel triggern (welcher in dieser Ausführungsform durch die MS getriggert wird).
In Schritt 5-13 baut die MS eine Funkverbindung mit der RNC2 auf. Falls Funkparameter in Schritt 5-10 gesendet worden sind (RAU-AKZEPTIEREN), könnte die MS eine Funkverbindung sofort mit diesen Parametern aufbauen. Andererseits, sollte die MS die Funk-Verbindung durch Zugreifen auf den gemeinsamen Kanal wieder aufbauen, was eine längere Unterbrechung der Verbindung verursacht. Deshalb kann ein Senden der Funkparameter in Schritt 5-10 QoS-abhängig sein. Die MS sollte ein Uplink-Paket (nicht dargestellt) an die SGSN2 senden, im Fall, dass die RAU-VOLLSTÄNDIG-Nachricht aufgrund einer Fehlerbehandlung verloren gegangen ist. Eine alternative Ausführungsform, wobei Schritt 5-13 ausgelassen wird, wird später beschrieben.
In Schritt 5-14 sendet die SGSN1 eine WEITERLEITUNGS-RAU-VOLLSTÄNDIG-Nachricht an die SGSN2. In Schritt 5-15 bricht die SGSN1 die Iu-Verbindung zur RNC1 ab und beginnt Downlink-Pakete an die SGSN2 weiterzuleiten. Sie kann den Kontext der MS beibehalten und MT-Pakete weiterleiten, bis zum Ablauf der optionalen Taktdauer, die in Schritt 5-4 gestartet worden ist. In Schritt 5-16, wenn die SGSN2 die WEITERLEITUNGS-RAU-VOLLSTÄNDIG-Nachricht empfängt, führt sie die Datenübertragung zur MS weiter.
In Schritt 5-17 sendet die SGSN2 zu der (den) relevanten GGSN(s) eine AKTUALISIERUNGS-PDP-KONTEXT-ANFRAGE (SGSN2-Adresse, Tunnel-Identifikator, QoS-verhandelt). Die GGSNs aktualisieren deren PDP-Kontextfelder und geben eine Antwort in Schritt 5-18 zurück. Notabene: Die Schritte 5-17 und 5-18 können zu irgendeinem Zeitpunkt nach Schritt 5-5 stattfinden.
In Schritt 5-19 löscht der HLR den Standort der MS in der SGSN1. Diese Nachricht enthält den IMSI der MS und der Abbrechungs-Typ wird zu der Aktualisierungs-Prozedur gesetzt. Falls der optionale Taktgeber nicht in Schritt 5-4 gesetzt worden ist, löscht die SGSN1 die MM- und PDP-Kontext der MS. Andererseits wartet er bis die Zeit abläuft. Die Taktperiode erlaubt der SGSN1 das Weiterleiten der NPUs abzuschließen. Es gewährleistet auch, dass die MM- und PDP-Kontexte der MS behalten werden, im Falle dass die MS eine weitere Inter-SGSN-RAU beginnt, bevor das beginnende RAU abgeschlossen wird. In Schritt 5-20 bestätigt die SGSN1 mit einem STANDORT-LÖSCHEN-ACK (CANCEL-LOCATION-ACK).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird Schritt 5-13 ausgelassen. Stattdessen empfängt während des Schrittes 5-15 die RNC1 einen Hinweise von der SGSN1, dass die RNC jetzt verlegt (relocated) werden könnte. Die RNC1 wird die RNC2 informieren, die beginnen wird, die MS direkt abzuwickeln.
Im Allgemeinen ist die Erfindung ebenso anwendbar, falls die SGSN durch eine 3G-MSC (oder eine MSC/SGSN-Kombination) ersetzt wird. Für diese Ausführungsform, könnten die MSC und/oder SGSN als „Vermittlungselemente" bezeichnet werden, da sie Pakete routen und/oder leitungsvermittelte Verbindungen aufbauen.
In GSM-Systemen werden keine Standortbereichs-Aktualisierungen während einer Verbindung ausgeführt, um nicht das Relais und die Verankerungs-MSC durcheinander zu bringen. Mit einer Makrodiversität könnte die LAU die alte MSC direkt erreichen, wobei es möglich ist, eine LAU während eines Rufs zu haben. Jedoch, in einer schwierigen Inter-MEC-Übergabe, kann eine spezielle Nachricht (LAU mit einer aktiven Ruf-Anzeige) notwendig sein. Eine derartige Nachricht könnte den neuen MSC triggern, um eine Verbindung mit der alten MSC herzustellen und versuchen, den Ruf weiterzuführen. Ein Problem ist, dass die insbesondere zwischen der GSM und der UMTS geschehen würde, was bedeutet, dass eine GSM-MSC diese spezielle LAU-Nachricht interpretieren müsste.
Es sollte angemerkt werden, dass die 4 und 5 Szenarien vom schlimmsten Fall (worst-case scenarios) darstellen, in dem Sinn, dass sowohl RNCs oder MSCs sich unter SGSN-Knoten befinden. Falls die SGSNs oder die MSCs gleich sind, könnten diese Szenarien dementsprechend vereinfacht werden.

Claims

Verfahren zum Angeben des Aufenthalts eines Endgeräts (MS) in einem Telekommunikations-System, umfassend: ein Kernnetz (CN); und ein Zugangsnetz (RAN), umfassend einen ersten Netzwerk-Kontroller, welcher zumindest zeitweilig als der bedienende Netzwerk-Kontroller (SRNC) des Endgeräts zum Mitteilen des Aufenthalts des Endgeräts an das Kernnetz fungiert und ein zweiter Netzwerk-Kontroller, welcher zumindest zeitweilig als Drift-Netzwerk-Kontroller (DRNC) des Endgeräts zum Aufrechterhalten einer Verbindung mit dem Endgerät fungiert; wobei es einen ersten Satz vorherbestimmter Kriterien zum Senden von Information über den Aufenthalt des Endgeräts (MS) an das Kernnetz (CN) gibt; und wobei als Antwort auf das Erfüllen mindestens eines Kriteriums in dem ersten Satz, das Endgerät (MS) Aufenthaltsinformation (4-1, 5-1) an den zweiten Netzwerk-Kontroller (DRNC) sendet, auf deren Basis der Aufenthalt des Endgeräts bestimmt werden kann; und wobei der zweite Netzwerk-Kontroller (DRNC) die Aufenthalts-Information an den ersten Netzwerk-Kontroller (SRNC) zum Berichten an das Kernnetz (CN) weiterleitet; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Netzwerk-Kontroller (SRNC) transformierte Information (4-2, 5-2) über den Aufenthalt des Endgeräts an das Kernnetz (CN) sendet; wobei die transformierte Information explizit oder implizit anzeigt, dass sich die Mobilstation (MS) unter ihrem bedienenden Netzwerk-Kontroller befindet.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Antwort auf Beenden einer letzten verbindungs-orientierten Verbindung mit dem Endgerät, der erste Netzwerk-Kontroller (SRNC) dem Kernnetz (CN) den korrekten Aufenthalt des Endgeräts berichtet.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über den Aufenthalt des Endgeräts (MS) einen Aufenthalt anzeigt, welcher durch den ersten Netzwerk-Kontroller (SRNC) gesteuert wird und welcher Teil des aktiven Satzes des Endgeräts ist, falls ein derartiger Aufenthalt existiert.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass falls der aktive Satz des Endgeräts keinen Aufenthalt umfasst, welcher durch den ersten Netzwerk-Kontroller (SRNC) gesteuert wird, die Information über den Aufenthalt des Endgeräts (MS) einen virtuellen Aufenthalt anzeigt, welcher nicht durch einen der beiden Netzwerk-Kontroller gesteuert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass falls der aktive Satz des Endgeräts keinen Aufenthalt umfasst, welcher durch den ersten Netzwerk-Kontroller (SRNC) gesteuert wird, die Information über den Aufenthalt des Endgeräts (MS) den letzten Aufenthalt anzeigt, welcher durch den ersten Netzwerk-Kontroller gesteuert wird und welcher Teil des aktiven Satzes des Endgeräts gewesen ist.
Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass falls der aktive Satz des Endgeräts keinen Aufenthalt umfasst, welcher durch den ersten Netzwerk-Kontroller (SRNC) gesteuert wird, die Information über den Aufenthalt des Endgeräts (MS) einen Aufenthalt anzeigt, welcher zumindest teilweise durch den ersten Netzwerk-Kontroller gesteuert wird.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über den Aufenthalt des Endgeräts (MS) einen Aufenthalt der Aufenthalt-Information anzeigt, welchen das Endgerät zuletzt empfangen hat.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass falls der aktive Satz des Endgeräts (MS) keinen Aufenthalt umfasst, welcher durch den ersten Netzwerk-Kontroller (SRNC) gesteuert wird, die Information über den Aufenthalt des Endgeräts (MS) einen Aufenthalt anzeigt, welcher durch den zweiten Netzwerk-Kontroller (DRNC) gesteuert wird.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über den Aufenthalt des Endgeräts (MS) mindestens einen Zellen-Bezeichner, Routingbereichs-Bezeichner oder Aufenthaltsbereichs-Bezeichner anzeigt.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Satz von Kriterien einen Wechsel des Aufenthalts des Endgeräts, Aktivierung eines PDP-Kontextes für das Endgerät und Ablauf einer wiederkehrenden Zeitspanne umfasst.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Netzwerk-Kontroller (RNC1, RNC2) einem entsprechenden ersten und zweiten Switching-Element (SGSN1, SGSN2) zugehörig sind, zum Aufrechterhalten von Subskriptions-Information, welche dem Endgerät zugehörig ist; und Information über den Aufenthalt des Endgeräts durch das erste Switching-Element (SGSN1) empfangen wird, welches (5-4) Information über den Aufenthalt des Endgeräts an das zweite Switching-Element (SGSN2) ohne eine separate Anfrage sendet.
Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Information über den Aufenthalt des Endgeräts, das Paket-Datenprotokoll und/oder den Mobilitäts-Management-Kontext des Endgeräts umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass jedes des ersten und zweiten Switching-Elements (SGSN1, SGSN2) im Wesentlichen ein SGSN-Knoten, eine Mobildienste-Switching-Zentrale oder eine Kombination von beiden ist.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorherstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät eine Mobilstation ist, das Zugangsnetz ist ein Funk-Zugangsnetz, und der Netzwerk-Kontroller ist ein Funk-Netzwerk-Kontroller.
Ein erster Netzwerk-Kontroller zum Unterstützen eines Endgeräts (MS) in einem Telekommunikations-System, welches ein Kernnetz (CN) und ein Zugangsnetz (RAN) umfasst; wobei der erste Netzwerk-Kontroller angepasst ist, um zumindest zeitweilig als der bedienende Netzwerk-Kontroller (SRNC) des Endgeräts in dem Zugangsnetz (RAN) zum Berichten des Aufenthalts des Endgeräts an das Kernnetz (CN) zu fungieren; und wobei der erste Netzwerk-Kontroller (SRNC) angepasst ist, um Aufenthalts-Information von einem Drift-Netzwerk-Kontroller (DRNC) zu empfangen und um diese dem Kernnetz (CN) zur Bestimmung des Aufenthalts des Endgeräts zu berichten; dadurch gekennzeichnet, dass der erste Netzwerk-Kontroller (SRNC) angepasst ist, die Information über den Aufenthalt des Endgeräts, vor dessen Berichten an das Kernnetz (CN), zu transformieren; wobei die transformierte Information explizit oder implizit anzeigt, dass sich die Mobilstation (MS) unter ihrem bedienenden Netzwerk-Kontroller befindet.