DE60311949T2

DE60311949T2 - Verbesserte OpenRAN Architektur für Funknetzsteuerungseinheit, Mobilkommunikationssystem, und Verfahren zur Steuerung eines Funkbasisstationsgeräts

Info

Publication number: DE60311949T2
Application number: DE60311949T
Authority: DE
Inventors: Masanori Taketsugu
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2003-12-12
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2023-12-13
Also published as: US20040127258A1; EP1705935B1; EP1429567A1; EP1705935A2; EP1763264A3; DE60311949D1; JP2004194073A; EP1705935A3; EP1763265A2; EP1763265A3; EP1429567B1; US20070213097A1; CN100583688C; EP1763264A2; CN1507173A; JP4092562B2; DE60328542D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung:
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Funknetz-Steuereinrichtung zum Steuern einer Funkbasisstation-Vorrichtung, die die Funkkommunikation mit beweglichen Endgeräten ausführt, auf ein Mobilkommunikationssystem und auf ein Verfahren zum Steuern der Funkbasisstation-Vorrichtung.
2. Beschreibung des Standes der Technik:
1 veranschaulicht die Architektur eines W-CDMA-Kommunikationssystems, das ein Mobilkommunikationssystem ist.
Wie in 1 veranschaulicht ist, umfasst ein Funkzugriffsnetz (RAN) 1 Funknetzsteuereinrichtungen (RNC) 4, 5 und Knoten B 6–9. Außerdem ist das Funkzugriffsnetz (RAN) 1 über eine Iu-Schnittstelle mit einem Kernnetz (CN) 3 verbunden, das ein Austauschernetz ist. Es wird angemerkt, dass die Knoten B 6–9 logische Knoten für die Funkkommunikation repräsentieren und genauer Funkbasisstation-Vorrichtungen sind.
Die Schnittstelle zwischen dem Knoten B und der RNC wird "Iub" genannt, wobei außerdem eine Iur-Schnittstelle als eine Schnittstelle zwischen RNCs definiert ist. Jeder der Knoten B 6–9 versorgt eine oder mehrere Zellen 10 und ist über eine Funkschnittstelle mit einem beweglichen Endgerät (UE) 2 verbunden. Die Knoten B schließen eine Funkverbindung ab, während die RNC die Knoten B managt und bei einer Soft-Gesprächsweiterleitung wahlweise Funkwege zusammensetzt. Einzelheiten über die in 1 veranschaulichte Architektur sind in 3GPP (3rd Generation Partnership Projects) definiert.
2 ist ein Blockschaltplan, der die Konfiguration einer beispielhaften offenen RAN-Architektur veranschaulicht, die in 1 gezeigte RNCs 5, 6 und Knoten B 6–8 umfasst.
Wie in 2 veranschaulicht ist, umfasst dieses Beispiel des Standes der Technik einen Endgerätpositionsdetektor 101 zum Sammeln und Berechnen der Positio nen von Endgeräten; einen gemeinsamen Funkbetriebsmittelmanager 102 für das Management einer Funkzugriffsnetzumgebung zum Optimieren einer Netzbelastung; eine Funkruf/Rundsende-Netzvorrichtung 103 zum Steuern des Flusses einer Funk-Rundsendung/Sammelsendung und zur Übermittlung des Zustands der Funk-Rundsendung/Sammelsendung; eine Zellensteuereinheit 104 zum Steuern der Erlaubnis eines Funkzugriffs auf jede Funkbasisstation-Vorrichtung sowie einer Blockierung und einer Zuweisung der Funkbasisstation-Vorrichtung; eine mobile Steuereinrichtung 105 zum Aufbauen und Freigeben eines Kommunikationskanals; ein Zellenkommunikation-Gateway 107 zum Senden einzelner Funkkanalsignale und zum Multiplexieren/Demultiplexieren gemeinsamer Funkkanalsignale; ein Anwender-Funk-Gateway 108, das für die Verschlüsselung und Entschlüsselung von Funkkanälen, für die Kompression eines Kopfabschnitts, für die Multiplexierung/Demultiplexierung und für die Rücksendesteuerung verantwortlich ist; und eine Funkschicht 106 zum Erzeugen von Positionsinformationen über Endgeräte, zum Codieren und Decodieren von Funkkanälen oder zum Steuern der Leistung von Funkverbindungen.
Die Zellensteuereinheit 104 steuert in der wie oben beschrieben konfigurierten offenen RAN-Architektur Funkzugriffe auf jede Funkbasisstation-Vorrichtung. Zu diesem Zweck werden Steuersignale zwischen der Zellensteuereinrichtung 104 und dem Zellenkommunikation-Gateway 107 und der Funkschicht 106 übermittelt, um (wie z. B. im Mobile-Wireless-Internet-Forum (MWIF) "Open RAN Architecture in 3rd Generation Mobile Systems Technical Report MTR-007" v1.0.0 (12. Juni 2001) offenbart ist) Funkzugriffe zu steuern.
Jede der RNCs 4, 5 im wie oben beschriebenen Funkzugriffsnetz (RAN) 1 besitzt eine Funktion zum Steuern einer C-Ebene und eine Funktion zum Steuern einer U-Ebene, die physikalisch miteinander integriert sind.
In einem Mobilkommunikationssystem, das eine RNC besitzt, die mit den integrierten Funktionen zum Steuern der C-Ebene und der U-Ebene versehen ist, muss die Gesamt-RNC hinzugefügt werden, um die Signalgebungs-Verarbeitungsfähigkeiten zu verbessern, selbst wenn nur die Hinzufügung der C-Ebenen-Steuerfunktion erforderlich ist. Außerdem muss die Gesamt-RNC hinzugefügt werden, um eine Anwenderdaten-Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen, selbst wenn nur die Hinzufügung der U-Ebenen-Steuerfunktion erforderlich ist. Es ist klar, dass die RNC in der herkömmlichen Konfiguration beim Aufbau eines hoch skalierbaren Systems Schwierigkeiten macht.
Außerdem leidet das vorstehende Mobilkommunikationssystem im Fall einer Soft-Gesprächsweiterleitung an den folgenden Problemen. In einer normalen Verbindungseinstellung wird eine Funkverbindung zwischen der RNC und dem Knoten B verbunden, während zwei oder mehr Wege zwischen der RNC bzw. den RNCs und mehreren Knoten B verbunden werden, wenn ein UE (bewegliches Endgerät) eine Soft-Gesprächsweiterleitung erfordert. Während die Soft-Gesprächsweiterleitung über die RNCs aufgebaut wird, werden die Wege zwischen einer Abnehmer-RNC und einer Drift-RNC daraufhin unter Verwendung einer Schnittstelle verbunden, die "Iur" (1) genannt wird.
Selbst wenn während der wie oben beschriebenen Soft-Gesprächsweiterleitungssituation über RNCs ein Weg für Anwenderdaten von einer U-Ebenen-Steuerfunktionseinheit zu mehreren an der Soft-Gesprächsweiterleitung beteiligten Knoten B verbunden werden kann, muss für den Zweck ein Weg zwischen der Abnehmer-RNC und der Drift-RNC verbunden werden. Dies gibt Anlass zu Nachteilen nutzloser Betriebsmittel und einer durch den über die RNCs verbundenen Weg verursachten Verzögerung.
Um die Nachteile zu behandeln, sind Techniken erdacht worden, um die U-Ebenen-Steuerfunktion und die C-Ebenen-Steuerfunktion zu trennen.
Wenn die U-Ebenen-Steuerfunktion und die C-Ebenen-Steuerfunktion in der in 2 veranschaulichten Architektur getrennt sind, wird betrachtet, dass die C-Ebenen-Steuerfunktion durch den Endgerätpositionsdetektor 101, durch den gemeinsamen Funkbetriebsmittelmanager 102, durch die Funkruf/Rundsende-Netzvorrichtung 103, durch die Zellensteuereinrichtung 104 und durch die mobile Steuereinrichtung 105 realisiert wird, während die U-Ebenen-Steuerfunktion durch das Zellenkommunikation-Gateway 107 und durch das Anwender-Funk-Gateway 108 realisiert wird.
In der wie oben beschriebenen herkömmlichen Architektur steuert die Zellensteuereinrichtung Funkzugriffe auf jeweilige Funkbasisstationsvorrichtungen zum Übermitteln von Steuersignalen zum Steuern von Funkzugriffen zwischen der Zellensteuereinrichtung und dem Zellenkommunikation-Gateway und der Funk schicht. Somit sollte, wenn die Komponenten der Architektur in eine Gruppe, die aus dem Endgerätpositionsdetektor, aus dem gemeinsamen Funkbetriebsmittelmanager, aus der Funkruf/Rundsende-Netzvorrichtung, aus der Zellensteuereinrichtung und aus der mobilen Steuereinrichtung besteht, um die C-Ebenen-Steuerfunktion zu realisieren, und in die andere Gruppe, die aus dem Zellenkommunikation-Gateway und aus dem Anwender-Funk-Gateway besteht, um die U-Ebenen-Steuerfunktion zu realisieren, getrennt sind, zwischen den Komponenten, die zur Realisierung der C-Ebenen-Steuerfunktion verwendet werden, und den Komponenten, die zur Realisierung der U-Ebenen-Steuerfunktion verwendet werden, eine erhebliche Menge Signale übermittelt werden, um Funkzugriffe zu steuern, was ein Problem der daran beteiligten komplizierten Steuerung verursacht.
Außerdem müssen dann, wenn die vorstehende Technik auf Funkkommunikationssysteme angewendet wird, die verschiedene Funkübertragungsschemata nutzen, die jeweiligen Komponenten, die zur Realisierung der C-Ebenen-Steuerfunktion verwendet werden, und die jeweiligen Komponenten, die zur Realisierung der U-Ebenen-Steuerfunktion verwendet werden, in der gleichen Anzahl wie die Funkübertragungsschemata bereitgestellt werden, was zu einer größeren Skale und zu erhöhten Kosten der resultierenden offenen RAN-Architektur führt.
In Technical Report MTR-007, Release V1.0.0, Xx, Xx (04-09-2001), S. 1–64, XP 002221482, ist eine Funkzugriffsnetzarchitektur offenbart, gemäß der ein monolithisches RNC-Netzelement mit seinen logischen SRNC- und CRNC-Funktionen über mehrere Netzentitäten in dem OpenRAN verteilt worden ist, um die physikalische Trennung der Steuer- und der Trägerebene zu ermöglichen und um die Skalierbarkeit zu verbessern.
In IEEE Communications Magazine, IEEE Service Center, Mai 2002, XP 001129447, ist eine Architektur für mobile drahtlose RANs offenbart, die das OpenRAN genannt wird. Die Architektur beruht auf einem umstrittenen Verarbeitungsmodell mit einem geleiteten IP-Netz als die betonte Transportstruktur.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Funknetz-Steuereinrichtung zu schaffen, die die komplizierte Steuerung der Signalkommunikation zwischen Vorrichtungen selbst bei der Fähigkeit zum Aufbau eines hoch skalierbaren Sys tems vermeiden kann und die eine unnötige Zunahme der Skale selbst dann vermeiden kann, wenn verschiedene Funkübertragungsschemata verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Funknetz-Steuereinrichtung zum Steuern einer Funkbasisstation-Vorrichtung zum Ausführen einer Kommunikation mit einem beweglichen Endgerät über eine Funkverbindung, wie sie im unabhängigen Anspruch 1 definiert ist.
Mit der vorstehenden Konfiguration kann die erste Steuereinrichtung allein hinzugefügt werden, um die der Signalgebung zugeordneten Verarbeitungsfähigkeiten zu verbessern, während die zweite Steuereinrichtung allein hinzugefügt werden kann, um die einer Übertragung von Anwenderdaten zugeordneten Verarbeitungsfähigkeiten zu verbessern. Auf diese Weise wird die von einem besonderen Funkübertragungsschema abhängige Steuerung selbst mit der Fähigkeit zum Aufbau einer hoch skalierbaren Systemkonfiguration vollständig in der zweiten Steuereinrichtung durchgeführt, sodass die Notwendigkeit zur Übermittlung von Signalen zum Steuern von Funkzugriffen zwischen der ersten Steuereinrichtung und der zweiten Steuereinrichtung beseitigt wird.
Außerdem können bei Anwendung auf Mobilkommunikationssysteme, die verschiedene Funkübertragungsschemata nutzen, so viel zweite Steuereinrichtungen wie verschiedene Funkübertragungsschemata bereitgestellt werden, um die mit den jeweiligen Funkschemata vereinbare Steuerung auszuführen, während die erste Steuereinrichtung alle zweiten Steuereinrichtungen gemeinsam steuert. Das resultierende System kann mehrere Bereiche in einer kleinen Skale unterstützen.
Wenn ferner eine Funknetz-Steuereinrichtung eine erste Steuereinrichtung zum Ausführen einer Steuerung in Bezug auf Endgerät-Betriebsmittel für ein Endgerät und eine zweite Steuereinrichtung, die von der ersten Steuereinrichtung physikalisch getrennt bereitgestellt ist, um eine Steuerung in Bezug auf Basisstation-Betriebsmittel für eine Funkbasisstation auszuführen, besitzt, wird die Steuerung in Bezug auf die Basisstation-Betriebsmittel selbst bei der Fähigkeit zum Aufbau einer hoch skalierbaren Systemkonfiguration vollständig in der zweiten Steuereinrichtung durchgeführt, was zur Beseitigung der Notwendigkeit zum Übermitteln von Signalen zum Steuern von Funkzugriffen zwischen der ersten Steuereinrichtung und der zweiten Steuereinrichtung sowie zur Fähigkeit zur Unterstützung mehrerer Bereiche in einer kleinen Skale führt.
Die obigen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Bezug auf die beigefügte Zeichnung hervor, die ein Beispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist ein Diagramm, das die Architektur eines W-CDMA-Kommunikationssystems veranschaulicht, das ein Mobilkommunikationssystem ist.
2 ist ein Blockschaltplan, der die Konfiguration einer beispielhaften offenen RAN-Architektur veranschaulicht, die in 1 gezeigte RNC und Knoten B umfasst.
3 ist ein Blockschaltplan, der die Konfiguration einer Ausführungsform einer offenen RAN-Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die eine Funknetz-Steuereinrichtung und eine Funkbasisstation-Vorrichtung umfasst;
4 ist ein Diagramm zur Erläuterung, dass die Skalierbarkeit zwischen einer in 3 gezeigten Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit und Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit sichergestellt werden kann;
5 ist ein Ablaufplan, der eine Soft-Gesprächsweiterleitung in dem in den 3 und 4 veranschaulichten Mobilkommunikationssystem darstellt;
6 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines herkömmlichen Netzes und den Fluss von Anwenderdaten und Steuersignalen innerhalb des Netzes veranschaulicht;
7 ist ein Prinzipschaltbild, das die Konfiguration eines Netzes veranschaulicht, in dem die RNC in einer Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit und in Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten unterteilt ist, wobei die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten jeweils in Knoten B integriert sind;
8 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel repräsentiert, in dem das Endgerät UE, das keine Funkverbindung hatte, eine Funkverbindung über zwei Knoten B einstellt;
9 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel repräsentiert, in dem ein bewegliches Endgerät, das bereits eine Funkverbindung besitzt, eine Funkverbindung über den Knoten B neu hinzufügt, was zu einer Soft-Gesprächsweiterleitungssituation führt;
10 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften Fluss von Anwenderdaten und Steuersignalen in einem IP-Netz veranschaulicht; und
11 ist ein Diagramm, das einen weiteren beispielhaften Fluss von Anwenderdaten und Steuersignalen in dem IP-Netz veranschaulicht.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
3 ist ein Blockschaltplan, der die Konfiguration einer Ausführungsform einer offenen RAN-Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, die eine Funknetz-Steuereinrichtung und eine Funkbasisstation-Vorrichtung umfasst.
Wie in 3 veranschaulicht ist, umfasst die offene RAN-Architektur gemäß dieser Ausführungsform einen Endgerätpositionsdetektor 101 zum Sammeln und Berechnen der Positionen von Endgeräten; einen gemeinsamen Funkbetriebsmittelmanager 102 für das Management einer Funkzugriffs-Netzumgebung, um eine Netzbelastung zu optimieren; eine Funkruf/Rundsende-Netzvorrichtung 103 zum Steuern des Flusses der Funk-Rundsendung/Sammelsendung und zum Übermitteln des Zustands der Funk-Rundsendung/Sammelsendung; eine Steuereinrichtung 104 zum Steuern der Erlaubnis eines Funkzugriffs auf jede Funkbasisstation-Vorrichtung sowie einer Blockierung und Zuweisung der Funkbasisstation-Vorrichtung; eine mobile Steuereinrichtung 105 zum Aufbauen und Freigeben eines Kommunikationskanals; ein Zellenkommunikation-Gateway 107 zum Senden einzelner Funkkanalsignale und zum Multiplexieren/Demultiplexieren gemeinsamer Funkkanalsignale; ein Anwender-Funk-Gateway 108, das für die Verschlüsselung und Entschlüsselung von Funkkanälen, für eine Kompression eines Kopfabschnitts, für eine Multiplexierung/Demultiplexierung und für eine Rücksendesteuerung verantwortlich ist; und eine Funkschicht 106 zum Erzeugen von Positionsinformationen über Endgeräte, zum Codieren und Decodieren von Funkkanälen oder zum Steuern der Leistung von Funkkanälen. Diese Komponenten sind ähnlich den in 2 gezeigten Gegenstücken.
In dieser Ausführungsform ist eine erste Steuereinrichtung, die durch die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 repräsentiert ist, durch Komponenten zum Steuern von Endgerät-Betriebsmitteln realisiert, die einen Endgerätpositionsdetektor 101, einen gemeinsam Funkbetriebsmittelmanager 102, ein Funkruf/Rundsende-Netz 103 und eine mobile Steuereinrichtung 105 enthalten, während eine durch die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit 120 repräsentierte zweite Steuereinrichtung durch Komponenten zum Steuern der Basisstation-Betriebsmittel realisiert ist, die eine Funkschicht 106, ein Zellenkommunikation-Gateway 107 und ein Anwender-Funk-Gateway 108 enthalten.
Wie oben beschrieben wurde, ist die offene RAN-Architektur dieser Ausführungsform so konfiguriert, dass ein Block zum Steuern einer Funkbasisstation-Vorrichtung physikalisch in eine Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110, die in ihrer Steuerung unabhängig von jeglichem Funkübertragungsschema ist, und in eine Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit 120, die in ihrer Steuerung von einem bestimmten Funkübertragungsschema abhängt, getrennt ist, wodurch ermöglicht wird, eine hoch skalierbare Systemkonfiguration zu schaffen. Genauer kann nur eine Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 hinzugefügt werden, um die Signalgebungsverarbeitungsfähigkeiten zu verbessern, während nur eine Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit 102 hinzugefügt werden kann, um die Anwenderdaten-Übertragungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
Da die funkspezifischen Steuerkomponenten alle in der Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit 120 enthalten sind, besteht in dieser Ausführungsform außerdem selbst dann keine Notwendigkeit, eine große Menge von Signalen zwischen Vorrichtungen zu übermitteln, wenn die U-Ebenen-Steuerfunktion von der C-Ebenen-Steuerfunktion getrennt ist.
Ferner können in einer Anwendung auf Mobilkommunikationssysteme, die verschiedene Funkübertragungsschemata nutzen, so viel Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten 120 wie Funkbetriebsmittelschemata bereitgestellt werden, um die mit den jeweiligen Funkbetriebsmittelschemata vereinbare Steuerung auszuführen. Die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 steuert wiederum alle Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten 120 gemeinsam, was ermöglicht, dass die offene RAN-Architektur dieser Ausführungsform mehrere Bereiche in einer kleinen Skale unterstützt.
Nachfolgend wird anhand von 4 eine Beschreibung der Fähigkeit der vorstehenden Ausführungsform gegeben, die Skalierbarkeit zwischen der in 3 gezeigten Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 und Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit 120 sicherzustellen.
Die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheiten 110a–110c sind über eine Vorrichtung 17 wie etwa einen IP-Router, einen Hub oder dergleichen mit Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten 120a–120c verbunden. Da die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 und die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit 120 herkömmlich zu einer einzigen RNC-Vorrichtung integriert sind, müssen für die Erweiterung zusätzliche RNCs bereitgestellt werden. Da die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 für die Signalgebungsverarbeitung wie etwa für eine Anrufverarbeitung verantwortlich ist, würde aber eine Zunahme der Menge der Anrufe zu unreichenden Verarbeitungsfähigkeiten der Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 führen. In diesem Fall kann die Verarbeitungsbelastung leicht durch das Neuhinzufügen einer oder mehrerer Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheiten 110 verteilt werden.
Zum Beispiel wird ein zur Verwendung mit zwei Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheiten 110a, 110b definierter Algorithmus angenommen, der die Verwendung der Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110a anweist, wenn die niedrigstwertige Stelle der jedem beweglichen Endgerät zugewiesenen Endgerätnummer n eine gerade Zahl ist, und die Verwendung der Endgerät-Betriebsmitteleinheit 110b anweist, wenn die niedrigstwertige Ziffer eine ungerade Zahl ist. Wenn dieser Algorithmus zur Verwendung mit drei Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheiten 110a–110c angewendet wird, können die Verarbeitungsfähigkeiten leicht näherungsweise um einen Faktor von 1,5 verbessert werden, indem der Algorithmus so geändert wird, dass er die Verwendung der Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110c anweist, wenn die niedrigstwertige Ziffer der Endgerätnummer 0, 1, 2 oder 3 ist.
Anders als im Vorstehenden ist die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit 120 auch für die Anwenderdatenübertragung verantwortlich, sodass sie knapp an Verarbeitungsfähigkeiten sein könnte, falls jedes bewegliche Endgerät eine erhöhte Menge zu übermittelnder Daten überträgt. In diesem Fall kann die Verarbeitungsbelastung durch Neuhinzufügen einer oder mehrere Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten 120 leicht verteilt werden. Zum Beispiel kann die Übertragungsgeschwindigkeit leicht um einen Faktor 1,5 erhöht werden, indem die Kon figuration, die zwei Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten 120a, 120b umfasst, von denen jede drei Funkbasisstation-Vorrichtungen oder Knoten B 6a–6f besitzt, in eine verbesserte Konfiguration verändert wird, die drei Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten 120a, 120b, 120c umfasst, mit denen jeweils zwei der Knoten B 6a–6f verbunden sind.
5 veranschaulicht in dem in den 3 und 4 veranschaulichten Mobilkommunikationssystem eine Folge, die von einer Sprachkommunikation, die durch ein bewegliches Endgerät oder ein Endgerät UE in Schritt S1 unter Verwendung des Knotens B Nr. 1 (6a) und der Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 (120a) ausgeführt wird, bis zu einer Anforderung für eine Soft-Gesprächsweiterleitung mit dem Knoten B Nr. 2 (6b), die durch das Endgerät UE vorgenommen wird, und bis zu der Verbindung eines Wegs zwischen dem Endgerät UE und dem Knoten B Nr. 2 umfasst.
Die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 (110a) managt Betriebsmittel der Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 und des Knotens B Nr. 1. Die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 (110b) managt wiederum Betriebsmittel der Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 (120b) und des Knotens B Nr. 2.
In Schritt S2 wird eine Anforderung für eine Soft-Gesprächsweiterleitung vom Endgerät UE über den Knoten B Nr. 1 und die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 als "MEASUREMENT REPORT (RRC)" an die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 übermittelt.
Nachfolgend erfasst die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 in Schritt S3 die IP-Adresse für eine Soft-Gesprächsweiterleitung zur Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 und benachrichtigt die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 zusammen mit einer "RADIO LINK SETUP REQUEST" auf der Grundlage eines megacop (IETF RFC3015) über die IP-Adresse.
Nachfolgend antwortet die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 in Schritt S4 auf der Grundlage des megacop (IETF RFC3015), indem sie eine "RADIO LINK SETUP RESPONSE" an die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 sendet.
Nachfolgend sendet die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 in Schritt S5 die für eine Soft-Gesprächsweiterleitung erfasste IP-Adresse der Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 zusammen mit der "RADIO LINK SETUP REQUEST (RNSAP)" an die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2, die den Knoten B Nr. 2 managt, an den das Endgerät UE weitergeleitet werden sollte.
Nachfolgend sendet die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 die für eine Soft-Gesprächsweiterleitung erfasste IP-Adresse der Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 in den Schritten S6, S7 zusammen mit der "RADIO LINK SETUP REQUEST (NBAP)" über die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 an den Knoten B Nr. 2.
Wenn der Knoten B Nr. 2 nachfolgend in den Schritten S8, S9 die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 über die "RADIO LINK SETUP REQUEST (NBAP)" benachrichtigt, benachrichtigt der Knoten B Nr. 2 über die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 über die IP-Adresse des Knotens B Nr. 2.
Nachfolgend benachrichtigt die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 in Schritt S10 die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit W1 zusammen mit der "RADIO LINK SETUP REQUEST (RNSAP)" über die IP-Adresse des Knotens B.
Nachfolgend benachrichtigt die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 in Schritt S11 die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 über die "RADIO LINK SETUP INDICATION" über die IP-Adresse des Knotens B Nr. 2.
Diese Einrichtungen veranlassen, dass die IP-Adresse des Knotens B Nr. 2 der Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 mitgeteilt wird und dass die IP-Adresse der Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 dem Knoten B Nr. 2 mitgeteilt wird, was zu einer Situation führt, in der Anwenderdaten übermittelt werden können. Gleichzeitig damit benachrichtigt die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 in Schritt S12 das Endgerät UE über das "ACTIVE SET UPDATE (RRC)".
Nachfolgend wird in Schritt S13 vom Endgerät UE an die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 ein "ACTIVE SET UPDATE COMPLETE (RRC)" mitgeteilt.
Dies veranlasst den Beginn der Funksynchronisation zwischen dem Endgerät UE und dem Knoten B Nr. 2 in Schritt S14.
Nach Abschluss der Schicht-1-Synchronisation für eine Funkverbindung zwischen dem Endgerät UE und dem Knoten B Nr. 2 benachrichtigt der Knoten B Nr. 2 in den Schritten S15, S16 über die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 über die "RADIO LINK RESTORE INDICATION (NBAP)".
Nachfolgend sendet die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 2 in Schritt S17 an die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 eine "RADIO LINK RESTORE INDICATION (RNSAP)". Somit ist eine Einstellung für einen Weg zwischen dem Endgerät UE und dem Knoten B Nr. 2 abgeschlossen, worauf ein Schritt S18 folgt, in dem eine Soft-Gesprächsweiterleitungsweg eingestellt wird, um das Endgerät UE über den Knoten B Nr. 1 und den Knoten B Nr. 2 mit einer Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit Nr. 1 zu verbinden.
Auf diese Wiese verbindet das Mobilkommunikationssystem der vorstehenden Ausführungsform die Wege von einer einzelnen Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit zu mehreren Knoten B, um einen Soft-Gesprächsweiterleitungsweg über RNCs einzustellen, ohne einen Weg zwischen der Drift-RNC und der Abnehmer-RNC in Bezug auf Anwenderdaten einzustellen, wie es beim Stand der Technik der Fall ist, wodurch die Soft-Gesprächsweiterleitung ermöglicht wird. Folglich kann das Mobilkommunikationssystem dieser Ausführungsform ununterbrochen die gleiche Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit nutzen, einen Weg zwischen RNCs beseitigen, Betriebsmittel effektiv nutzen und eine durch den Durchgang durch die RNCs verursachte Verzögerung verhindern.
An dem Vorstehenden kann eine beispielhafte Änderung vorgenommen werden, in der die RNC in eine Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit und in eine Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit getrennt wird und die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit in den Knoten B integriert wird. Wenn die in den Knoten B integrierte Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheit in dieser Änderung keine Funktion zum wahlweisen Zusammensetzen von Anwenderdaten besitzt, kann keine Soft-Gesprächsweiterleitung über mehrere Knoten B ausgeführt werden. Es kann gesagt werden, dass dies den durch Verwendung der CDMA in einem Funkabschnitt geschaffenen Vorteil aufgibt. Zur Behandlung dieser Unzweckmäßigkeit kann jeder Knoten B mit einer Funktion zum wahlweisen Zusammensetzen von Anwenderdaten zum Vornehmen von Übermittlungen zwischen Knoten B versehen sein.
Wenn eine Soft-Gesprächsweiterleitung in der in 6 veranschaulichten Netzkonfiguration unterwegs mehrere Knoten B 6a–6c umfasst, schließt die SRNC (Abnehmer-RNC) 4 Anwenderdaten und Steuersignale ab. Wenn eine Soft-Gesprächsweiterleitung unterwegs andererseits mehrere RNCs umfasst, werden Anwenderdaten und Steuersignale über die Schnittstelle Iur von der DRNC (Drift-RNC) 4a zur SRNC 4b übertragen.
7 ist ein Prinzipschaltbild, das die Konfiguration eines Netzes veranschaulicht, in dem die RNC in eine Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 und in Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten 120a–120c geteilt ist, wobei die Basisstation-Betriebsmittelsteuereinheiten 120a–120c in dieser Reihenfolge in die Knoten B 6a–6c integriert sind.
Die Knoten B 6a–6c, die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 und das CN 3 sind über ein IP-Netz miteinander verbunden.
Die folgende Beschreibung konzentriert sich darauf, wie eine Gesprächsweiterleitung ausgeführt wird, die mehrere Knoten B enthält. Es wird hier angenommen, dass die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit 110 die IP-Adresse jedes Knotens B kennt.
8 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel darstellt, in dem das Endgerät UE, das keine Funkverbindung (RL) hatte, über zwei Knoten B eine Funkverbindung (RL) einstellt.
Zunächst wählt die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit in Schritt 20 aus mehreren der Knoten B (in 8 aus Knoten B Nr. 1 und aus Knoten B Nr. 2) den Knoten B aus, der zugewiesen wird, ein Abnehmerknoten zu sein (in 8 der Knoten B Nr. 1).
Nachfolgend benachrichtigt die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit in den Schritten S21, S22 über eine "Funkverbindungs-Aufbauanforderung"-Nachricht jeden Knoten B über die ID-Adresse des Abnehmerknotens B (in 8 des Knotens B Nr. 1) und über die ID-Adresse des anderen Knotens B (in 8 des Knotens B Nr. 2) in der Weise, dass die Differenz zwischen den zwei ID-Adressen wahrnehmbar ist.
Die Endgerät-Betriebsmittelsteuereinheit spezifiziert einen Knoten B, der die Zelle mit der höchsten Qualität als den Abnehmerknoten B steuert. In Schritt S23 vergleicht jeder Knoten B seine eigene IP-Adresse mit der IP-Adresse des Abnehmerknotens B, wobei er erkennt, dass der Knoten B selbst der Abnehmerknoten B ist, wenn seine eigene IP-Adresse gleich der IP-Adresse des Abnehmerknotens B ist.
In Schritt S24 erkennen die verbleibenden Knoten B, dass die IP-Adresse des Abnehmerknotens B das Ziel der UL-Daten (Aufwärtsstreckendaten) ist.
Nachdem die für das Einstellen einer Funkverbindung erforderlichen Betriebsmittel sichergestellt worden sind, sendet jeder Knoten B in den Schritten S25, S26 eine "Funkverbindungs-Aufbauantwort"-Nachricht zurück an die Endgerät-Betriebsmittel-Einstelleinheit.
Nachfolgend wird in Schritt S27 die Synchronisation der U-Ebene hergestellt.
In Schritt S28 überträgt der Abnehmerknoten B für eine DL-Datenübertragung (Abfahrtsstrecken-Datenübertragung) Daten an die IP-Adressen anderer Knoten B, die in Schritt S29 darüber über die "Funkverbindungs-Aufbauanforderung"-Nachricht benachrichtigt worden sind.
Für eine UL-Datenübertragung (Aufwärtsstrecken-Datenübertragung) vergleicht der Abnehmerknoten B in Schritt S30 die von den jeweiligen Knoten B empfangenen Daten, um die Daten mit der höchsten Qualität zu einem höheren Rang zu übertragen.
9 ist ein Ablaufplan, der ein Beispiel repräsentiert, in dem ein bewegliches Endgerät, das bereits eine Funkverbindung besitzt, eine Funkverbindung über einen Knoten B neu hinzufügt, was zu einer Soft-Gesprächsweiterleitungssituation führt.
In diesem Fall ist es notwendig, die IP-Adresse des Abnehmerknotens B und die IP-Adressen der Knoten B, die in einer Soft-Gesprächsweiterleitung zu einem Knoten B enthalten sind (in 9 Knoten B Nr. 2), für den in Schritt S31 eine Funkverbindung aufgebaut worden ist, mitzuteilen.
Dabei wird zunächst in den Schritten S32–S34 unter Verwendung einer "Funkverbindungs-Aufbauanforderung"-Nachricht und einer "Funkverbindungs-Aufbauantwort"-Nachricht eine Funkverbindung für einen neuen Knoten B (in 9 den Knoten B Nr. 1) eingestellt, worauf eine Benachrichtigung über die IP-Adresse des Abnehmerknotens B und über die IP-Adressen der an der Soft-Gesprächsweiterleitung beteiligten Knoten B an alle an der Soft-Gesprächsweiterleitung beteiligten Knoten B folgt.
Als eine Einrichtung für diesen Zweck wird in den Schritten S36, S37 neu eine "Soft-Gesprächsweiterleitungs-Angabe"-Nachricht vorgeschlagen.
Diese Nachricht enthält die IP-Adresse des Abnehmerknotens B und die Adressen der an der Soft-Gesprächsweiterleitung beteiligten Knoten B. Die nachfolgenden Operationen sind ähnlich jenen in 8 und sind somit mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Während die in den 8 und 9 gezeigten Folgen ein Beispiel einer Soft-Gesprächsweiterleitung geben, die zwei Knoten B umfasst, kann der vorstehende Mechanismus ebenfalls angewendet werden, wenn an einer Soft-Gesprächsweiterleitung mehr als zwei Knoten B beteiligt sind. In diesem Fall sollten in den Schritten S36, S37 in den 8 und 9 in "IP-Adressen weiterer Knoten B" mehrere IP-Adressen eingestellt werden.
10 ist ein Diagramm, das einen beispielhaften Fluss von Anwenderdaten und Steuersignalen in einem IP-Netz veranschaulicht, das der Folge von 9 entspricht.
Obgleich ein Beispiel für Knoten B gegeben worden ist, von denen jeder mit einer Funktion zum wahlweisen Zusammensetzen versehen ist, werden die Herstellungskosten des Knotens B nachteilig erhöht, falls jeder Knoten B mit der Funktion zum wahlweisen Zusammensetzen versehen ist. Um dieses Problem zu lösen, kann nur einer von mehreren Knoten B mit der Funktion zum wahlweisen Zusam mensetzen versehen sein. In diesem Fall werden in einer Soft-Gesprächsweiterleitung über mehrere Knoten B Anwenderdaten durch einen Knoten B abgeschlossen, der die Funktion zum wahlweisen Zusammensetzen besitzt. Dadurch ist es möglich, eine Soft-Gesprächsweiterleitungsfunktion aufrechtzuerhalten, die ein Merkmal der CDMA ist.
11 ist ein Diagramm, das einen weiteren beispielhaften Fluss von Anwenderdaten und von Steuersignalen im IP-Netz 100 in einem Mobilkommunikationssystem veranschaulicht.
Obgleich der Knoten B Nr. 1 und der Knoten B Nr. 2 an einer Soft-Gesprächsweiterleitung beteiligt sind, veranschaulicht 11 den Fluss von Anwenderdaten und Steuersignal im IP-Netz 100, wenn weder der Knoten B Nr. 1 noch der Knoten B Nr. 2 die Funktion zum Ausführen der wahlweisen Zusammensetzung besitzt, jedoch der Knoten B Nr. 3 (6c) die Funktion zum wahlweisen Zusammensetzen besitzt.
Die wie veranschaulichte Verarbeitung wird unter der Voraussetzung realisiert, dass CN 3 Informationen wie etwa die IP-Adressen und Positionen aller im IP-Netz 100 enthaltenen Knoten B, ob jeder Knoten B die Funktion zum wahlweisen Zusammensetzen besitzt oder nicht, wie jeder Knoten B belastet ist und dergleichen kennt. In dem in 11 veranschaulichten Ablauf benachrichtigt CN 3 den Knoten B Nr. 1, den Knoten B Nr. 2 über die IP-Adresse eines Abnehmerknotens B, während der Knoten B Nr. 1, der Knoten B Nr. 2 Daten an den Abnehmerknoten B übertragen. Außerdem weist CN 3 den Knoten B Nr. 3 an, als ein Abnehmerknoten B zu wirken.
Zum Auswählen eines Abnehmerknotens B von einem anderen Knoten B als den an einer Soft-Gesprächsweiterleitung beteiligten berücksichtigt CN 3 die physikalische Entfernung zwischen jedem der an der Soft-Gesprächsweiterleitung beteiligten Knoten B und einem Knoten B, der als ein Abnehmerknoten B wirkt, und die Belastung des Abnehmerknotens B.
Wie oben beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung eine hoch skalierbare Systemkonfiguration aufbauen, während die vom Funkübertragungsschema abhängige Steuerung in der Weise vollständig durch die zweite Steuereinrichtung ausgeführt wird, dass keine Notwendigkeit besteht, zum Steuern von Funkzugrif fen Signale zwischen der ersten Steuereinrichtung und den zweiten Steuereinrichtungen auszutauschen, wodurch die komplizierten Übermittlungen von Signalen zwischen den Vorrichtungen gemildert wird.
Außerdem können von der zweiten Steuereinrichtung bei Anwendung auf Mobilkommunikationssysteme, die verschiedene Funkschemata nutzen, so viele wie die Anzahl der Funkübertragungsschemata bereitgestellt werden, um die mit den jeweiligen Funkübertragungsschemata vereinbare Steuerung auszuführen, während die erste Steuereinrichtung alle zweiten Steuereinrichtungen gemeinsam steuert, was ermöglicht, dass das Mobilkommunikationssystem der vorliegenden Erfindung mehrere Bereiche in einem kleinen Maßstab unterstützt.
Obgleich eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in spezifischen Begriffen beschrieben worden ist, dient diese Beschreibung nur für Veranschaulichungszwecke, wobei selbstverständlich Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der folgenden Ansprüche abzuweichen.

Claims

Funknetz-Steuereinrichtung zum Steuern einer Funkbasisstation-Vorrichtung zum Ausführen einer Kommunikation mit einem beweglichen Endgerät über eine Funkverbindung, mit: einem Block zum Steuern der Funkbasisstation-Vorrichtung, wobei der Block physikalisch in zwei Unterblöcke unterteilt ist, wobei eine von einem bestimmten Funkübertragungsschema abhängige Steuerung nur in einem der zwei Unterblökke ausgeführt wird; wobei der Block umfasst: eine erste Steuereinrichtung zum Ausführen einer Steuerung, die von jeglichem Funkübertragungsschema unabhängig ist; und eine zweite Steuereinrichtung, die von der ersten Steuereinrichtung physikalisch getrennt ist, um eine von einem bestimmten Funkübertragungsschema abhängige Steuerung auszuführen; dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuereinrichtung wenigstens umfasst: eine gemeinsame Funkquellen-Managementeinrichtung (102) für das Management einer Funkzugriffs-Netzumgebung, um eine Netzbelastung zu optimieren; und eine mobile Steuereinrichtung (105) zum Aufbauen und Freigeben eines Kommunikationskanals, und die zweite Steuereinrichtung wenigstens umfasst: eine Zellensteuereinrichtung (104) zum Steuern einer Erlaubnis eines Funkzugriffs auf jede Funkbasisstation-Vorrichtung sowie einer Blockierung und einer Zuweisung jeder Funkbasisstation-Vorrichtung; ein Zellenkommunikation-Gateway (107) zum Senden einzelner Funkkanalsignale und zum Multiplexieren/Demultiplexieren gemeinsamer Funkkanalsignale; und ein Anwender-Funk-Gateway (108) zum Ausführen einer Verschlüsselung und Entschlüsselung von Funkkanälen, einer Kompression eines Kopfabschnitts, einer Multiplexierung/Demultiplexierung und einer Rücksendesteuerung.
Netzsteuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der die erste Steuereinrichtung so beschaffen ist, dass sie eine Funkbasisstation-Vorrichtung steuert, damit sie eine Kommunikation mit einem beweglichen Endgerät über eine Funkverbindung ausführt und eine Übertragung eines Steuersignals oder eine Signalgebung steuert; die zweite Steuereinrichtung so beschaffen ist, dass sie eine Übertragung von Anwenderdaten, die dem Endgerät zugeordnet sind, steuert; und die zweite Steuereinrichtung ein von der Steuerfunktion abhängiges Funkübertragungsschema besitzt.
Funknetz-Steuereinrichtung nach Anspruch 1, bei der: die erste Steuereinrichtung so beschaffen ist, dass sie eine Steuerung in Bezug auf Endgerät-Betriebsmittel für das Endgerät ausführt; und die zweite Steuereinrichtung so beschaffen ist, dass sie eine Steuerung in Bezug auf Basisstation-Betriebsmittel für die Funkbasisstation-Vorrichtung ausführt.