-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verfahren
und ein System für das
Durchführen
von Weiterreichung (Handover) in Mobilkommunikationssystemen, und
im Speziellen auf ein Verfahren für das Durchführen von
Zwischensystem-Handover unter Benutzung unterschiedlicher Telekommunikationsverfahren.
-
GSM
(Global System for Mobile Communication) ist ein digitales Mobiltelefoniersystem
welches in der überwiegenden
Mehrzahl europäischer Nationen
und anderer Gegenden bevorzugt wird. GSM ist eine Variation von
TDMA (Time Division Multiple Access), und ist vielmehr eine von
drei Haupttechnologien für
(kabelloses) digitales Funktelefonieren zusammen mit TDMA und CDMA
(Code Division Multiple Access) welche derzeit am häufigsten
verwendet werden. Bei GSM ist die Bandbreite jeder Trägerfrequenz
200 Khz. Diese Bandbreite ist zeitgebündelt (time multiplexed) in
acht Zeitschlitze (timeslot). Diese Zeitschlitze werden als physikalische
Kanäle
(physical channels) bezeichnet. GSM digitalisiert und komprimiert
Daten und sendet die Daten über
diese physikalischen Kanäle.
Jede der Daten werden über
ihre eigenen spezifischen Zeitbänder gesendet.
Solch ein GSM kann bei 900 MHz und 1800 MHz betrieben werden. GPRS
(General Packet Radio Services) ist ein neuerlich entwickelter paketbasierter
Mobiltelekommunikationsdienst welcher auf GSM basiert. GPRS garantiert
einen nachhaltigen Datendienst bei einer Datengeschwindigkeit von
56 Kbps bis 114 Kbps zu dem Benutzer einer Mobilstation (mobile
Station MS). GPRS ist ein Entwicklungsschritt welcher zu UMTS (Universal
Mobile Telecommunication Service) hinführt, ein Mobiltelekommunikationssystem
der dritten Generation für
das Bereitstellen von Hochgeschwindigkeits-, Hochqualitätssprach-
und Multimediadiensten.
-
Obwohl
UMTS auf dem GSM Kommunikationsstandard basiert, benutzt UMTS ebenso
Wideband-CDMA Technologien. Deshalb kann UMTS einheitliche Dienste,
d.h. Übertragen
von paketbasiertem Text, digitalisierte Sprache oder Video, und
Multimediadatengeschwindigkeiten größer als 2 Mbps (megabit per
second) zu jedem Mobiltelefon oder Computerbenutzer gleich wo auf
der Welt sich dieser befindet, anbieten. UMTS ist aufgebaut auf
einer virtuellen Verbindung (virtual connection), d.h. der paketvermittelten Systemverbindung
unter Benutzung eines Paketprotokolls wie beispielsweise IP (Internet Protocol),
wobei es verbindbar ist mit jedem Endtyp innerhalb des Netzwerkes.
-
Solch
ein UMTS wird als ein Mobiltelefonsystem der dritten Generation
bezeichnet, welches derzeit als ein Nachfolger von GSM/GPRS und
anderen existierenden digitalen Systemen entwickelt wird. Ein Problem
tritt dennoch auf, weil der technische Übergang von Systemen der zweiten
Generation (d.h. GSM/GPRS) zu Systemen der dritten Generation schrittweise
stattfindet und unter Umständen
Jahre benötigt
und manche Netzwerkbetreiber es für notwendig erachten, Benutzer
mit mobilen Endgeräten auszustatten,
die im GSM/GPRS und auch im UMTS Modus arbeiten. Hierfür wurde
ein Dualmodus-„User-Equipment" oder ein Dualmodus-Mobilendgerät (dieser
Begriff wird austauschbar mit „User Equipment" benutzt) entwickelt,
welches UMTS und auch GSM/GPRS unterstützt. Des Weiteren gibt es einen
Bedarf für
ein Multimodus-Mobilendgerät, da viele
Benutzer von mobilen Endgeräten über nationale
Grenzen hinweg geschäftlich
reisen, wobei diese von einer zu einer anderen Region sich bewegen
wo unterschiedliche Funkzugangstechnologien abgedeckt werden mittels
bestimmter Nationen mit bestimmten Typen von Roaming-Diensten. Um
ein Mobiltelefoniersystem der dritten Generation zu entwickeln,
ist es sehr wichtig ein Dualmodus-Mobilendgerät zu entwickeln. Auf diesem
Weg können,
obwohl UMTS noch nicht komplett entwickelt ist, einem Mobilteilnehmer
Multi-Dienste zur Verfügung
gestellt werden unter Benutzung von mobilen Dualmodus-Endgeräten, welche
UMTS und GSM/GPRS je nach Notwendigkeit unterstützen. Demnach kann ein Anruf
in einem existierenden Netzwerk aufgebaut werden, z.B. GSM 900 oder
GSM 1800, wenn der Nutzer sich in einer Region bewegt wo keine UMTS Abdeckung
gewährleistet
ist.
-
Wie
zuvor beschrieben, wenn sich ein mobiles Dualmodus-Endgerät, welches
in einem Anrufmodus in einer Region wo GSM/GPRS oder UMTS Abdeckung
gewährleistet
ist, in eine andere Region begibt, in welcher eine andere Funkzugangstechnologie
(„Radio
Access Technology" RAT)
Abdeckung bietet, sollte es möglich
sein, einen Handover, einen Kanalwechsel zu einem betreffenden RAT-Netzwerk unter
Aufrechterhaltung der existierenden GSM/GPRS oder UMTS-Verbindung
durchzuführen. Jedoch
sind derzeitig zur Verfügung
gestellte Technologien nicht mit diese Handover-Fähigkeit
ausgestattet. Wenn mobile Endgeräte
sich zwischen Regionen bewegen, in denen unterschiedliche Netzwerke Abdeckung
bieten, werden deren Anrufe unterbrochen und dies bedeutet eine
große
Unbequemlichkeit für
die Benutzer.
-
EP-A-1
058 471, welches als das Dokument mit dem nächstkommendem Stand der Technik
für die
Ansprüche
1 und 18 angesehen werden kann, bezieht sich auf ein mobiles Telekommunikationssystem.
Die beschriebene Technik beinhaltet die Schritte des Verarbeitens
einer Handover-Anfrage mit GSM-Parametern für einen Basisstations-Controller durch
ein Master Switching Center zu einem UMTS-Netzwerk und einem Funknetzwerk-Controller des
UMTS-Netzwerkes, Übersetzen
der GSM-Parameter in UTRAN-Parameter in dem Funknetzwerk-Controller
und Alloziieren von UTRAN-Resourcen
in Erwiderung auf die übersetzten
Parameter. Die Parameter können
die Datenrate, Anruftyp, Dienstqualität usw. beinhalten. Bevorzugterweise
ist RNC eingerichtet um direkt von einer GSM-Verbindung in einen
Soft-Handover-UMTS-Modus zu schalten. Des Weiteren ist der Funknetzwerk-Controller
eingerichtet um eine Handover-Nachricht zu verarbeiten, welche UTRAN-Parameter
beinhaltet durch das GSM-Netzwerk. In einem ersten Schritt sendet
der Basisstation-Controller eine „Handover-Required" Nachricht an den
GSM Master Switching Center. Dann sendet der GSM Master Switching
Center eine „Prepare
Handover" Nachricht
an das UMTS Netzwerk unter transparenter Weiterleitung der UMTS Zellen-ID.
Dann sendet das Netzwerk eine „Handover
Request" Nachricht
an den Ziel-Funknetzwerk-Controller. Diese Nachricht beinhaltet
Informationen welche anzeigen von welchem Netzwerktyp der Handover
stattfindet. Danach bildet der Funknetzwerk-Controller angemessene
GSM-Zellenparameter durch den relevanten UMTS-logischen Kanal ab, Transport
Tunnel, und alloziert Funkressourcen-Parameter wie benötigt. Danach
kann der GSM-Anruf in einen sofortigen Soft-Handover übergehen.
Dabei sendet der Funknetzwerk-Controller eine „radio link setup" Nachricht zu allen
relevanten Node B. Alle relevanten Node B senden eine „radio
link setup response" Nachricht
an den Funknetzwerk Controller. Danach sendet der Funknetzwerk-Controller
eine „Handover
Request Acknowledge" Nachricht,
die angemessenen UMTS-Parameter an das Netzwerk verarbeitend. Danach
sendet das Netzwerk eine „Prepare
Handover Response" Nachricht
an den GSM Master Switching Center. Dann sendet der GSM Master Switching
Center eine „Handover
Command" Nachricht
an den Basisstations-Controller. Dann sendet der Basisstations-Controller
ein Handover-Kommando an das User Equipment. Das User Equipment
interpretiert die UMTS-Parameter und ist in der Lage den Anruf von
einem GSM-Anruf in einen UMTS-Anruf zu schalten. Dann sendet der
Node B eine „Handover
Detect" Nachricht
an den Funknetzwerk-Controller.
-
WO-A-01/89251,
welches als der nächstkommende
Stand der Technik für
Ansprüche
9 und 18 angesehen werden kann, bezieht sich auf Verbindungen in
einem Kommunikati onssystem. Eine Ausführung bezieht sich auf einen
UMTS zu GPRS Zwischensystemwechsel. In einem ersten Schritt entscheidet
das UTRAN einen Zwischensystemwechsel durchzuführen. Daher initiiert das RNC
welches die Verbindungen steuert einen SRNC Relokationsvorgang.
Das RNC welches die Verbindungen steuert, kann ebenso den SRNC Relokationsvorgang
initiieren. Danach sendet NSC eine Relokationskommandonachricht
zu dem alten RNC, um zu informieren, dass Ressourcen der Relokation
alloziert sind in dem Subsystem der Zielbasisstation. Das alte RNC
kann dann ein Handover-Kommando an die Mobilstation senden. Dann
kann der NSC ein IU Release Kommando senden auf welches die SRNS-Antwort
eine IU Release Complete Nachricht ist.
-
WO-A-01/22764
bezieht sich auf Handover zwischen kabellosen Telekommunikationsnetzwerken/Systemen.
Ein Teilnehmer wünscht
zwischen einem GSM-Netzwerk und einem anderen kabellosen Netzwerk
wie beispielsweise einem UMTS-Netzwerk zu wechseln. Ein UMTS-konformes
System beinhaltet ein Kernnetzwerk und ein UMTS-Funkzugangsnetzwek, welches ein UMTS-terrestrisches
Funkzugangsnetzwerk beinhaltet und beinhaltet ebenso einen Funknetzwerk-Controller
und eine Basisstation.
-
ETSI „GSM, UMTS,
Handover procedures",
TS 123 009 ist ein ETSI Standard,
welcher sich auf digitale zelluläre
Kommunikationssysteme, UMTS und Handover-Prozeduren bezieht.
-
Die
Erfindung soll Probleme und Nachteile überwinden und die hiernach
beschriebenen Vorteile zur Verfügung
stellen. Demnach ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren
und System zur Verfügung
zu stellen zum Durchführen
von Zwischensystemen-Handover mit unterschiedlichen Funkzugangstechnologien
in Mobiltelekommunikationssystemen ohne einen Anruf zu unterbrechen.
-
Diese
Aufgabe ist gelöst
durch den Gegenstand der unabhängigen
Ansprüche.
-
Bevorzugte
Ausführungsformen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
-
Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu
stellen für
das Durchführen
von Handover zwischen GSM/GPRS- und UMTS-Netzwerken ohne Gespräche zu unterbrechen.
-
Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, eine Schnittstelle
zwischen GSM/GPRS RR und UMTS RRC zur Verfügung zu stellen, um eine Designstrategie
für Inter-RAT-Handover
zwischen UMTS und GSM RATs zu konstruieren.
-
Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
für das
Durchführen
von Handover zwischen GSM/GPRS- und UMTS-Netzwerken zur Verfügung zu
stellen.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist ein Verfahren zur Verfügung
gestellt für
das Durchführen von
Zwischensystem-Handover in einem Mobiltelekommunikationssystem,
wobei ein Handover-Vorgang durchgeführt wird, wenn sich ein Dualmodus-Mobilendgerät (oder
Dualmodus-User Equipment), welches durch GSM (Global System for
Mobile Communications)/GPRS (General Packet Radio Service) und UMTS
(Universal Mobile Telecommunications System) Netzwerk abgedeckt
ist, mit einem dezidierten Kanal verbindet und ein Gespräch in einer
BSS-(Base Station Subsystem) Region, wo GSM/GPRS die Abdeckung gewährleistet,
einrichtet und sich dann in ein UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access
Network) begibt, wo UMTS-Abdeckung gewährleistet, wobei das Verfahren
die Schritte beinhaltet von: Wenn das Dualmodus-User Equipment (UE) ein
Zwischensystem-Handover-Kommando erhält, d.h. von dem BSS zu dem
UTRAN, Anfordern, in einer Unterschicht (sublayer) RR (Radio Resource)
der GSM/GPRS-Netzwerkschicht in dem UE, dass eine GSM/GPRS-Datenverbindungsschicht
eine GSM/GPRS-Datenverbindung unterbricht, Anfragen, dass eine GSM/GPRS-physikalische
Schicht einen physikalischen Kanal des GSM/GPRS freigibt, und Senden
des Handover-Kommandos zwischen Systemen an das UTRAN um damit ein
Unterschicht RRC (Radio Resource Control) der UMTS-Netzwerkschicht
in dem mobilen Endgerät
zu autorisieren den Anruf fortzuführen; Anfordern, in dem RRC
in dem mobilen Endgerät,
dass ein UMTS-physikalischer Kanal eine Konfiguration des UMTS-physikalischen Kanals
hat, und Überwachen,
ob der UMTS-physikalische Kanal wie angefordert die Konfiguration
des UMTS-physikalischen Kanals hat; wenn der UMTS-physikalische Kanal
erfolgreich die Konfiguration des UMTS-physikalischen Kanals hat,
Anfordern, bei dem RRC in dem UE, dass eine UMTS-RRC-Schicht eine
UMTS-Datenverbindung konfiguriert
und Übermitteln
von Informationen zu dem UTRAN durch einen UMTS-Kanal, dass der Handover
zwischen Systemen von der BSS an das UTRAN erfolgreich durchgeführt wurde;
und Senden, in dem RRC in dem mobilen Endgerät, einer GSM/GPRS Resource-Release-Nachricht
an RR/GRR des UE, dabei die GSM/GPRS-physikalische Schicht und die
GSM/GPRS-Datenverbindungsschicht auf ein vorgegebenes Niveau zurücksetzend.
-
Bevorzugterweise
beinhaltet die vorliegende Erfindung welche oben beschrieben wurde,
weiterhin einen Schritt von: Senden der GSM/GPRS-Datenverbindung-Unterbrechungs-Anforderungs-Nachricht
an die GSM/GPRS-Datenverbindungsschicht, Speichern einer aktuellen
physikalischen Kanal-Konfiguration und einer Zelle zugewiesene Parameter,
um zu einer vorherigen physikalischen-Kanal-Konfiguration zurückzukehren,
wenn das RRC in dem mobilen Endgerät bei dem Handover zwischen
Systemen zu dem UTRAN scheitert.
-
Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren für das Durchführen von Zwischensystemen-Handover
in einem Mobilkommunikationssystem zur Verfügung, wobei ein Handover durchgeführt wird,
wenn sich ein Dualmodus-Mobilendgerät (oder Dualmodus User Equipment)
welches abgedeckt ist durch ein GSM (Global System for Mobile Communication)/GPRS
(General Packet Radio Service)-Netzwerk und ein UMTS (Universal
Mobile Telecommunication System)-Netzwerk, mit einem dedizierten
Kanal (dedicated channel) verbindet und eine Kommunikation in einem
UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) ausführt, wobei das
UMTS die Abdeckung gewährleistet,
sich dann zu einer BSS (Base Station Subsystem)-Region bewegt, wo
GSM/GPRS-Abdeckung
gewährleistet,
das Verfahren beinhaltet die Schritte von: Wenn das Dualmodus-User
Equipment (UE) ein Zwischensystem-Handover-Kommando erhält, d.h.
von dem UTRAN zu dem BSS, Anfordern, bei einem RRC (Radio Resource
Control)/GRR (GPRS-RR), welches eine Unterschicht der UMTS-Netzwerkschicht
in dem UE ist, dass ein UMTS RLC ein UMTS RLC unterbricht, Anfordern,
dass eine UMTS-physikalische Schicht einen physikalischen Kanal
des UMTS freigibt und Senden des Handover-Kommandos zwischen Systemen
von dem UTRAN, um damit ein Unterschicht RR (Sublayer Radio Resource)
der GSM/GPRS-Netzwerkschicht in dem UE zu autorisieren den Anruf
weiterzuführen;
Anfordern, bei dem RR/GRR in dem UE, dass ein GSM/GPRS-physikalischer Kanal
eine GSM/GPRS-physikalische Kanalkonfiguration hat, und Überwachen
ob die GSM/GPRS-physikalische Schicht erfolgreich die Konfiguration
des GSM/GPRS-physikalischen Kanals wie angefordert hat; und wenn
die GSM/GPRS-physikalische
Schicht erfolgreich die Konfiguration des GSM/GPRS-physikalischen
Kanals hat, Anfordern, bei dem RR/GRR in dem UE, einer GSM/GPRS-Datenverbindungsschicht
eine GSM/GPRS-Datenverbindung zu konfigurieren, und Übermitteln
von Informationen an das BSS durch einen GSM/GPRS-Kanal dass der
Handover zwischen den Systemen von dem UTRAN an das BSS erfolgreich
durchgeführt
wurde.
-
Bevorzugterweise
beinhaltet die vorliegende Erfindung, welche zuvor beschrieben wurde
des Weiteren den Schritt von: Vor dem Senden der Unterbrechungsanforderungsnachricht
an das UMTS RRC zur UMTS-RLC-Schicht, Speichern einer aktuellen physikalischen
Kanalkonfiguration und Parameter welcher jeder Zelle in einer UMTS-RRC- Schicht zugewiesen
sind, um zu einer vorherigen physikalischen Kanalkonfiguration zurückzukehren,
wenn das RR/GRR in dem mobilen Endgerät bei dem Handover zwischen
Systemen zu dem BSS scheitert.
-
Die
vorliegende Erfindung wird deutlicher von der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen in
welchen:
-
1 eine
Konfiguration eines Mobilkommunikationssystems zeigt, welches GSM
TDMA (der zweiten Generation) und UMTS W-CDMA (der dritten Generation)
basierend auf einem Paketvermittlungsnetzwerk unterstützt;
-
2 ist
ein Diagramm, welches eine Schnittstelle zwischen einem Protokoll-Stack
und einer Schicht des Dualmodus-User Equipment (Mobilendgerät) illustriert,
auf welches die vorliegende Erfindung angewendet wird;
-
3A und 3B sind
Nachrichtenflussdiagramme, welche ein Verfahren repräsentieren
für das
Durchführen
von Zwischen-RAT Handover von dem GSM/GPRS BSS zu dem UMTS UTRAN
gemäß einer
ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
-
4A und 4B Nachrichtenflussdiagramme
sind, welche ein Verfahren für
das Durchführen
von Zwischensystemen-Handover von dem UMTS UTRAN zu dem GSM/GPRS
BSS repräsentieren
gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
In
der nachfolgenden Beschreibung werden, eher zum Zweck der Erklärung als
zum Zweck der Beschränkung,
spezifische Details dargelegt wie beispielsweise eine bestimmte
Architektur, Schnittstellen, Techniken, usf., um ein gründliches
Verständnis der
vorliegenden Erfindung zu ermöglichen.
Zum Zwecke von Klarheit und Einfachheit, werden wohlbekannte Funktionen
oder Konstruktionen nicht im Detail beschrieben, da diese sonst
die Erfindung durch unnötige
Details verschleiern würden.
-
RAT
(Radio Access Technology) in einem Mobiltelekommunikationssystem
bezieht sich auf CDMA, TDMA oder WCDMA, und Zwischen-RAT-Weiterreichung
(inter-RAT-handover)
bezieht sich auf Handover zwischen unterschiedlichen Funkzugangstechnologien
(Radio Access Technologies RAT). Deshalb entsprechen Handover zwischen GSM/GPRS
(der zweiten Generation) und UTRAN (der dritten Generation) den
Zwischen-RAT Handover.
-
Ein
Inter-RAT Handover oder Zwischen-RAT-Weiterreichung ist ein hard
Handover basierend auf der „Break
and Make"-Strategie.
Entsprechend dem hard Handover basierend auf der Break and Make-Strategie,
wird eine dedizierte Verbindung zuerst unterbrochen und dann wird
eine neue dedizierte Verbindung auf einer anderen Frequenz oder RAT-Netzwerk
designiert. Dieses basiert auf einer Annahme, dass eine Unterbrechung
(break) immer zwischen einem hard Handover auftritt. Glücklicherweise
ist die Unterbrechung kurz, tatsächlich
zu kurz so dass dieses ein Benutzer feststellen würde. Hard Handover
werden eingeteilt in zwei Typen: Intra-RAT Handover (z.B. GSM Handover)
und Inter-RAT Handover (z.B. Handover zwischen GSM und UMTS).
-
Es
gibt eine weitere Art des Handover, nämlich soft Handover. Ähnlich zu
hard Handover, basieren soft Handover auf der „Make before break"-Strategie, sind
aber anwendbar auf WCDMA UMTS-Funktechnologien bei denen mehr als
Aufwärtsverbindungen
zu einem bestimmten Knoten gebildet werden. Soft Handover, anders
als hard Handover, trennen nicht die dezidierten Verbindungen.
-
Die
zuvor beschriebenen Vorteile ausnutzend, ermöglicht die vorliegende Erfindung
ein Dualmodus-mobiles Endgerät
einen Handover zwischen RAT durchzuführen, d.h. Intra-RAT Handover.
-
1 ist
ein schematisches Diagramm eines Mobiltelekommunikationssystems,
welches GSM TDMA (zweite Generation) und UMTS W-CDMA (der dritten
Generation) unterstützt,
welches auf einem Paketvermittlungsnetzwerk basiert. In Bezug auf 1 ist
das BSS (Base Station Subsystem) 3 mit dem Paketvermittlungsnetzwerk 1 wie
beispielsweise das Internet durch ein MSC (Mobile Switching Center) 2 verbunden,
und bietet Sprach- und Datendienste an unter Benutzung eines adaptiven
Kommunikationsprotokolles basierend auf GSM TDMA. Zusätzlich ist
das UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) 5 verbunden
mit dem Paketvermittlungsnetzwerk 1 durch das CN (Core
Network) 4 und bietet Sprach- und Datendienste unter Benutzung
eines adaptiven Kommunikationsprotokolles basierend auf UMTS W-CDMA
an. Auf der anderen Seite baut ein Dualmodus-Mobilendgerät (hiernach
bezeichnet als User Equipment UE) 6, welches UMTS und GSM/GPRS
unterstützt,
einen Anruf auf unter Benutzung eines adaptiven Kommunikationsprotokolles über GSM/GPRS
in einer Region, in der das BSS die Abdeckung gewährleistet
und eines adaptiven Kommunikationsprotokolles über UMTS in einer Region wo
UTRAN 5 die Abdeckung gewährleistet.
-
Um
Inter-RAT Handover zwischen GSM/GPRS-TDMA-Systemen und UMTS W-CDMA-Systemen durchzuführen, verfügt das Dualmodus-User
Equipment 6, welches GSM/GPRS TDMA und UMTS W-CDMA unterstützt, über einen
logischen Kanal in Entsprechung auf ein Kommunikationsprotokoll
basierend auf GSM/GPRS und UMTS, eine Netzwerkschicht (dritte Schicht)
zum Steuern von Funkressourcen, und eine Datenverbindungsschicht
(zweite Schicht). Die Netzwerkschicht und die Datenverbindungsschicht
teilen eine obere Schicht (höher
als die vierte Schicht), konform mit dem OSI (Open Systems Inerconnection)-Modell
und eine physikalische Schicht.
-
2 zeigt
eine Schnittstelle zwischen einem Protokollstapel und einer Schicht
des Dualmodus-User Equipment auf welche die vorliegende Erfindung
angewendet wird. In 2 zeigen Blöcke mit „✶" Module für ausschließlich UMTS und Blöcke mit einem „•" Module für ausschließlich GSM/GPRS.
Blöcke
mit „✶" und „•" zeigen geteilte
(shared) Module für GSM/GPRS
und UMTS. Genauer gesagt beinhalten die geteilten Module für GSM/GPRS
und UMTS welche mit „✶ •" markiert sind, ein
PHY (physikalische Schicht) 10, MM/GMM (Mobility Management(/GPRS-MM) 32,
CC/SS/SMS/SM (Call Control-/Supplementary
Services/ShortMessage Service/Session Management) 34, und
API (Application Protocol Interface/Anwendungsprotokollschnittstelle) 40.
Die Module exklusiv für
UMTS-Netzwerke markiert durch einen „✶", beinhalten MAC (Medium Access Control) 16,
RLC (Radio Link Control) 22, RRC (Radio Resource Control) 28,
PDCP (Packet Data Convergence Protocol) 26, BMC (Broadcast
Multicast Control) 24 und RABM (Radio Access Bearer Management) 38.
Die Module exklusiv für GSM/GPRS
Netzwerke markiert durch einen „•", beinhalten LAPDm (Link Access Procedures
for Date Link Layer for mobile applications) 12, MAC (Medium Access
Control for GPRS) 14, RR/GRR (Radio Resource/GPRS Radio
Resource) 18, RLC (Radio Link Control for GPRS) 20,
LLC (Logical Link Control) 30, und SNDCP (Sub-Network Dependent
Convergence Protocol) 36.
-
In
einem Protokollstapel (protocol stack) des Dualmodus-User Equipment 6,
gezeigt in 2, gehört das PHY (physikalische Schicht) 10 zu
der ersten Schicht. Die erste Schicht ist verantwortlich für das Senden
und Empfangen von Paketen.
-
Jeder
Schritt, welcher mit einem allgemeinen Handover in Verbindung steht,
wird in dem Dualmodus-User Equipment 6 und dem BSS 3/UTRAN 5 und MSC 2/CN 4 ausgeführt. Das
User Equipment 6 misst kontinuierlich die Leistung (Performance)
von Funk-Subsystemabwärtsverbindung
und Signalniveaus, welche von anderen benachbarten (oder angrenzenden)
Zellen gesendet werden. Zumeist können die angrenzenden Zellen
Zellen der dritten Generation (UMTS) umfassen.
-
Das
Dualmodus-User Equipment 6 im GSM-Modus überwacht
die Pegel und Qualität
von empfangenen Abwärtsverbindungssignalen
von einer Dienst anbietenden Zelle zu sich und überwacht ebenso den Pegel von
empfangenden Abwärtsverbindungssignalen
eines angrenzenden BSIC (Base Station Identity Code). Zusätzlich führt das
Dualmodus UE 6 ähnliche
Messungen an anderen anstoßenden
UMTS-Zellen aus. Das Dualmodus-User
Equipment 6 schreibt dann einen Messbericht basierend auf
den bei der Überwachung
gesammelten Daten und überträgt den Report
zu dem BSS 3. Der Messbericht wird periodisch erstellt
[bei GSM gibt es nur periodisch]. Das BSS 3, auf der anderen
Seite, überwacht
Pegel und Qualität
der empfangenden Aufwärtsverbindungssignale,
wobei die Signale von einem individuellen User Equipment empfangen
wurden, welches Dienste von einer relevanten Zelle empfängt, und
misst einen Interferenzpegel gegenüber ungenutzten Verkehrskanälen. Des
Weiteren macht BSS 3 anfängliche Auswertungen der Messungen
in Abhängigkeit
vom einem voreingestellten kritischen Wert und führt dann einen Handover aus. Im
Allgemeinen macht das MSC 2 Auswertungen der Handover,
welche das Messergebnis benötigen,
welches aus Informationen in anderen BSS oder MSC erhalten wurde.
Einen Handover, welcher von Netzwerken für Wireless Link Control ausgewählt wurde, kann
oder kann nicht durchgeführt
werden, abhängig von
dem Messergebnis welcher durch das User Equipment 6/BSS 3 berichtet
wurde und einer Vielzahl von Parametern, welche in jeder Zelle voreingestellt
wurden.
-
Es
ist notwendig einen Handover auszuführen, nämlich Inter-RAT Handover, wenn
das Dualmodus-User Equipment 6, welches UMTS und GSM-Funkzugangstechnologien
(Radio Access Technologies) unterstützt, sich von einer Region
wo GSM die Abdeckung gewährleistet,
in eine andere Region wo das UMTS-Netzwerk die Abdeckung gewährleistet
bewegt und umgekehrt. In dem Fall, dass ein UMTS RAT in einem aktiven
Modus ist, wird das Handover-Kommando von dem UTRAN 5 übertragen,
während
in dem Fall in dem GSM RAT in einem aktiven Modus ist wird das Handover-Kommando von
BSS 3 übertragen.
-
In
Erwiderung auf Kanalkonfigurationsinformationen, welche dem Handover-Kommando übergegeben
werden, unternimmt das Dualmodus-User Equipment 6 die folgenden
Aktionen:
- – Unterbrechen
normaler (oder üblicher)
Aktionen außer
Funkressourcenmanagement (Radio Resource Management) (dritte Schicht).
- – Abtrennen
von Hauptsignalverbindungen zu anderen Verbindungen durch ein „local
end release" (zweite
Schicht), und Unterbrechen, wenn vorhanden, jeder existierenden
(dedizierten) Verkehrskanalverbindung.
- – Formen
eines UMTS-Kanals in dem Fall des Durchführens eines Inter-RAT Handover
zu einem UTRAN, und Formen eines GSM-Kanales in dem Fall des Durchführens eines
Inter-RAT Handover von einem UTRAN. Unterdessen, sind Handover zu
UMTS oder GSM/GPRS-Abdeckung immer durch ein Netzwerk initiiert.
-
In
Bezug auf 3 und 4 werden
nun weiter unten Schritte beschrieben, welche in dem Handover-Vorgang
von einem GSM/GPRS (zweite Generation) zu einem UTRAN (dritte Generation)
einbezogen sind, sog. „2G
zu 3G Handover" und
die Handover-Prozedur von einem UTRAN (dritte Generation) zu einem
GSM/GPRS (zweite Generation). Es sollte in der folgenden Diskussion
angemerkt werden, dass GSM die zweite Generation von GSM- und GPRS-Netzwerken
repräsentiert.
Es ist unnötig
anzumerken, dass GPRS auf beide Arten von Handover angewendet werden
kann.
-
Zuerst
wird die Handover-Prozedur von einem GSM (zweite Generation) zu
einem UTRAN (dritte Generation) in Bezug auf 1, 3a und 3b erklärt. Bezüglich 3a und 3b illustrieren
Nachrichtenflussdiagramme den Inter-RAT Handover von einem GSM BSS
zu einem UMTS UTRAN gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
1. Handover
von GSM zu UMTS
-
Es
ist eine primäre
Aufgabe von Inter-RAT Handover, d.h. zwischen RAN-Typen von GSM
bis UTRAN 5, eine existierende dedizierte Verbindung zwischen
einem UE 6 und einem BSS 3 zu einem UMTS unter
der Netzwerkkontrolle unter Beibehaltung der Verbindung zu übertragen.
Dies läuft
ab, wenn das BSS 3 das UE 6 anweist, einen Handover zu
dem UTRAN 5 auszuführen.
Dieser Vorgang anwendbar auf einen „Single Circuit Call Service".
-
In
Bezug auf 3a und 3b wird
der Handover-Vorgang zu einem UMTS eingeteilt in fünf Schritte,
z.B. S50, S52, S54, S56 und S58.
-
Zuerst
wird eine allgemeine Erklärung
der 3a und 3b gegeben,
gefolgt von einer detaillierteren Erklärung weiter unten. In Schritt 50 (S50), wird
ein Inter-RAT Handover-Kommando
von einem BSS zu einem UTRAN an ein Dualmodus UE übertragen.
Dann fragt ein RR (Radio Resource), welches eine Unterschicht der
GSM-Netzwerkschicht in dem UE ist, bei einer GSM-Datenverbindungsschicht
an, die GSM-Datenverbindung zu unterbrechen und fordert an, dass
eine GSM-physikalische Schicht den GSM-physikalischen Kanal freigibt, und sendet
das Inter-RAT Handover-Kommando an das UTRAN für das Autorisieren oder für die Übergabe
der Steuerung über
den Handover an ein RRC (Radio Resource Control), welches eine Unterschicht
der UMTS-Netzwerkschicht in dem UE ist, und das RRC fordert an,
dass eine UMTS-physikalische Schicht eine UMTS-physikalische Kanalkonfiguration
hat und überwacht,
ob der UMTS-physikalische
Kanal Erfolg hat die UMTS-physikalische Schicht wie angefordert zu
konfigurieren.
-
Schritt 52 (S52)
geht von statten, wenn der UMTS-physikalische Kanal erfolgreich
die UMTS-physikalische Schicht-Konfiguration in Schritt 50 übernommen
hat. In diesem Schritt fordert das RRC in dem UE an, dass eine UMTS-Datenverbindungsschicht
eine UMTS-Datenverbindungskonfiguration hat und überträgt Informationen, dass der
Inter-RAT Handover
zu dem UTRAN erfolgreich beendet wurde an das UTRAN durch einen
UMTS-Kanal, und das RRC fordert bei dem RR in dem UE an, dass dieses
GSM-Ressourcen freigibt,
um dabei die GSM-physikalische Schicht und die GSM-Datenverbindungsschicht
zurückzusetzen.
-
Schritt 54 (S54)
geht von statten, wenn der UMTS-physikalische Kanal nicht erfolgreich
war, die UMTS-physikalische Schichtkonfiguration in Schritt 50 zu übernehmen.
In diesem Schritt informiert das UMTS RRC das GSM RR in dem UE,
dass der Handover an das UTRAN unmöglich ist und versucht, basierend
auf einer dedizierten Kanalkonfiguration und Parametern welcher
jeder Zelle durch das RR zugewiesen sind, die GSM-physikalische Schicht
wieder herzustellen und stellt dann fest, ob die GSM-physikalische
Schichtkonfiguration erfolgreich wieder hergestellt wurde.
-
Schritt 56 (S56)
geht von statten, wenn die GSM-physikalische Schichtkonfiguration
erfolgreich wieder hergestellt wurde in Schritt 54. In
diesem Schritt fordert das RR in dem UE an, die GSM-Datenverbindung
wieder aufzunehmen, welche von der GSM-Datenverbindungsschicht gehalten
wurde, und überträgt Informationen
an das BSS durch ei nen vorherigen GSM-Kanal, dass der Inter-RAT
Handover an das UTRAN fehlgeschlagen ist.
-
Schritt 58 (S58)
geht von statten, wenn die Wiederherstellung der GSM-physikalischen
Kanalkonfiguration fehlgeschlagen ist. In diesem Schritt informiert
das RR ein CC (Call Control) durch ein MM (Mobility Management)
eine Netzwerkschicht in dem UE, dass eine Verbindung niederer Schichten
unter den dedizierten Verbindungen fehlgeschlagen ist, und versucht
einen Anruf aus einem Ruhezustand herzustellen bei einer Ruf-Zurücksetzungs-Anfrage des
CC, wobei die dezidierte Verbindung aufrechterhalten wird.
-
In
Bezug auf 3a wird zuerst der Schritt 50 erklärt. Das
GSM RR 18 des UE 6 in dem GSM-Modus ist vor dem
Empfangen des Handover-Kommandos in einem dedizierten Zustand (S94). Das
UMTS RRC 28 ist in einem Null-Zustand (null state) (S96).
Das CC 34, welches für
das Steuern in Verbindung mit Anrufen eines UE verantwortlich ist, ist
in einem aktiven Zustand (S98).
-
Wenn
sich das Dualmodus UE 6 von einer GSM-Abdeckung zur UMTS-Abdeckung
in solchen Zuständen
bewegt, wird ein Messbericht von dem UE 6 an das BSS 3 periodisch
oder zu einer speziellen Gelegenheit gesendet. Dann wertet das BSS 3 die berichteten
Messungen gemäß einem
vorbestimmten kritischen Wert aus, und ein Unterschicht RR des GSM/GPRS
BSS 3 sendet eine „Inter
System Handover to UTRAN Command"-Nachricht
an das GSM RR 18 des UE 6 (S100). Die „Inter
System Handover to UTRAN Command"-Nachricht
beinhaltet eine Beschreibung des Handover-Kommandos an UMTS.
-
Wenn
das UE 6 die „Inter
System Handover to UTRAN Command"-Nachricht
erhält,
speichert das GSM RR 18 eine derzeitige dedizierte Kanal(DCH)-Konfiguration
und Zellen-Allokations-Parameter, um zu einem vorherigen DCH in
dem Fall, dass der Handover an UTRAN fehlschlägt (S102) zurückzukehren.
Des Weiteren überträgt das GSM
RR 18 des UE 6 eine „Suspend LAPDm"-Nachricht an LAPDm 12 (S104).
Die „Suspend
LAPDm"-Nachricht wird
zu einer lokal unterbrochenen Schicht 2 dezidierten Verbindung
gesendet. Ebenso überträgt das GSM
RR 18 „Release
GSM physical Channel"-Nachricht an den
GSM-physikalischen Kanal (GSM_PHY) des GSM RR 18 PHY 10 in
dem UE 6, hierbei relevante physikalische GSM-Ressourcen
(S106) anfragend. Dann gibt der GSM PHY (GSM_PHY) des PHY 10 alle
GSM-physikalischen Kanäle
in der Abwärtsstrecke
und der Aufwärtsstrecke
frei.
-
Nach
dem Schritt 106 sendet das GSM RR 18 eine "RAT Change start
Indication"-Nachricht an das
MM 32 (SS108). Nach dem Empfangen der "RAT Change start Indication"-Nachricht überträgt das MM 32 die
empfangene Nachricht an eine Anwendungsschicht API (S110). Das MM 32 puffert
jede Schicht 3-Nachricht der oberen Schicht bis der RAT-Wechsel vollzogen
ist. Demnach, wenn die API 40 die "RAT Change start Indication"-Nachricht von dem
MM 32 empfangen hat, unterbricht diese Sprachanwendungen
und puffert stattdessen jedes Sprachpaket bis eine "RAT Change Failure
Indication" oder
eine "RAT Change
Completion Indication"-Nachricht
eintrifft.
-
In
der Zwischenzeit sendet das GSM RR 18 des UE 6 eine "RR to RRC Handover
Command"-Nachricht,
welche in der "Inter
System Handover to UTRAN Command"-Nachricht
enthalten ist, an das UMTS RRC 28 (S112). Nach dem Empfangen der "RR to RRC Handover
Command"-Nachricht
von dem GSM RR 18, sollte das UMTS RRC 28 in dem UE 6 eine
Nachricht für
das Aktivieren der UMTS physikalischen Schicht senden, da das UMTS-Netzwerk
anstelle des GSM-Netzwerkes jetzt die Abdeckung gewährleisten
sollte. Zum Beispiel sendet das UMTS RRC 28 eine "UMTS_Phy Configuration"-Nachricht zusammen
mit physikalischen Kanalkonfigurationsparametern, welche in der "RR to RRC Handover
Command"-Nachricht
enthalten sind, an das PHY 10 (S114). Dies wird gemacht
um den UMTS-physikalischen Kanal (UPHY) des PHY 10 anzuweisen,
einen relevanten physikalischen Kanal zu konfigurieren. Der UPHY
des PHY 10, in Erwiderung auf die "UMTS-Phy Configuration"-Nachricht, unternimmt
angemessene Aktionen wie das Vorbereiten für adäquate Netzwerk- und Synchronisation
um dann eine Nachricht von dem UMTS-Netzwerk zu empfangen. Danach,
sendet der UPHY eine "UMTS_Phy
Configuration Confirm"-Nachricht
(nicht gezeigt) an das UMTS RRC 28 in dem UE 6,
um anzuzeigen, dass es wirklich bereit ist, zu arbeiten.
-
Wenn
die relevante UMTS-physikalische-Schichtkonfiguration erfolgreich
beendet ist (dies ist zu finden, in Schritt 116 der 3a),
in anderen Worten, wenn das UMTS RRC 28 in dem UE 6 eine "UMTS-Phy Configuration
Confirm"-Nachricht von
dem UPHY empfängt,
wird Schritt 52 ausgeführt, welcher
S118 bis S134 abdeckt. Jedoch, wenn die relevante, UMTS-physikalische-Schichtkonfiguration fehlschlägt (dies
ist in Schritt 116 der 3a zu
finden), läuft
Schritt 54 ab, welcher S136 bis S140 abdeckt.
-
Zuerst
wird Schritt 52 (von S118 bis S134 der 3a)
ausgeführt,
wenn die relevante UMTS-physikalische-Schichtkonfiguration erfolgreich
ist, wie unten beschrieben.
-
In
Schritt 52 sendet das UMTS RRC 28 in UE 6 eine "UMTS-L2 Configuration"-Nachricht an das UMTS
MAC 16, wobei das UMTS MAC 16 eine Konfiguration
der UMTS-Schicht 2 hat (S118). Später sendet das UMTS RRC 28 eine "Handover to UTRAN Complete"-Nachricht an das UTRAN 5 durch UMTS-Kanäle, um zu
informieren, dass Zwischensystemhandover an ein UTRAN erfolgreich
zu Ende geführt
wurde (S120). Das heißt,
dass ein Benutzer einen Anruf in einer Region, wo das UMTS-Netzwerk Abdeckung
gewährleistet
aufbauen kann. Hierbei sendet das UMTS RRC 28 in dem UE
eine "RRC To RR
Release Request"-Nachricht
an das GSM RR 18, hiermit anfordernd, dass das GSM RR 18 alle
GSM Resourcen freigibt (S122).
-
In
Erwiderung auf die empfangene Nachricht sendet das GSM RR 18 eine "RAT Change Complete Indication"-Nachricht an das
MM 32 (S124). Dann ändert
das MM 32 eine aktuelle RAT-Umgebung zu UMTS und sendet
eine "RAT Change
complete Indiciation"-Nachricht an die
API 40 (S126). Danach, sendet das MM 32 alle Schicht-3-Nachrichten
durch eine UMTS-Zugangs-"Stratum"-Schicht. Nach dem Empfangen
der "RAT Change
Complete Indication"-Nachricht
von dem MM 32, ändert
die API 40 eine aktuelle RAT-Umgebung zu UMTS, nimmt die Anwendung
wieder auf, und überträgt, durch
einen UMTS-Stapel, jedes gepufferte Sprachpaket.
-
Auf
der anderen Seite erkennt das GSM RR 18 das dieses seinen
Teil getan hat und sendet eine "Reset
GSM Physical Layer"-Nachricht
an die GSM-physikalische Schicht (GSM_PHY) des PHY 10 zum
Zurücksetzen
einer physikalischen GSM-Schicht Standardkonfiguration (S128). Zusätzlich sendet
GSM RR 18 ein "Initialize
LAPDm Layer"-Nachricht an eine
LAPD-Schicht 12 der zweiten Schicht zum Zurücksetzen
einer Datenverbindungsschicht zu einer vorgegebenen Konfiguration
(S130). Als ein Ergebnis wird das GSM RR 18 des UE ein Nullzustand
(null state) (S132), und das UMTS RRC 28 wird ein dedizierter
Zustand (S134).
-
In
Bezug nun auf 3b, wird der Schritt 54 (Schritt 136 bis 140 der 3b),
welcher nach dem Fehlschlagen einer Konfiguration der UMTS-physikalischen-Schicht
in Schritt 50 vonstatten geht, weiter unten diskutiert.
-
Im
Schritt 54 sendet das UMTS RRC 28 eine "RRC to RR Connection
Failure"-Nachricht
an das GSM RR 18, um zu informieren, dass der Zwischensystem-handover
zu einem UTRAN unmöglich
ist (S136). Die "RRC
To RR Connection Failure"-Nachricht
beinhaltet die Gründe
für den
Verbindungsfehlschlag. Dann sendet das GSM RR 18 eine "GSM-Physical Layer Configuration"-Nachricht an die
GSM-physikalische Schicht (GSM-PHY) des PHY 10 (S138),
um damit relevante physikalische GSM-Schichten wiederherzustellen,
basierend auf zuvor gespeicherten Parametern in dem Unterschritt 102 von
S50. Wenn das GSM_PHY von PHY 10 im Schritt 140 die
GSM-physikalische Schichtkonfiguration wiederherstellt, in Erwiderung
auf die Nachricht "GSM-Physikal
Layer Configuration",
wird eine "GSM_Phy
Configuration Confirm"-Nachricht
(nicht gezeigt), an das GSM RR 18 im UE 6 weitergeleitet. Wenn
nicht, wird die "GSM_PHY
Configuration Confirm"-Nachricht nicht an
das GSM RR 18 gesendet.
-
Demnach,
wenn das GSM RR 18 erfolgreich relevante GSM-physikalische
Schichten (d.h., wenn GSM RR erfolgreich GSM-physikalische Kanäle einrichtet)
wiederherstellt, läuft
S56 ab, welcher die Schritte 142 bis 152 der 3b abdeckt.
Jedoch, wenn das GSM RR 18 nicht die relevanten GSM-physikalische
Schichen wiederhergestellt hat, läuft S58 ab, welcher die Schritte 154 bis 166 der 3b abdeckt.
-
Um
zuerst S56, welcher die Schritte 142 bis 152 der 3b abdeckt,
zu erklären
wird angenommen, dass das GSM RR 18 bei dem Widerherstellen der
relevanten GSM-physikalischen
Schichten erfolgreich war, sendet das GSM RR 18 eine "Resume GSM layer
2"-Nachricht an
die GSM-Schicht 2, nämlich
LAPDm 12, um die GSM-Schicht 2 wieder aufzunehmen,
welche unterbrochen wurde (S142) und sendet eine "Handover to UTRAN
Failure"-Nachricht an
das BSS 3 im vorherigen GSM-Kanal zum Anzeigen, dass der
Inter-RAT Handover fehlgeschlagen ist (S144). Des Weiteren sendet
das GSM RR 18 ein "RAT
Change Failure Indication"-Nachricht
an das MM 32 (S146), und das MM 32 sendet die "RAT Change Failure
Indication"-Nachricht
an die API 40 weiter (S148). Ab diesem Zeitpunkt bekommt
das MM 32 kontinuierlich Dienste von RR 18. Nachdem die
API 40 die "RAT
Change Failure Indication"-Nachricht
empfangen hat, sendet diese jedes gepufferte Paket durch einen GSM-Stapelspeicher.
Als ein Ergebnis geht das GSM RR 18 des UE in einen dedizierten
Zustand (S150) zurück,
während
das UMTS RR 28 ein Null-Zustand wird (S152).
-
Wieder
in Bezug auf 3b, wird S58, welcher abläuft, wenn
es GSM RR 18 nicht gelingt, die GSM-relevanten physikalischen
Schichten in Schritt 140 wiederherzustellen, nun im Folgenden
erklärt.
In S58 sendet das RR18 eine "RR
Abort Indication"-Nachricht
an das MM 32 um anzuzeigen, dass eine niedrigere Schicht
beendet wurde (S154). Dann sendet das MM 32 eine "MM Connection Interrupted Indication"-Nachricht an das
CC (Connection-Management Schicht) 34, um über die
Unterbrechung in einer niedrigeren Schicht der dedizierten Verbindung zu
informieren (S156). Das CC 34 empfängt in einem aktiven Zustand
die "MM Connection
Interrupted Indication"-Nachricht
und sendet die "re-establishment request"-Nachricht an das
MM 32 (S158). Dann sendet das MM 32 eine "RR Establishment
Request"-Nachricht
an das RR 18, wodurch das GSM RR 18 einen Anruf
wiederherstellen kann (S160). Dann richtet das GSM RR 18 in
einem Ruhezustand (162) einen Anruf erneut ein (S164).
Auf diese Weise wird das GSM RR 18 des UE wieder ein dedizierter Zustand
(S166).
-
Jetzt,
in Bezug auf 4, stellt die vorliegende
Erfindung eine Zwischensystemhandover-Prozedur von einem UMTS UTRAN 5 zu
einem GSM BSS 3 zur Verfügung. 4 ist
ein Nachrichtenflussdiagramm, welches eine Prozedur zeigt zum Durchführen eines
Zwischensystem-handover von UMTS UTRAN zu GSM/GPRS BSS gemäß einer
zweiten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
2. Handover von UMTS an
GSM/GPRS
-
Eine
primäre
Aufgabe des Zwischensystemhandover an ein BSS 3 ist es,
eine existierende dedizierte Verbindung zwischen einem UE 6 und
eienm UTRAN 5 an ein GSM unter der Netzwerksteuerung zu übertragen,
wobei die Verbindung aufrechterhalten wird. Dies läuft ab,
wenn das UTRAN 5, welches einen dedizierten Kanal (DCH)
belegt hat, das UE 6 anweist, einen Handover zu dem BSS 3 durchzuführen.
-
Die
Zwischensystemhandover (oder Inter-RAT)-Handover Prozedur von UMTS
UTRAN 5 zu GSM/GPRS BSS 3 wird in Bezug auf 4a und 4b erklärt. Die
gleiche Konfiguration, welche in den 1 und 2 illustriert
ist, wird ebenso hier angewendet.
-
In
Bezug auf 4a und 4b ist
ein allgemeiner Überblick über die
Handover-Prozedur von einem UMTS grob in fünf Schritte, z.B. S150, S152, S154,
S156 und S158 eingeteilt.
-
In
Schritt 150 (S150) wird ein inter-RAT Handover Commando
von einem UTRAN an ein BSS zu einem Dualmodus-UE übertragen.
Dann fordert ein RRC (Radio Resource Control), welcher eine Unterschicht
der UMTS-Netzwerkschicht in dem UE ist, an, dass eine UMTS-Datenverbindungsschicht
die UMTS Datenverbindung unterbricht und dass eine UMTS-physikalische
Schicht den UMTS-physikalischen Kanal freigibt, und sendet das Inter-RAT-Handover
Commando von dem UTRAN für
das Autorisieren (oder die Übergabesteuerung
des Handover) an ein RR (Radio Resource), welches eine Unterschicht der
GSM-Netzwerkschicht in dem UE ist, und dann fordert das RR an, dass
eine GSM-physikalische Schicht GSM-physikalische GSM-physikalische
Kanalkonfiguration hat und überwacht,
ob der GSM-physikalische Kanal erreicht hat, eine GSM-physikalische Schichtkonfiguration
zu übernehmen,
wie angefordert.
-
Der
Schritt 152 (S152) läuft
ab, wenn der GSM/GPRS physikalische Kanal erreicht hat, dass dieser
eine GSM/GPRS physikalische Kanalkonfiguration hat in Schritt 150.
In diesem Schritt fordert das RR in dem UE an, dass eine GSM-Datenverbindungsschicht
eine GSM-Verbindungskonfiguration haben soll, und überträgt Informationen,
dass der Inter-RAT-Handover
von dem UTRAN erfolgreich beendet wurde, an das BSS durch einen
GSM Kanal.
-
Schritt 154 (S154)
läuft ab,
wenn der GSM/GPRS-physikalische Kanal keinen Erfolg hatte, darin,
dass dieser die GSM/GPRS-physikalische Kanalkonfiguration hat in
Schritt 150. In diesem Schritt informiert das GSM RR das
UMTS RRC in dem UE, dass der Handover von dem UTRAN unmöglich ist, und
versucht, basierend auf einer dedizierten Kanalkonfiguration und
Zellen-Allocations-Parameter des RRC, die UMTS-physikalische Schicht
wiederherzustellen, und stellt dann fest, ob die UMTS-physikalische
Schichtkonfiguration richtig wiederhergestellt wurde.
-
Schritt 156 (S156)
läuft ab,
wenn die UMTS-physikalische Schichtkonfiguration erfolgreich wiederhergestellt
wurde in Schritt 154. In diesem Schritt fordert das RRC
in dem UE an, die UMTS-Datenverbindung wiederaufzunehmen, welche
durch die UMTS-Datenverbindungsschicht
unterbrochen wurde und überträgt Informationen
an das UTRAN durch einen vorherigen UMTS-Kanal, dass der inter-RAT
Handover von dem UTRAN fehlgeschlagen ist.
-
Schritt 158 läuft ab,
wenn die Wiederherstellung der UMTS-physikalischen Kanalkonfiguration fehlgeschlagen
ist. In diesem Schritt wählt
das RRC eine neue UMTS-Zelle aus, und sendet eine Zellenaktualisierungsnachricht
an das Netzwerk, um die notwendigen Resourcen für einen Anruf zu bekommen.
-
Eine
genaue Erklärung
der 4A und 4B wird
im Folgenden gegeben. In Bezug auf 4a, wird
zuerst der Schritt 150 erklärt. Das UMTS RRC 28 des
UE 6 in dem UMTS-Modus
ist vor dem Empfangen des Handoverkommandos in einem dedizierten
Zustand (S196), und das GSM RR 18 ist in einem Nullzustand
(S198).
-
Wenn
sich das Dualmodus UE 6 von der UMTS-Abdeckung zur GSM-Abdeckung
unter diesen Bedingungen bewegt, wird ein Meßbericht von dem UE 6 an
das UTRAN 5 periodisch oder auf ein spezielles Ereignis
hin gesendet. Dann wertet das UTRAN die berichteten Messungen gemäß einem
vorbestimmten kritischen Wert aus und das Unterschicht-RRC („sublayer
RRC") des UTRAN 5 sendetet
ein "Inter System
Handover from UTRAN Command"-Nachricht
an das UMTS RRC 28 des UE 6 (S200). Die "Inter System Handover
form UTRAN Command"-Nachricht
beinhaltet eine Beschreibung des Handover Kommandos an das GSM.
-
Wenn
das UMTS RRC 28 des UE 6 die "Inter System Handover from UTRAN Command"-Nachricht empfängt, speichert
das UMTS RRC 28 eine derzeitige UMTS DCH (dedizierter Kanal)-Konfiguration
und Zellen-Allocations-Parameter, um zu einer vorherigen DCH, in
dem Fall dass die Handover Prozedur an das GSM fehlschlägt (S202),
zurückzukehren.
Des Weiteren überträgt das UMTS
RRC 28 des UE 6 eine "Suspend RLC"-Nachricht an das UMTS MAC 16,
welches Schicht 2 ist (S204). Die "Suspend RLC"-Nachricht wird an eine unterbrochene
Schicht 2 gesendet. Ebenso überträgt das UMTS RRC 28 des
UE 6 ein "Release
Physical Channel"-Nachricht an
den UMTS physikalischen Kanal (UPHY) des PHY 10 in dem
UE 6, hierbei die Freigabe der UMTS-relevanten physikalischen Ressourcen
anfordernd (S206). Danach gibt der UPHY des PHY 10 alle UMTS-physikalischen
Kanäle
frei, in der Aufwärtsverbindung
und in der Abwärtsverbindung.
-
Auf
den Schritt 206 der 4a folgend,
sendet das UMTS RRC 28 eine "RAT Change start Indication"-Nachricht an das
MM 32 (S208). Nach dem Empfangen der "RAT Change start Indication"-Nachricht, überträgt das MM 32 die
empfangene Nachricht an eine Anwendungsschicht API 40 (S210).
Das MM 32 leitet jede Schicht-3-Nachricht der oberen Schicht weiter
an die API 40 bis der RAT-Wechsel beendet ist. Demnach,
wenn die API 40 die "RAT
Change start Indication"-Nachricht
von MM 32 erhält,
wird die Sprachanwendung unterbrochen und jedes Sprachpaket wird
statt dessen gepuffert bis eine "RAT Change
Failure Indication"-Nachricht
oder "RAT-Change
Completion Indication"-Nachricht
eintrifft.
-
In
der Zwischenzeit sendet das UMTS RRC 28 des UE 6 eine "URRC to RR Handover"-Nachricht, welche in der "Inter System Handover
from UTRAN Command"-Nachricht
enthalten ist, an das GSM RR 18 (S212). Nach dem Empfangen
der "URRC to RR
Handover Command"-Nachricht
von dem UMTS RRC 28, sollte das GSM RR 18 in dem UE 6 eine
Nachricht für
Aktivieren der GSM-physikalischen Schicht senden, da jetzt das GSM-Netzwerk anstelle
des UMTS-Netzwerkes Abdeckung gewährleistet. Zum Beispiel sendet
das GSM RR 18 eine "GSM
Physical Layer Configuration"-Nachricht,
welche physikalische Kanalkonfigurationsparameter, welche in der "URRC to RR Handover
Command"-Nachricht
beinhaltet sind, beinhaltet, an den GSM_PHY der PHY 10,
S(214). Dies wird gemacht, um den GSM-physikalischen Kanal (GSM_PHY)
der PHY 10 anzuweisen, einen GSM-relevanten physikalischen
Kanal zu konfigurieren. Die GSM_PHY des PHY 10, in Erwiderung
auf eine "GSM Physical
Layer Configuration"-Nachricht,
unternimmt, geeignete Maßnahmen
wie das Vorbereiten für
ein adäquates Netzwerk
und Synchronisation um dann eine Nachricht von dem GSM-Netzwerk
zu empfangen. Danach sendet die GSM_PHY eine "GSM Physical Layer Configuration Confirm"-Nachricht (nicht
gezeigt) an das GSM RR 18 in dem UE 6, hierbei
anzeigend, dass es bereit ist.
-
Wenn
die GSM-relevante physikalische Schichtkonfiguration erfolgreich
beendet wurde (dies wird im Schritt 216 der 4a festgestellt),
in anderen Worten, wenn das GSM RR 18 in dem UE 6 eine "GSM Physical Layer
Configuration Confirm"-Nachricht
von der GSM_PHY empfängt,
wird der Schritt 152 (S152) ausgeführt, welcher die Schritte S218
bis S230 beinhaltet. Wenn jedoch die GSM-relevante physikalische
Schichtkonfiguration fehlschlägt
(dies wird ebenso in Schritt 216 der 4a festgestellt), wird
der Schritt 154 (S154) ausgeführt, welcher S232 bis S234
beinhaltet.
-
Zuerst
wird S152 (von S218 bis S230 der 4a), welcher
durchgeführt
wird wenn die GSM-relevante physikalische Schichtkonfiguration erfolgreich
war, weiter unten beschrieben.
-
In
S152, sendet das GSM RR 18 in dem UE 6 ein "GSM Layer2 Configuration"-Nachricht an die GSM-Schicht 2,
nämlich
LPADm 12 (S218), wobei LAPDm 12 eine Konfiguration
der GSM Schicht 2 hat. Später sendet das GSM RR 18 eine "Handover from UTRAN
Complete"-Nachricht
an das BSS 3 durch GSM-Kanäle, um zu informieren, dass
der Zwischensystem-Handover von einem UTRAN erfolgreich beendet
wurde (S220). Das bedeutet, dass ein Benutzer einen Anruf aufbauen
kann, in einer Region in der das GSM-Netzwerk Abdeckung gewährleistet.
Hierzu sendet das GSM RR 18 in dem UE eine "RR To URR Release
Request"-Nachricht
an das UMTS RRC 28, hierbei anfordernd dass das UMTS RRC 28 alle
UMTS-Resourcen freigibt (S222).
-
In
Erwiderung auf die empfangene Nachricht sendet das UMTS RRC 28 eine "RAT Change Complete
Indication"-Nachricht
an das MM 32 (S224). Dann ändert das MM 32 eine
derzeitige RAT-Umgebung zu GSM und sendet eine "RAT Change Complete Indication"-Nachricht an die
API 40 (S226). Danach führt
das MM 32 eine Kommunikation mit dem Netzwerk durch die
GSM Zugangsschicht durch (UMTS Zugangs "Stratum" Schicht). Nach dem Empfangen einer "RAT Change complete
Indication"-Nachricht
von dem MM 32 ändert
die API 40 eine derzeitige RAT-Umgebung in GSM, nimmt die
Anwendung wieder auf, und überträgt durch
einen GSM-Stapel jedes gepufferte Sprachpaket. Als ein Ergebnis
wird das UMTS RRC 28 des UE ein Nullzustand (S230) und
das GSM RR 18 wird zu einem dedizierten Zustand (S228).
-
Jetzt
wird, in Bezug auf 4b, der Schritt S150 (welcher
die Schritte 232 bis 236 der 4b beinhaltet),
welcher abläuft
nach dem Fehlschlagen der GSM-physikalischen Schichtkonfiguration
in Schritt 216 von S150, wie nachstehend beschrieben.
-
In
S154 sendet das GSM RR 18 eine "RR To RRC Connection Failure"-Nachricht an das
UMTS RRC 28, um zu informieren, dass der Zwischensystemhandover
von einem UTRAN unmöglich
ist (S232). Die "RR
To RRC Connection Failure"-Nachricht
beinhaltet Grund des Verbindungsfehlschlags. Dann sendet das UMTS
RRC 28 eine "UMTS
Physical Layer Configuration"-Nachricht
an die UMTS-physikalische Schicht (UPHY) des PHY 10 (S234),
um damit UMTS-relevanten physikalische Schichten wiederherzustellen,
basierend auf zuvor gespeicherten Parametern in den Schritten 202 von
S150. In Schritt 236, wenn das UPHY des PHY 10 die UMTS-physikalische
Schichtkonfiguration konfiguriert, in Erwiderung auf die Nachricht "UMTS Physical Layer
Configuration",
wird die "UMTS Physical
Layer Configuration Confirm"-Nachricht
(nicht gezeigt) weitergeleitet an das UMTS RRC 28 in dem
UE 6. Wenn nicht, wird die "UMTS Physical Layer Configuration Confirm"-Nachricht nicht
an das UMTS RRC 28 gesendet.
-
Folglich,
wenn das UMTS RR 28 erfolgreich die UMTS-relevante physikalische
Schicht wiederherstellt (d.h., wenn das UMTS RRC erfolgreich UMTC-physikalische
Kanäle
einstellt), läuft
S156 ab, welcher die Schritte 238 bis 248 der 4 beinhaltet. Jedoch, wenn das UMTS RRC 28 keinen
Erfolg hatte, beim Wiederherstellen der UMTS-relevanten physikalischen
Schicht, läuft
S158 ab, welcher die Schritt 250 bis 252 der 4b beinhaltet.
-
Um
S156 zu erklären,
welcher die Schritte S238 bis 248 der 4 beinhaltet,
unter der Annahme, dass das UMTS RRC erfolgreich die UMTS-relevante
physikalische Schicht wiederhergestellt hat, sendet das UMTS RRC 28 eine "Resume UMTS Layer
2"-Nachricht an die
UMTS-Schicht 2, nämlich
MAC 16, um die UMTS-Schicht 2 wiederher zustellen,
welche unterbrochen wurde (S238), und sendet ein "Handover from UTRAN
Failure"-Nachricht
an das UTRAN 5, durch einen vorherigen UMTS-Kanal zum Anzeigen,
dass der inter-RAT-Handover fehlgeschlagen ist (S240). Des Weiteren
sendet das UMTS RRC 28 eine "RAT Change Failure Indication"-Nachricht an das
MM 32 (S242), und das MM 32 leitet die "RAT Change Failure
Indication"-Nachricht
an API 40 weiter (S244). Von diesem Zeitpunkt an, wird
das MM 32 kontinuierlich mit Diensten von dem RRC 18 versorgt.
Nachdem die API 40 die "RAT
Change Failure Indication"-Nachricht
empfangen hat, überträgt diese jedes
gepufferte Paket durch einen UMTS-Stapel. Als ein Ergebnis kehrt
das UMTS RRC 28 in einen dedizierten Zustand zurück (S246),
während
das GSM RRC 18 in einen Nullzustand (null state) zurückkehrt
(S248).
-
Wieder
in Bezug auf 4b, wird jetzt S158, welcher
abläuft,
wenn das UMTS RRC 28 bei dem Wiederherstellen der UMTS-relevanten
physikalischen Schicht im Unterschritt 236 von S154 scheitert, im
Folgenden erklärt.
In S158 versucht UMTS RRC 28 eine neue UMTS-Zelle erneut
auszuwählen,
und wählt
wieder eine neue UMTS-Zelle erfolgreich aus (S250) und überträgt dann
eine Zellenaktualisierungsnachricht an das Netzwerk zum Aktivieren
der notwendigen Resourcen für
den Anruf (S252).
-
Zusammenfassend
kann gesagt werden, dass die vorliegende Erfindung die folgenden
Vorteile hat:
Erstens, obwohl es möglich ist, dass ein Handover die
Verbindungsqualität
vermindern könnte,
ermöglichen
GSM RR – UMTS
RRC-Schnittstellen die erfolgreiche Weitergabe (Handover) zwischen
unterschiedlichen RATs;
Zweitens ist es nun möglich, einen
Handover von GSM RR-Abdeckung zu UMTS RRC-Abdeckung durchzuführen, oder umgekehrt, dieses
mehr als einmal (sogar mehrere Male) ohne den Anruf zu unterbrechen;
und
Drittens, wenn ein Handover mit einem bestehenden Anruf
in ein neues RAT fehlschlägt,
kehrt der Anruf zu einem vorherigen RAT (ein vorheriges aktives
RAT vor dem Durchführen
des Handover) ohne Probleme zurück.
-
Es
ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf eine
bestimmte Ausführungsform beschränkt sein
soll, welche als die beste erachtete Weise zum Ausführen der
vorliegenden Erfindung offenbart ist, sondern dass die vorliegende
Erfindung alle Ausführungsformen
beinhaltet, welche unter den Bereich der angehängten Ansprüche fallen.