DE69837333T2

DE69837333T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Funkverbindung mit einer Zielbasisstation in einem zellularen oder drahtlosen Mobilkommunikationssystem

Info

Publication number: DE69837333T2
Application number: DE69837333T
Authority: DE
Inventors: Denis Fauconnier
Original assignee: Nortel Matra Cellular SCA
Current assignee: Nortel Networks SA
Priority date: 1998-10-19
Filing date: 1998-10-19
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2018-10-20
Also published as: DE69837333D1; WO2000024213A1; CA2346919A1; EP0996304B1; CN1350763A; JP2002528976A; CN1130946C; EP0996304A1; US7089009B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kanalwechsel bzw. Übergabe in Vorwärtsrichtung (manchmal bekannt als "Hand off") oder für bestimmte Arten der Anrufwiederherstellung in einem zellulären oder schnurlosen Mobiltelekommunikationssystem. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können Anwendung in vielen Arten von Mobiltelekommunikationssystemen unabhängig von dem Zugriffsverfahren, z.B. FDMA, TDMA, FDMA/TDMA, CDMA, FDMA/TDMA/CDMA, TDD, CDMA/TDD oder ähnlichen Verfahren finden. Die vorliegende Erfindung kann sich auch auf ein Mobiltelekommunikationsnetzwerk und auf ein Verfahren, dieses zu betreiben, beziehen.
Technischer Hintergrund
Zelluläre Mobiltelefonsysteme beruhen auf dem wiederholten Nutzen von Funkfrequenzen in unterschiedlichen Zellen oder Feldern, welche von Funk abgedeckt werden. Wenn ein mobiles Endgerät sich von der Kommunikation mit einer Basisstation in einer Zelle (der ursprünglichen Basisstation) zu einer anderen bewegt, ist es notwendig, das mobile Endgerät der Basisstation (Zielbasisstation) der neuen Zelle zu "übergeben". Die Übergaben bzw. Kanalwechsel können passiv oder aktiv sein, d.h. eine Übergabe kann notwendig sein, wenn es keine aktive Kommunikation gibt und das Mobilendgerät in der aktuellen Zelle in "Wartestellung" ist und zu der neuen Zelle übertragen werden muss (passives Übergeben), oder wenn es eine aktive Kommunikation gibt, welche von der aktuellen zu der Zielbasisstation zu übertragen ist (aktives Übergeben). Um einen Verlust an Daten während einer aktiven Übergabe zu vermeiden, wird dieses bevorzugt, wenn die Übergabe schnell ist. Um die Geschwindigkeit der Übergaben zu verbessern, wurden sowohl "nahtlose" als auch "sanfte" Übergaben vorgeschlagen. Eine nahtlose Übergabe ist eine "harte" Übergabe (es wird eine neue Verbindung zu der Zielbasisstation zu der Zeit des Verlustes der alten Verbindung durchgeführt), bei welcher die Netzwerkverbindungen hinauf zur Zielbasisstation reserviert sind und so synchronisiert sind, dass es, wenn die aktuelle Übergabe stattfindet, einen Minimalwert an Unterbrechung zwischen dem Unterbrechen der Kommunikation mit der alten Basisstation und der Verbindung über die neue Basisstation gibt. Bei einer sanften Übergabe kommuniziert das Mobilendgerät sowohl mit der alten Basisstation als auch der Zielbasisstation zur gleichen Zeit, und das Netzwerk kann basierend auf bestimmten Kommunikationsqualitäten oder anderen Kriterien entscheiden, wann die Signale, welche über die Zielbasisstation ankommen, akzeptierbar sind und die Verbindung zur ursprünglichen Basisstation abgebrochen werden kann.
Harte Übergabeverfahren können aufgrund plötzlich variierender Signalstärke leiden. Die Verschlechterung der Signalqualität von Kommunikation mit der Ursprungsbasisstation können durch Abschatten und weit variierendes Schwachwerden auf dem aktuellen Kommunikationskanal verdeckt sein, so dass das Reduzieren in der Signalqualität, welches die Übergabe triggert, plötzlich und katastrophenartig auftreten kann (z.B. der "Winkeleffekt"). In dieser Situation wird die Kommunikation mit der ursprünglichen Basisstation plötzlich verloren, und ein Übergabeverfahren, welches auf einer Übergabeanforderung beruht, welche an die Originalbasisstation gesendet wird, kann fehlschlagen. Schemata wurden vorgeschlagen, mit dieser Situation umzugehen, z.B. beim Verlust der Kommunikation mit der Ursprungsbasisstation versucht das Mobilendgerät eine Übergabe in Vorwärtsrichtung, d.h. es versucht, Kontakt mit einer Zielbasisstation aufzunehmen, und das Netzwerk versucht, die neue Route über das Netzwerk von der Basisstation aus zu erstellen. Das Erstellen des neuen Netzwerkpfades benötigt einige Zeit, speziell wenn das Netzwerk in keiner Weise auf diesen Notfallbetrieb vorbereitet wurde, so dass es nahezu unmöglich ist, mit diesem Verfahren nicht einige Daten zu verlieren. Sehr häufig wird die vollständige Kommunikation verloren.
Eine Alternative besteht darin, eine Kommunikation mit mehr als einer Basisstation zur gleichen Zeit zuzulassen, so dass der plötzliche Verlust der Kommunikation mit einer Basisstation keine Auswirkung auf die aktuelle Kommunikation hat. Ein Verfahren und ein System zum Liefern einer Kommunikation mit dem Mobilendgerät über mehr als eine Basisstation während des Übergabeverfahrens wird in dem US-Patent 5,625,876 veröffentlicht. Beim Benutzen dieses Systems wird eine Kommunikation zwischen dem Mobilendgerät und dem Endbenutzer durch einen Kanalwechsel von der Ursprungsbasisstation zur Zielbasisstation nicht unterbrochen. Diese Art von Übergabe kann als eine "sanfte" Übergabe in der Kommunikation mit der Zielbasisstation betrachtet werden, welche erstellt wird, bevor die Kommunikation mit der Ursprungsbasisstation beendet ist. Wenn das Mobilendgerät in Kommunikation mit zwei Basisstationen steht, kann ein einzelnes Signal für den Endbenutzer aus den Signalen von jeder Basisstation durch ein zelluläres oder persönliches Kommunikationssystem-Steuergerät geschaffen werden.
Bei den Systemen, in welchen ein Mobilendgerät mit mehreren Basisstation zur gleichen Zeit kommunizieren kann, z.B. bei CDMA-Systemen, kann ein vom Mobilendgerät unterstütztes Kanalwechseln basierend auf der Signalstärke von Leit- oder Pilotsignalen von mehreren Sätzen von Basisstationen arbeiten, wie sie durch das mobile Endgerät gemessen wird. Ein "Aktiver Satz" ist der Satz an Basisstationen, über welche aktive Kommunikation erstellt wird. Der "Nachbarsatz" ist ein Satz von Basisstationen, welcher eine aktive Basisstation umgibt, wobei Basisstationen beinhaltet sind, welche eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür haben, eine Pilot- oder Leitsignalstärke mit ausreichendem Pegel zu besitzen, um die Kommunikation bei adäquater Qualität zu unterstützen. Der "Kandidatensatz" ist ein Satz von Basisstationen, welcher eine Pilot- oder Leitsignalstärke mit ausreichendem Pegel besitzt, um die Kommunikation einzurichten.
Wenn Kommunikationen anfangs eingerichtet werden, kommuniziert ein Mobilendgerät über eine erste Basisstation, und der "Aktive Satz" enthält nur die erste Basisstation. Das Mobilendgerät überwacht die Pilot- oder Baken- bzw. Leitsignalstärke der Basisstationen, welche diese umgeben, und jede dieser wird dem "Aktiven Satz", dem "Kandidatensatz" oder dem "Nachbarsatz" zugeordnet. Wenn ein Pilot- oder Bakensignal einer Basisstation in dem "Nachbarsatz" einen vorher festgelegten Schwellwertpegel überschreitet, wird die Basisstation zu dem "Kandidatensatz" addiert und von dem "Nachbarsatz" des Mobilendgerätes entfernt. Das Mobilendgerät kommuniziert eine Nachricht zu der Ursprungsbasisstation, welche die neue Basisstation identifiziert. Ein zelluläres oder persönliches Kommunikationssystem-Steuergerät entscheidet, ob eine Kommunikation zwischen der neuen Basisstation und dem Mobilendgerät einzurichten ist. Sollte das zelluläre oder persönliche Kommunikationssystem-Steuergerät entscheiden, so zu verfahren, sendet das zelluläre oder persönliche Kommunikationssystem-Steuergerät eine Nachricht mit identifizierender Information über das Mobilendgerät und einen Befehl, Kommunikationen damit zu erstellen, an die neue Basisstation. Eine Nachricht wird auch an das Mobilendgerät über die ursprüngliche Basisstation gesendet. Die Nachricht identifiziert einen neuen "Aktiven Satz", welcher die ursprünglichen und die neuen Basisstationen beinhaltet. Das Mobilendgerät sucht nach dem von der neuen Basisstation gesendeten Informationssignal, und eine Kommunikation mit der neuen Basisstation wird ohne Beendigung der Kommunikation über die ursprüngliche Basisstation erstellt. Diese Vorgehensweise kann mit zusätzlichen Basisstationen fortfahren.
Wenn das Mobilendgerät über viele Basisstationen kommuniziert, fährt es fort, die Signalstärke der Basisstationen des "Aktiven Satzes", des "Kandidatensatzes" und des "Nachbarsatzes" zu überwachen. Sollte die Signalstärke, welche einer Basisstation des "Aktiven Satzes" entspricht, unterhalb eine vorher festgelegte Zeitdauer fallen, erzeugt das Mobilendgerät eine Nachricht und sendet diese, um den Vorfall zu berichten. Das zelluläre oder persönliche Kommunikationssystem-Steuergerät empfängt diese Nachricht über wenigstens eine der Basisstationen, mit welcher das Mobilendgerät kommuniziert. Das zelluläre oder persönliche Kommunikationssystem-Steuergerät kann entscheiden, Kommunikation über die Basisstation zu beenden, welche eine schwache Pilot- oder Bakensignalstärke besitzt.
Das zelluläre oder persönliche Kommunikationssystem-Steuergerät erzeugt aufgrund der Entscheidung, die Kommunikation über eine Basisstation zu beenden, eine Nachricht, welche einen neuen "Aktiven Satz" von Basisstationen identifiziert. Die Basisstation, über welche Kommunikation eingerichtet wird, sendet eine Nachricht an das Mobilendgerät. Das zelluläre oder persönliche Kommunikationssystem-Steuergerät kommuniziert auch Information an die relevante Basisstation, um die Kommunikation mit dem Mobilendgerät zu beenden. Die Kommunikation des Mobilendgeräts wird damit nur über die Basisstationen geroutet, welche in dem neuen "Aktiven Satz" identifiziert sind. In einem zellulären oder persönlichen Kommunikationstelefonsystem, bei welchem die Kapazität des Systems in Bezug auf die Anzahl simultaner Telefonanrufe, welche bearbeitet werden können, maximiert wird, ist dies auch extrem wichtig. Falls das Mobilendgerät simultan mit mehreren Basisstationen kommuniziert, beispielsweise wenn das Mobilendgerät nahe an den Grenzen mehrerer unterschiedlicher Zellen ist, werden zusätzliche Funk- und Netzwerkressourcen belegt, wodurch die Gesamtkapazität des Systems reduziert wird. Demnach ist es vorteilhaft, die Anzahl der simultanen Kommunikationen bezüglich der gleichen Daten zu begrenzen, welche Funkkapazität aufbrauchen. Außerdem kann ein Mobilendgerät mit hoher Bitrate und hoher Priorität, welches sich einer Zellgrenze nähert, bei hoher Leistung aufgrund unzureichenderer Kommunikationskanäle arbeiten. Dieses Signal hoher Leistung kann den Rauschpegel in der Zielzelle bedeutend erhöhen. Allgemein gesprochen, wird eine schnelle Leistungssteuerung des Mobilendgerätes von der Basisstation nur effektiv sein, nachdem die sanfte Übergabe vollendet ist. Während dieser Verzögerung können die Benutzer in der Zielzelle nur eine mäßige Kommunikationsqualität und/oder den Verlust ihrer Anrufe erhalten.
Da die mobilen zellulären Telefonsysteme immer höherentwickelt wurden, sind auch die Übergabeanforderungen komplexer geworden. Speziell gibt es ein Ansteigen der Arten von Kommunikation, welche durch die Mobiltelekommunikationssysteme unterstützt werden, und die Anforderungen dieser Kommunikation können in weitem Maße unterschiedlich sein. Wichtige Parameter jeglicher Kommunikation können deren Dringlichkeit, d.h. wie schnell die Übergabe stattfinden muss und wie viel Verzögerung oder Unterbrechung akzeptierbar ist, deren Bandbreite, deren minimale oder bevorzugte Signalqualität, deren Datenrate, deren Priorität, d.h. ist die Kommunikation ein Premium-Service, welcher Vorrang vor weniger wichtigen Nachrichten besitzt, sein. Herkömmlicherweise glaubt man bei bestimmten Arten von Daten, dass sie eine sehr schnelle Übergabe mit geringem Verlust oder Verzögerung an Kommunikation erfordern, z.B. Telefonkonversationen. Das zunehmende Benutzen von Internet-Telefonen zeigt jedoch an, dass Verzögerungen in der Sprachkommunikation akzeptierbar sein können, vorausgesetzt, dass es dabei eine signifikante Kostenersparnis gibt. Zusätzlich gibt es ein zunehmendes Benutzen von Sprach-Mails. Einige Telefonbenutzer benutzen nur ihre Festtelefone für ausgehende Anrufe und schalten alle eingehenden Anrufe auf Sprach-Mail, wobei sie ungestört beleihen, bis sie wünschen, eine Kommunikation zu erzeugen. Bei Sprach-Mail ist es nur notwendig, dass die Sprachinformation akkurat aufgezeichnet wird, wann sie exakt ankommt, ist nicht von so großer Bedeutung. Diese Veränderungen in der Sprachkommunikation bedeuten, dass unterschiedliche Niveaus des Service durch den Operator des Mobilkommunikationsnetzwerkes vorgesehen werden können, z.B. eine Sprachkommunikation mit hohem Preis, mit hoher Dringlichkeit und hoher Priorität und eine Sprachkommunikation mit niedrigem Preis, bei welcher Verzögerungen in Duplex-Kommunikation möglich sind und akzeptiert werden müssen. Auf der anderen Seite leiden einige Arten der Datenübertragungen in großem Maße, wenn eine Unterbrechung während des Übergebens stattfindet. Auch kann die Bandbreite für verschiedene Arten der Übertragungen von Sprache oder Daten in weitem Maße variieren, z.B. Video, Computerfile-Herunterladungen, Sprache oder Fax. Demnach gibt es mehrere unterschiedliche Qualitäten des Service (QoS), welche für jegliche spezielle Übertragung erforderlich sein können. Während einer Übergabe kann die erforderliche QoS der aktuellen Übertragung einer der Parameter sein, welcher die Übergabeentscheidung beeinflusst, d.h. der neue Pfad kann die erforderliche QoS unterstützen. Das Prüfen der QoS für den neuen Pfad erfordert das Wissen über die Eigenschaften der neuen Route von der Zielbasisstation über das Netzwerk zu dem Endbenutzer, um zu entscheiden, ob sie die Minimal-QoS oder die gegenwärtige QoS der aktuellen Übertragung erfüllt oder nicht. Diese Erhöhung im Schwierigkeitsgrad der Übergabeentscheidung erhöht deren Komplexität und die Zeit, welche für deren erfolgreiche Vollendung in Anspruch genommen wird. Wenn eine der QoS-Erfordernisse einer bestehenden Übertragung deren Priorität ist, d.h. sie besitzt eine höhere Priorität als andere Übertragungen in der alten Zelle oder der neuen Zelle, kann es beispielsweise notwendig sein, die niedrigere Priorität der Kommunikation in der Zielzelle zu beenden oder für diese zu arrangieren, dass sie einer anderen Zelle übergeben werden, bevor die Kommunikation mit hoher Priorität selbst übergeben werden kann.
Fasst man das Obige zusammen, so gibt es eine Notwendigkeit für eine sehr schnelle Übergabe, welche QoS-Erfordernisse, wie z.B. Priorität, Dringlichkeit, Bandbreite oder Zelle oder Paketverzögerung beinhalten kann, und welche leicht zu implementieren ist.
In der WO 97/24897 wird eine Inter- bzw. Zwischen-MSC-Übergabe beschrieben, bei welcher, nachfolgend auf einen verlorenen Anruf, ein Endgerät eine Startnachricht überträgt, welche das "Letzter-Ort-Flächen-Identifizierglied (LAI)" beinhaltet.
In der EP 0 883 251 A2 wird eine Leistungssteuerung einer Mobilstationsübertragung während einer Übergabe in einem zellulären System beschrieben. Eine Zielbasisstation berechnet einen Anfangsleistungspegel einer Übertragung von einer Mobilstation.
Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Betreiben eines Telekommunikationssystems, in welchem Mobilendgeräte mit Basisstationen über ein Luft-Interface bzw. eine -Schnittstelle kommunizieren können, und ein Kommunikationsnetzwerk wird geliefert, um jede Basis mit anderen Punkten in dem Netzwerk über einen oder mehrere Knoten zu verbinden, wobei eine Kommunikation zu einem anderen Benutzerendgerät durch einen oder mehrere erste Funkverbindungen zwischen einem oder mehreren aktuellen Basisstationen und einem Mobilendgerät über eine Vielzahl von aktuellen Knoten des Systems unterstützt wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist von: Liefern von Information an das Mobilendgerät, welche expliziert wenigstens einige der aktuellen Knoten des Kommunikationsnetzwerkes definiert, welches die Kommunikation unterstützt, wobei die Information eine Liste der Adressen der relevanten Netzwerkknoten ist; und, in Vorbereitung für das Erstellen einer weiteren Funkverbindung zwischen dem Mobilendgerät und einer Zielbasisstation, während die aktuelle eine oder mehrere erste Funkverbindungen noch die Kommunikation unterstützen oder eine oder mehrere der ersten Funkverbindungen gerade verloren wurden: wobei das Mobilendgerät, welches die Information überträgt, explizit wenigstens einige der aktuellen Knoten des Kommunikationsnetzwerkes definiert, welches die Kommunikation zu der Zielbasisstation unterstützt; das Verfahren kann auch das Erstellen eines neuen Pfades von einem der Knoten beinhalten, welche explizit in der Information zu der Zielbasisstation definiert sind, so dass damit ein Teil des alten Kommunikationspfades wieder benutzt wird. Die explizite Information kann beispielsweise die Adressen der Knoten oder andere der Adressen beinhalten.
Das Verfahren zum Betreiben eines Telekommunikationssystems kann auch beinhalten: Beliefern des Mobilendgerätes mit vorher authentifizierten Referenzdaten für dieses Mobilendgerät; Kopieren der vorher authentifizierten Referenzdaten für wenigstens einige der aktuellen Knoten des Kommunikationsnetzwerkes, wobei die Kommunikation unterstützt wird; und, in Vorbereitung für das Erstellen einer weiteren Funkverbindung zwischen dem Mobilendgerät und einer Zielbasisstation, während die aktuelle eine oder mehrere erste Funkverbindungen noch die Kommunikation unterstützen oder einen oder mehrere der ersten Funkverbindungen gerade verloren wurden: wobei das Mobilendgerät wenigstens einen Teil der vorher authentifizierten Referenzdaten an die Zielbasisstation überträgt.
Das Verfahren des Betreibens eines Telekommunikationssystems kann auch beinhalten, in Vorbereitung für das Erstellen einer weiteren Funkverbindung zwischen dem Mobilendgerät und einer Zielbasisstation, während die aktuelle eine oder mehrere erste Funkverbindungen noch die Kommunikation unterstützen oder eine oder mehrere der ersten Funkverbindungen gerade verloren wurden: wobei die Zielbasisstation die schnelle Leistungssteuerung mit dem Mobilendgerät beginnt, bevor der Pfad durch das Netzwerk, welches die weitere Funkverbindung unterstützt, vollendet ist.
Die vorliegende Erfindung liefert auch ein Telekommunikationssystem, in welchem mobile Endgeräte mit Basisstationen über Funkverbindungen kommunizieren, welche aufweisen: ein Kommunikationsnetzwerk zum Verbinden jeder Basisstation mit anderen Punkten in dem Netzwerk über einen oder mehrere Knoten, eine Kommunikation zwischen einem Mobilendgerät und einem anderen Benutzerendgerät, welches über eine oder mehrere erste Funkverbindungen an eine oder mehrere aktuelle Basisstationen und über eine Vielzahl von aktuellen Knoten des Netzwerkes angeschlossen ist, wobei, in Vorbereitung für das Erstellen einer weiteren Funkverbindung zwischen dem Mobilendgerät und einer Zielbasisstation, während die aktuelle eine oder mehrere erste Funkverbindungen die Kommunikation noch unterstützen oder eine oder mehrere der ersten Funkverbindungen gerade verloren wurden, das Mobilendgerät geeignet ist, an die Zielbasisstation Information zu senden, welche explizit wenigstens einige der aktuellen Knoten des Kommunikationsnetzwerks definiert, welches die Kommunikation unterstützt, wobei die Information eine Liste von Adressen der relevanten Netzwerkknoten ist. Die explizite Information kann beispielsweise die Adressen der Knoten oder andere der Adressen beinhalten.
Das Telekommunikationssystem kann geeignet sein, dem Mobilendgerät die vorauthentifizierten Referenzdaten für dieses Mobilendgerät zu liefern und um die vorher authentifizierten Referenzdaten für wenigstens einige der aktuellen Knoten des Kommunikationsnetzwerks, welches die Kommunikation unterstützt, zu kopieren, und in Vorbereitung für das Erstellen einer weiteren Funkverbindung zwischen dem Mobilendgerät und einer Zielbasisstation, während die aktuelle eine oder mehrere erste Funkverbindungen noch die Kommunikation unterstützen oder eine oder mehrere der ersten Funkverbindungen gerade verloren wurden, ist das Mobilendgerät geeignet, zu der Zielbasisstation wenigstens einen Teil der vorher authentifizierten Referenzdaten zu übermitteln bzw. zu senden.
In dem Telekommunikationssystem, in Vorbereitung für das Erstellen einer weiteren Funkverbindung zwischen dem Mobilendgerät und einer Zielbasisstation, während die aktuelle eine oder mehrere erste Funkverbindungen noch die Kommunikation unterstützen oder eine oder mehrere der ersten Funkverbindungen gerade verloren wurden, kann die Zielbasisstation geeignet sein, mit der schnellen Leistungssteuerung mit der Mobilendgerätstation zu beginnen, bevor der Pfad durch das Netzwerk, welcher die weitere Funkverbindung unterstützt, vollendet ist.
Die vorliegende Erfindung liefert auch ein Mobilendgerät für das Benutzen in einem Telekommunikationssystem, in welchem Mobilendgeräte mit Basisstationen über ein Funk-Interface über eine oder mehrere Funkverbindungen kommunizieren, wobei das Mobilendgerät geeignet ist, an die Zielbasisstation Information zu senden, welche explizit wenigstens einige der aktuellen Vermittlungsknoten des Kommunikationsnetzwerks definiert, welches eine bestehende Kommunikation zwischen dem Mobilendgerät und einem oder mehreren aktuellen Basisstationen über eine oder mehrere aktuelle Funkverbindungen unterstützt, in Vorbereitung für das Erstellen einer neuen Funkverbindung zwischen dem Mobilendgerät und der Zielbasisstation, während die eine oder mehrere aktuelle Funkverbindungen unterstützt werden oder gerade verloren wurden, wobei die Information eine Liste von Adressen der relevanten Netzwerkknoten ist.
Die vorliegende Erfindung liefert auch ein Netzwerkbauelement für das Verwenden in einem Telekommunikationssystem, in welchem Mobilendgeräte mit Basisstationen über Funkverbindungen kommunizieren, wobei das Netzwerkbauelement geeignet ist, Information zu empfangen, welche explizit wenigstens einen der aktuellen Knoten des Kommunikationsnetzwerkes definiert, welches eine bestehende Kommunikation zwischen einem Mobilendgerät und einer oder mehrere aktueller Basisstationen über einen oder mehrere aktuelle Funkverbindungen unterstützt, und zum Erstellen eines Kommunikationspfades mit einem weiteren Netzwerkbauelement, wobei die explizite Information in Vorbereitung zum Erstellen einer weiteren Funkverbindung zwischen dem Mobilendgerät und der Zielbasisstation benutzt wird, während die aktuellen Funkverbindungen noch unterstützt werden oder gerade verloren gegangen sind, wobei die Information eine Liste von Adressen der relevanten Netzwerkknoten ist.
Das verbindende technische Konzept zwischen den Ausführungsformen besteht darin, die möglichen, zerstörenden Effekte eines Mobilendgerätes, welches nahe an der Grenze von einer Zelle zu einer benachbarten Zelle ist, zu begrenzen, indem die Übergabezeit reduziert wird und/oder indem die schnelle Leistungssteuerung sobald als möglich gestartet wird.
Die Übergabezeit kann durch Senden expliziter Information reduziert werden, welche die Knoten definiert, welche die existierende Kommunikation mit der Zielbasisstation von dem Mobilendgerät unterstützt und/oder durch Benutzen vorher authentifizierter Signaturen in der Übergabeanforderung, welche das Verifizieren der Signatur in einem Teil des Netzwerkes, welches lokal zur Zielbasisstation ist, verifiziert. Es wird in jeglichen Systemen, Netzwerkelementen oder Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgezogen, dass die explizite Information, welche die Knoten definiert, welche die existierende Kommunikation unterstützen, explizite Information beinhaltet, welche wenigstens zwei Ebenen eines hierarchischen Telekommunikationsnetzwerkes definiert. Die expliziten Bezüge auf die Knoten der aktuellen Kommunikation gestatten ein schnelles Einrichten eines teilweise neuen Pfades zu der Zielbasisstation, während das optimale Gebrauchen der existierenden Pfade der Kommunikation beibehalten wird.
Die Information, welche sich auf die existierenden Knoten bezieht, welche einen Anruf unterstützen, können als Teil mehrerer Prozeduren benutzt werden, z.B. einer Übergabeprozedur, einem Anrufwiedererstellen, um zu bestimmen, ob ein Mitglied des "Kandidatensatzes" des Mobilendgerätes an den "Aktiven Satz" hinzugefügt wird oder ob eine Mitglied des "Nachbarsatzes" des Mobilendgerätes an den "Kandidatensatz" angefügt wird.
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezug auf die folgenden Zeichnungen beschrieben.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Darstellung eines Telekommunikationsnetzwerk entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung eines Vermittlungs-Umleitungselements entsprechend der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine schematische Darstellung eines Teils des Netzwerks der 1.
4 sind schematische Look-up- bzw. Nachschlagtabellen, welche benutzt werden, um ein Vermittlungs-Umleitelement entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu steuern.
5 ist eine schematische Darstellung eines Netzwerks entsprechend einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine schematische Darstellung eines Teils eines Netzwerks der 5 während einer sanften Übergabe.
7 ist eine Darstellung des Netzwerkes, nachdem die sanfte Übergabe der 6 vollendet ist.
8 ist eine schematische Darstellung eines Netzwerkes, welches eine sanfte Übergabe entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unterstützt.
Beschreibung der erläuternden Ausführungsformen
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen und Zeichnungen beschrieben, sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern nur durch die Ansprüche. Spezieller ausgedrückt, die vorliegende Erfindung wird hauptsächlich mit Bezug auf Übergabeverfahren beschrieben, jedoch kann die vorliegende Erfindung auch Anwendung bei dem Wiederaufbau eines Anrufs nach Verlust des Kommunikationskanals zwischen einem Mobilendgerät und dessen aktueller Basisstation oder zum Bestimmen, welche Zielbasisstation innerhalb des "Aktiven Satzes" des Mobilendgeräts beinhaltet sein sollten, finden. Außerdem wird die vorliegende Erfindung hauptsächlich mit Bezug auf zelluläre Mobiltelekommunikationssysteme beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese beschränkt und kann bei irgendeinem Mobiltelekommunikationssystem angewendet werden, z.B. einem schnurlosen Telekommunikationssystem, wie z.B. DECT, welches Nachrichten über ein Netzwerk zu Transceiver-Basisstationen routet.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 beschrieben, welche eine schematische Darstellung eines zellulären Mobiltelefonsystems 10 ist. Es kann ein erstes Netzwerk 20 beinhalten, welches das Routen von Kommunikation zu einer Vielzahl von Basisstationen 21 bis 23 routet, von denen jede einen Funkabdeckungsbereich oder eine "Zelle" besitzt. Das Netzwerk 20 beinhaltet die notwendigen Steuer- und Ausführungseinheiten, um in der Lage zu sein, eine Kommunikation zwischen irgendeinem der Mobilendgeräte 33 bis 34 mit irgendeinem anderen Mobilendgerät oder mit irgendeinem anderen Benutzer in einer festen Drahtverbindung oder in Mobiltelefonnetzwerken 50, 60 zu erstellen, wie z.B. existierenden öffentlichen oder privaten Mobiltelefonnetzwerken, PSTNs oder kommerziellen Datennetzwerken. Ein Teil des Netzwerkes 10 kann ein Kernnetzwerk oder ein Weitverkehrnetzwerk 40 beinhalten, um Anrufe zu und von den Netzwerken 20, 50 und 60 zu routen.
Man nehme an, dass ein existierender Anruf zwischen einem festen Endgerät 62 und dazugehörigem Netzwerk 60 und einem Mobilendgerät 33 erstellt wurde. Der Kommunikationspfad überschreitet das Netzwerk 60, das Netzwerk 10 und das Netzwerk 20, wobei der Vermittlungsknoten 31 die Gateway- bzw. Übergangsvermittlung zum Netzwerk 20 ist. Die Vermittlungen 26, 27 und 28 ebenso wie die Basisstation 22 und die Funk-Luftschnittstelle zwischen der Basisstation 22 und dem Mobilendgerät 33 unterstützen die Kommunikation. Wenn sich das Mobilendgerät 30 nun in den Funk-Abdeckungsbereich 37 der Basisstation 23 bewegt, ist es notwendig, die Kommunikation von der Basisstation 22 zur Basisstation 23 zu übergeben. Es gibt verschiedene Möglichkeiten für das Erstellen des neuen Pfades in dem Netzwerk 20, von der Basisstation 23 zur Gateway-Vermittlung 31, wobei einige dieser Routen eine längere Zeit für das Erstellen benötigen als andere (beinhalten mehrere Zurückroute-Prozeduren bei Vermittlungen), und einige können nur eine begrenzte Qualität an Service liefern, z.B. Bandbreite, Paketverzögerung. Um die Übergabezeit auf ein Minimum zu verkürzen, wird eine optimierte neue Route in dem Netzwerk 20 vorzugsweise bestimmt und werden Ressourcen zugeordnet und synchronisiert, wenn dies vor dem Vollenden der Übergabe notwendig ist, wobei wenigstens ein Teil der alten Route wieder benutzt wird, wo immer dies möglich ist. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird wenigstens ein Teil der Reihen der Vermittlungsknoten 31, 26, 27, 28 vorzugsweise in der neuen Netzwerkverbindung von der Basisstation 23 zur Gateway-Vermittlung 31 wieder benutzt. Je mehr der aktuellen Route, welche die aktuelle Kommunikation zur Basisstation 22 unterstützt, wieder benutzt werden kann, umso weniger Zeit ist notwendig, um die Kommunikation über die neuen Vermittlungsknoten, welche in der neuen Route zur Basisstation 23 vorhanden sind, zu erstellen, jedoch kann eine derartige neue Route länger sein oder größere Verkehrsprobleme verursachen als eine andere Route. Demnach kann eine optimale neue Route eine Auswahl zwischen unterschiedlichen potenziellen, in Konflikt stehenden Anforderungen und Begrenzungen beinhalten. Es gibt verschiedene bekannte Verfahren, um eine neue Route im Netzwerk 20 auszuwählen, um eine Übergabe von einer Zelle zur anderen zu unterstützen. Eine Technik beinhaltet das Senden einer Übergabeanforderung von dem Mobilendgerät 33 zu der Ursprungbasisstation 22, wobei eine Anzeige der Basisstation 23 geliefert wird, welche die Zielbasisstation für die Übergabe sein muss. Das Mobilendgerät 33 kann bei der Bestimmung helfen, welche der Basisstationen die am meisten geeignete für die Übergabe ist, indem dem Netzwerk 20 Anzeigen der Signalstärke oder der Signalqualität von den Signalen geliefert wird, welche von dem Mobilendgerät von Zielbasisstationen, wie z.B. 23, empfangen werden. Alternativ kann das Mobilendgerät 33 ausreichend Intelligenz enthalten, um über die Zielbasisstation basierend auf seinen eigenen Messungen zu entscheiden. Jeglicher Übergabe-Entscheidungsalgorithmus, welcher das Mobilendgerät 33 involviert, welches eine Übergabeanforderung an die Ursprungsbasisstation 22 sendet, kann unter dem Problem leiden, dass das Mobilendgerät 33 die Kommunikation mit der alten Basisstation verliert. Falls das Mobilendgerät beispielsweise nahe an dem Punkt ist, bei welchem eine Übergabe erforderlich ist, kann die Signalstärke und Qualität der Übertragungen zu und von der Basisstation 22 ziemlich schlecht sein. In großen Ballungsgebieten können Abschatteffekte zu einem plötzlichen zeitlichen Verlust der Kommunikation mit der Ursprungsbasisstation 22 mit dem Risiko eines totalen Verlustes der Kommunikation führen. Auf der anderen Seite bewegt sich das mobile Endgerät 33 in Richtung der Basisstation 23, so dass zu erwarten ist, dass sich die Signalstärke und die Qualität von der Basisstation 23 kontinuierlich verbessern werden. Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgezogen, dass das Mobilendgerät 33 die Übergabeanforderung an die Basisstation 23 eher als an die Ursprungsbasisstation 22 sendet. Ferner sendet das Mobilendgerät 33, um die Übergabe entsprechend der vorliegenden Erfindung zu beschleunigen, Information an die Basisstation 23 in der Übergabeanforderung, welche explizit wenigstens einen der Vermittlungsknoten 26 bis 28 und 31 des Netzwerkes 20 identifiziert, welche in dem Unterstützen der aktuellen Kommunikation involviert sind. Diese Information kann von dem Netzwerk 20 benutzt werden, um einen optimalen neuen Teil des Pfades, welcher zu der Basisstation 23 erforderlich ist, von einem der Vermittlungsknoten 26, 27 oder 28 zu bestimmen, während der Rest des Netzwerkes wieder benutzt wird. Zusätzlich kann das Mobilendgerät entsprechend einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine vorher verifizierte und autorisierte Signatur mit der Übergabeanforderung senden. Da die Knoten des Netzwerkes 20, welche die aktuelle Kommunikation unterstützen, von den Signaturen, welche durch das Mobilendgerät 33 benutzbar sind, informiert wurden, wird die Zeit für das Verifizieren und Authentifizieren des Mobilendgerätes reduziert.
Die Vermittlung, welches die letzte Vermittlung in dem alten Kommunikationspfad ist, welche wieder benutzt werden kann, wird die "Übergangsvermittlung" genannt. Entsprechend der vorliegenden Erfindung sollte die Information in der Übergabeanforderung, welche die Vermittlungsknoten spezifiziert, welche in der aktuellen Kommunikation involviert sind, eine explizite Referenz bzw. ein expliziter Bezug auf diese Knoten sein, welche potenzielle Übergangsvermittlungen sind anstatt nur eine Referenz auf virtuelle Anschlüsse oder Verbindungen, welche in der bestehenden Kommunikation benutzt werden. Beispielsweise kann entsprechend der vorliegenden Erfindung eine Liste von Netzwerkadressen oder anderen Adressen der Vermittlungsknoten 26, 27, 28 und 31 zusammen mit der Übergabeanforderung von dem Mobilendgerät 33 an die Zielbasisstation 23 gesendet werden. Der Zweck des Sendens der Adressen an die Zielbasisstation besteht darin, dem Netzwerk zu gestatten, sofort die Vermittlungsknoten zu identifizieren, welche in der aktuellen Kommunikation involviert sind, und sicherzustellen, ob einer der Knoten 26, 27, 28 und 31 auf einer potenziellen neuen Route durch das Netzwerk 20 zur Basisstation 23 liegt. Spezieller ausgedrückt, das Netzwerk 20 kann aus der gesendeten Liste von Adressen bestimmen, welcher der Knoten 26-28, 31 in dem existierenden Kommunikationspfad der Start des neuen Teils des Pfades zur Basisstation 23 sein könnte oder sein sollte. Der neue Teil des Pfades zur Basisstation 23 muss von der Übergangsvermittlung erstellt werden, und deshalb wird entsprechend dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgezogen, wenn die Knoten, deren Adressen zu der Zielbasisstation 23 durch das Mobilendgerät 33 gesendet werden, Vermittlungen sind, welche in der Lage sind, einen derartigen neuen Pfad durch das Netzwerk 20 zu erstellen. Das Mobilendgerät 33 benötigt entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht, die Adressen aller Vermittlungsknoten, welche in der aktuellen Kommunikation involviert sind, zu senden. Beispielsweise können nur die Adressen, der Vermittlungen, welche als Übergangsvermittlungen dienen, gesendet werden, da nicht jede Vermittlung in der Lage sein kann, eine Kommunikation zurückzurouten und damit als eine potenzielle Übergangsvermittlung geeignet zu sein.
Als ein Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine nahtlose harte Übergabe in einem ATM-(Asynchronen Transfermodus-)Netzwerk 20 beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Es wird vorausgesetzt, dass die exakte Form der Kommunikationsübergabe, entweder Internet-Protokoll (IP), Mobiles IP, ATM oder irgendein anderes Protokoll keine Begrenzung der vorliegenden Erfindung darstellt, obwohl diese gut die detaillierte Implementierung derselben beeinträchtigen kann.
In einem ATM-Netzwerk wird eine Kommunikation in diskrete "Pakete" oder "Zellen" aufgebrochen, wobei im Nachfolgenden das Wort Pakete benutzt werden wird, um eine Konfusion zwischen diesen Kommunikationszellen und den geographischen Zellen zu vermeiden. Jedes Paket wird als eines zu einer Zeit durch das Netzwerk 20 gesendet. Um einen optimalen Gebrauch jeder Verbindung zu machen, können Pakete von vielen unterschiedlichen Anrufern gleichzeitig gemeinsam die gleiche Kommunikationsverbindung in dem Netzwerk benutzen, wobei es damit erforderlich ist, dass jedes Paket von anderen Paketen in irgendeiner Weise unterschieden wird. ATM-Pakete werden in zwei Sätze oder Felder von Informationen aufgeteilt. Ein Satz ist die Information, welche der Benutzer beabsichtigt, zu senden, und der andere Satz wird "Nachrichtenkopf" genannt. Zusätzliche Felder können dann hinzugefügt werden, wenn mehrere komplexe Vermittlungstechniken benutzt werden. Der Nachrichtenkopf enthält Routing-Information, wobei ein virtuelles Kanalidentifizierglied (VCI) beinhaltet ist. Das VCI ist eine Kennzeichnung, welche dem Paket zugeordnet wird, welches einer ATM-Vermittlung gestattet zu wissen, wohin das Paket, basierend auf dem Vermittlungsanschluss, wo das Paket empfangen wurde, als Nächstes hingeschickt werden soll. Eine herkömmliche ATM-Vermittlung besitzt mehrere Eingangs- und Ausgangsanschlüsse. Die ATM-Vermittlung hält eine Aufzeichnung des Eingangsanschlusses, des VCI für den Eingangsanschluss, des Ausgangsanschlusses und des VCI für den Ausgangsanschluss, beispielsweise in einer "Nachschlagtabelle". Für jeden möglichen Eingangsanschluss und eine ankommende VCI-Kombination gibt es einen entsprechenden Ausgangsanschluss und eine ausgehende VCI-Kombination, welche in der Nachschlagtabelle programmiert ist. Wenn eine ATM-Vermittlung ein Paket an dem gegebenen Anschluss empfängt, wird die ATM-Vermittlung die Zeile in der Nachschlagtabelle finden, welche die eingehende VCI und den Eingangsanschluss, welcher dem empfangenen Paket entspricht, besitzt. Die ATM-Vermittlung wird dann das Paket zu dem Ausgangsanschluss vermitteln oder routen, welcher in der gleichen Zeile aufscheint, und ersetzt die eingehende VCI in dem Paketnachrichtenkopf mit der ausgehenden VCI.
Es wird entsprechend der vorliegenden Erfindung vorgezogen, wenn der Nachrichtenkopf der ATM-Pakete, welche für die Kommunikation zu und von einem Mobilendgerät 21 bis 23 benutzt werden, eine Kennung für dieses Mobilendgerät beinhaltet, d.h. eine Signatur bzw. Signaturen. Die Verfahren zum Erzeugen sicherer Signaturen sind Fachleuten bekannt. Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann eine Anzahl von sicheren Signaturen für ein Mobilendgerät von einer geeigneten Authentifizierungseinheit innerhalb des Mobiltelekommunikationssystems geliefert werden, und diese Liste von Signaturen kann an alle Knoten des Netzwerkes 20 kommuniziert werden, welches eine Kommunikation zu oder von dem Mobilendgerät 21-23 unterstützt. Die ATM-Vermittlungen im Netzwerk 20, welche als potenzielle Übergangsvermittlungen geeignet sind, werden als "Vermittlungs-Rückrouter" entsprechend der vorliegenden Erfindung bezeichnet. Diese Vermittlungs-Rückrouter besitzen die Fähigkeit, ein Paket zurückzurouten, d.h. das Paket mit einer unterschiedlichen VCI zu liefern und es an einen unterschiedlichen Anschluss gegenüber den vorherigen Paketen der gleichen Kommunikation zu senden. Ein Vermittlungs-Rückrouter 27 entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird schematisch in 2 gezeigt. Der Vermittlungs-Rückrouter 27 führt das Rückrouten der virtuellen Kanalverbindung während der Übergabe durch. Es ist eine ATM-Vermittlung, welche Eingangsanschlüsse 55 und Ausgangsanschlüsse 56 besitzt. An jedem Eingangsanschluss 55 des Vermittlungs-Rückrouters 27 gibt es eine Überwachungseinheit/Vergleichseinheit 57, welche Lese/Schreibzugriff auf die Vermittlungsnachschlagtabelle 58 besitzt. In der Tabelle 58 kann Information gespeichert werden, welche nicht nur eine virtuelle Kanalverbindung mit einem eingehenden und ausgehenden VCI, ebenso wie mit den eingehenden und ausgehenden Vermittlungsanschlüssen der Verbindung verknüpft, sondern auch die Signatur oder Signaturen des Mobilendgeräts 33, welches die Verbindungen benutzt, können optional gespeichert werden. 4 zeigt ein Beispiel einer Implementierung dieser Ausführungsform, welche eine Nachschlagtabelle in einem ATM-Vermittlungs-Rückrouter entsprechend der vorliegenden Erfindung beinhaltet, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf Nachschlagtabellen als einziges Verfahren des Implementierens dieser Ausführungsform begrenzt. Mit Bezug auf 2 bis 4, wenn der Mobilnutzer 33 über die Basisstation 22 kommuniziert, gibt es eine virtuelle Kanalverbindung, welche über das Netzwerk 20 von der Basisstation 22 an die Gateway-Vermittlung 31 erstellt wird. Wenn die Kommunikation erstellt ist, wird die Signatur oder die Liste der Signaturen des Mobilendgerätes 33 an alle Knoten des Netzwerkes, welches den Anruf unterstützt, z.B. die Basisstation 22, die Vermittlung 28, etc. durch das Netzwerk 20 kommuniziert, und die Signatur oder die Liste der Signaturen wird in die Nachschlagtabelle eines jeden derartigen Knotens auf der Zeile geschrieben, wobei die virtuelle Kanalanzeige VCI der Kommunikation beinhaltet ist (4a). Kommunikation, welche die Basisstation 22 verlässt, wird einem virtuellen Kanalidentifizierelement VCI durch die Basisstation 22 zugeordnet. Die Pakete werden über Ausgangsanschlüsse 20 zu Eingangsanschlüssen 66 der Vermittlung 28 (welches eine normale ATM-Vermittlung ist) übertragen. Die Vermittlung 28 liest die VCI von dem Nachrichtenkopf jedes Paketes, konsultiert ihre Nachschlagtabelle (4a), wobei die VCI und der Eingangsanschluss 66 als Suchparameter benutzt werden, und ordnet jedem Paket ein virtuelles Kanalidentifizierglied VC3 zu, um den ATM-Vermittlungs-Rückrouter 27 wissen zu lassen, woher die Kommunikation kommt und welches das Endziel des Paketes ist. Das Paket wird über den Ausgangsanschluss 64 der Vermittlung 28 an den Eingangsanschluss 62 des ATM-Vermittlungs-Rückrouters 27 übertragen. Das Überwachungs/Vergleichsglied 57 des ATM-Vermittlungs-Rückrouters 27 liest VC3, konsultiert dessen Nachschlagtabelle (4B) und prüft, dass die "Freigegebenen"-Signatur auf "1" gestellt ist, was bedeutet, dass dies eine aktive Kommunikation ist. Dem Paket wird dann das virtuelle Kanalidentifizierglied VC4 zugeordnet, um die nächste Vermittlung 26 zu instruieren, wohin das Paket gehen soll.
Die Paketkommunikation, welche in Richtung der Basisstation 22 von außerhalb des Netzwerkes 22 läuft, wird an dem ATM-Vermittlungs-Rückrouter 27 von der Vermittlung 26 beim Eingangsanschluss 73 mit einem virtuellen Kanalidentifizierglied VCI ankommen. Das Überwachungs/Vergleichsglied 57 am Eingangsanschluss 73 konsultiert seine Nachschlagtabelle und ordnet ein virtuelles Kanalidentifizierglied von VC2 zu, um der Vermittlung 28 anzuzeigen, dass das Paket für die Basisstation 22 bestimmt ist, und prüft, dass die "Freigegebenen"-Signatur auf "1" gesetzt wurde (4B). Das Paket geht über den Ausgang 61 weg und tritt in den Eingangsanschluss 63 der Vermittlung 28 ein. Die Vermittlung 28 liest VC2 und nach dem Konsultieren seiner Nachschlagtabelle (4A) gibt sie das Paket dem virtuellen Kanalidentifizierglied (VC0, welches an den Ausgangsanschluss 65 geschaltet ist und zur Basisstation 22 über den Eingangsanschluss 69 übertragen wird.
Entsprechend dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält eine spezifische Nachricht, welche zwischen der Gateway-Vermittlung 31 und der Basisstation 22 gesendet wird, einen Code in ihrem Nachrichtenkopf, welcher von dem Überwachungs-/Vergleichsglied 57 in jedem Vermittlungs- Rückrouter 27 gelesen wird, und veranlasst jeden Vermittlungs-Rückrouter 27, seine eigene Netzwerkadresse oder seine anderen Adressen in der Nachricht einzuschließen und sie entlang des erstellten Kommunikationspfades zur Basisstation 22 weiterzuleiten. Demnach empfängt die Basisstation 22 über diese Nachricht eine Liste von Adressen oder aller anderen Vermittlungs-Rückrouter entlang des Kommunikationspfades der aktuellen Kommunikation. Die Basisstation 22 überträgt dann die Liste der Adressen der aktuellen Vermittlungs-Rückrouter an den aktuellen Pfad an das Mobilendgerät 33 über die Luftschnittstelle. Das Mobilendgerät 33 speichert diese Information. Man beachte, dass die Vermittlungen entlang der Route, welche normale ATM-Vermittlungen sind und nicht Vermittlungs-Rückrouter, kein Überwachungs-/Vergleichsglied 57 besitzen und deshalb nicht auf das Adressfragesignal reagieren und ihre Adressen nicht in der Liste der Adressen beinhaltet sind, welche an das Mobilendgerät 33 gesendet werden. In ähnlicher Weise wird ein Adressfragesignal von der Basisstation 22 in Richtung des Gateways 31 als Teil des Anrufserstellens übertragen, und die Liste der Adressen der Vermittlungs-Rückrouter entlang dieses Pfades wird in dem Gateway 31 gespeichert.
In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Anrufübergabe durch den Mobilnutzer 33 initiiert. Das Übergabeverfahren kann durch irgendeine mehrerer gut bekannter Einrichtungen initiiert werden. Beispielsweise kann das Mobilendgerät 33 die Leistung von jeder der Basisstationen in seiner Nähe überwachen und eine Übergabe initiieren, wann immer die Signalstärke, welche von den Terminals der Ursprungsbasisstation empfangen wird, sich einem niedrigen Schwellwert von QoS nähert, und es gibt wenigstens eine andere Basisstation, von welcher ein akzeptierbarer Hochleistungspegel detektiert wird. Das Mobilendgerät 33 überträgt dann eine Übergabeanforderung an die ausgewählte Zielbasisstation 23. Die Übergabeanforderung kann die oder eine aktuelle Signatur des Mobilendgeräts 33 beinhalten, wobei die Liste der Adressen der Vermittlungs-Rückrouter 26, 27 aktuell die Kommunikation und optional eine Definition der minimalen und/oder aktuellen QoS der existierenden Kommunikation, z.B. Bandbreite, Dringlichkeit, maximale Paketverzögerung, Priorität unterstützt. Die Basisstation 23 ist mit ausreichender topologischer Information ausgestattet, welche sich auf das Netzwerk und die Verarbeitungsleistung bezieht, um zu entscheiden, ob einer oder mehrere der Vermittlungs-Rückrouter 26, 27, welche in der Liste beinhaltet sind, auf dem gewöhnlichen Kommunikationspfad für diese Basisstation liegen. Optional kann die Basisstation 23 auch ausreichend Information über die Topologie des Netzwerkes 20 besitzen, so dass sie die Länge und die Anzahl der Vermittlungsknoten zwischen der Basisstation 23 und einer oder mehrerer der Vermittlungs-Rückrouter 26, 27 bestimmen kann, welche in der übertragenen Liste der Adressen beinhaltet sind. Ferner ist die Basisstation 23 in der Lage, zu verifizieren, dass die Signatur des mobilen Endgeräts den Zugriff auf das Netzwerk gestattet. Vorzugsweise muss die Basisstation 23 nicht eine Frageanforderung an die zentralisierten Netzwerkelemente, wie z.B. ein Authentifizierungszentrum, ausführen, um dies zu bestimmen. Stattdessen wird vorgezogen, aus Zeitersparnisgründen, wenn entweder die aktuelle Liste aller Signaturen der Mobilendgeräte, welche auf dem Netzwerk angesiedelt sind oder mit ihm kommunizieren, zu jeder Basisstation übertragen wird, so dass die Basisstation 23 schnell bestimmen kann, ob die Signatur freigegeben ist, oder, was das bevorzugte Verfahren ist, die Signatur des Mobilendgeräts 33 verifiziert wird, wenn die Basisstation den relevanten Vermittlungs-Rückrouter auffordert, einen neuen Pfad zu erstellen. Die Basisstation 23 wählt einen der Vermittlungs-Rückrouter 26, 27 als die Übergangsvermittlung für die Übergabe abhängig von einem gebräuchlichen Algorithmus aus, beispielsweise die Route mit der minimalen Anzahl von Sprüngen zwischen der Basisstation 23 und der Übergangsvermittlung oder durch irgendein anderes geeignetes Verfahren. Nachdem die geeignete Übergangsvermittlung ausgewählt ist, angenommen der Vermittlungs-Rückrouter 27, sendet die Basisstation 23 ein Signal an den Vermittlungs-Rückrouter 27, um einen Pfad zwischen der Vermittlung 27 und der Basisstation 23 zu erstellen, um die notwendigen Ressourcen in diesem neuen Pfad zu reservieren und fertig für eine Übertragung vom Mobilendgerät 33 zur Basisstation 23 zu synchronisieren. Dieses Signal von der Basisstation 23 beinhaltet die aktuelle Signatur des Mobilendgeräts 33, so dass, wenn das Signal an der Übergangsvermittlung 27 ankommt, der Vermittlungs-Rückrouter 27 von seiner Nachschlagtabelle bestimmen kann, ob die Signatur bereits in der Nachschlagtabelle existiert, da diese zuvor an diesen Vermittlungs-Rückrouter 27 durch das Netzwerk kommuniziert wurde. Wenn dies geschehen ist, darf der Vermittlungs-Rückrouter 27 einen neuen Pfad erstellen. Falls nicht, sendet die Vermittlung 27 eine Nachricht an die Basisstation 23" Mobilgerät nicht authentifiziert", und die Basisstation 23 sendet entweder ein "Übergabeanforderung abgelehnt"-Signal an das Mobilendgerät 33, oder die Basisstation 23 fordert eine Authentifizierung vom Netzwerk 20 in herkömmlicher Weise an. Angenommen, der Vermittlungs-Rückrouter 27 findet die Signatur in seiner Nachschlagtabelle, so bestimmt er aus der Nachschlagtabelle, welche virtuellen Verbindungen und Eingangs- und Ausgangsanschlüsse in der Kommunikation, welche zurückzurouten ist, involviert sind. Dann erstellt der Vermittlungs-Rückrouter 27 parallel zur Kommunikation zur Basisstation 22 einen Kommunikationspfad zur Basisstation 23. Beispielsweise erstellt der Vermittlungs-Rückrouter 27 eine Kommunikation zur Vermittlung 24, so dass die Pakete, welche am Eingangsanschluss 73 empfangen werden, über den Ausgangsanschluss 60 übertragen werden, wobei jedoch ein VCI des VC7 gegeben wird, welches der Vermittlung 24 anzeigt, dass die Kommunikation für die Basisstation 23 ist. Da diese neue Kommunikation nicht zur gegenwärtigen Zeit aktiv ist, wird die "Freigegeben"-Spalte auf "0" gesetzt. In ähnlicher Weise werden die von der Basisstation 23 über die Vermittlung 24 eingehenden Pakete, welche mit einem VCI des VC5 am Anschluss 59 ankommen, einem VCI des VC4 zugeordnet und über den Anschluss 74 übertragen, um der Vermittlung 26 anzuzeigen, dass diese Pakete für das Gateway 31 sind. Wiederum wird die freigegebene Spalte in der Nachschlagtabelle auf "0" gesetzt, da dies bisher keine aktive Kommunikation ist. Wenn diese Vorgehensweise vollendet ist, informiert die Vermittlung 26 die Basisstation 23 von der Vollendung, und die Basisstation 23 bestätigt dem Mobilendgerät 33 die Übergabeanforderung.
Wenn das Mobilendgerät 33 die Übergabeanforderungsbestätigung empfängt, sendet es einen Übergabebefehl an die Basisstation 23. Die Basisstation 23 überträgt den Übergabebefehl an die Übergangsvermittlung 27, wobei die VCI benutzt wird, welche nun zu dieser Verbindung gehört. Wenn die Übergangsvermittlung 27 den Übergabebefehl empfängt, bestätigt sie dem Mobilendgerät den Befehl 33 über die Basisstation 23 und schaltet die existierende Kommunikation von den aktuellen Ausgangsanschlüssen zu den neuen Ausgangsanschlüssen. Sie tut dies durch Verändern der freigegebenen Verbindungen in nicht freigegebene, und die nicht freigegebenen Verbindungen in freigegebene. D.h., die Einträge in der Nachschlagtabelle (4B) werden von "1" auf "0" verändert und umgekehrt. Zur gleichen Zeit beginnt das Mobilendgerät, über die Basisstation 23 zu kommunizieren, und sendet eine Steuernachricht, dass die Übergabe vollendet ist. Die Übergabebeendigungsnachricht wird an die Vermittlung 27 gesendet, welche dann die Vermittlung 28 in dem alten Kommunikationspfad instruiert, die Kommunikation zu beenden. Das Netzwerk 20 kann dann die Signatur oder Liste der Signaturen für das Mobilendgerät 33 in jedem der Knoten des neuen Kommunikationspfades aktualisieren, wobei das Mobilendgerät 33 beinhaltet ist, so dass die alte Signatur, welche für das Erstellen dieser neuen Kommunikation benutzt wurde, gelöscht wird und nicht von einem Zwischenkreisglied benutzt werden kann, welches die Signatur empfangen hat, welche im Klartext durch das Mobilendgerät 33 mit der Übergabeanforderung gesendet wurde.
Falls die Zielbasisstation 23 keine der Adressen der Vermittlungs-Rückrouter auf dem aktuellen Pfad erkennt, welche durch das Mobilendgerät übertragen wurden, kann die Übergabeanforderung zur nächsthöheren Vermittlung weitergereicht werden usw., bis eine Vermittlung erreicht wird, welche einen der benannten Vermittlungs-Rückrouter in der übertragenen Liste innerhalb seines normalen Kommunikationsmusters besitzt. Alternativ kann, falls die Zielbasisstation 23 nicht irgendeine der Adressen der Vermittlungs-Rückrouter auf dem aktuellen Pfad erkennt, welche durch das Mobilendgerät übertragen wurden, ein komplett neues Pfadeinrichten initiiert werden.
Entsprechend einer Modifikation dieser Ausführungsform kann das Mobilendgerät 33 optional mit wenigstens zwei oder mehr Basisstationen zur gleichen Zeit kommunizieren. Dies kann beispielsweise in einem FDMA/TDMA-System, wie z.B. dem europäischen GSM-Mobilkommunikationsnetzwerk, durch einen getrennten Empfänger an jeder Basisstation ausgeführt werden, welcher speziell zugeordnet ist, um nach Übergabeanforderungen von Mobilendgeräten, welche nicht innerhalb der Funkzelle ihrer eigenen Basisstation sind, zu suchen und sich mit diesen zu synchronisieren. Alternativ können Techniken, wie sie z.B. in der US 5,483,668 oder in der US 5,577,047 veröffentlicht sind, benutzt werden, um das Mobilendgerät mit der Funktion des Kommunizierens mit zwei Basisstationen zur gleichen Zeit auszustatten. Alternativ können CDMA- oder TDMA/CDMA-Systeme oder ähnliche Systeme benutzt werden, in welchen die Mobilendgeräte Kommunikationen mit mehr als einer Basisstation zur gleichen Zeit unterstützen können.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 5 bis 7 beschrieben. Die zweite Ausführungsform beinhaltet ein Mobiltelekommunikationsnetzwerk 100, in welchem Mobilendgeräte 114, 119 mit mehr als einer Basisstation 101-103, 106-108, 111-113, 116-118 simultan über Funkverbindungen auf einer Funk-Luftschnittstelle kommunizieren können. Als ein Beispiel kann das Kommunikationssystem 100 ein Streuspektrum-Zugriffsverfahern für die Mobilendgeräte 114, 119 benutzen, z.B. ein CDMA-, ein FDMA/CDMA-, ein TDMA/CDMA- oder ein FDMA/TDMA/CDMA-System oder Ähnliches in speziell irgendeinem System, welches Streuspektrum-Techniken in direkter Folge benutzt. Typischerweise wird jede Basisstation 101-103, 106-108, 111-113, 116-118 ein Baken- oder Pilotsignal übertragen, welches von irgendeinem Mobilendgerät verarbeitet werden kann. In einem beispielhaften CDMA-System überträgt jede Basisstation ein Pilotsignal, welches einen gewöhnlichen PN-Streu-Code besitzt, welcher in der Code-Phase von dem Pilotsignal anderer Basisstationen versetzt ist. Während des Systembetriebs ist die Mobileinheit mit einer Liste von Code-Phase-Versätzen ausgestattet, welche zu benachbarten Basisstation gehören, welche die Basisstation umgeben, durch welche eine Kommunikation erstellt wird. Die Mobileinheit ist mit einem Suchelement ausgestattet, welches der Mobileinheit gestattet, die Signalstärke des Pilotsignals von einer Gruppe von Basisstation zu verfolgen, wobei die benachbarten Basisstationen beinhaltet sind. Das Pilotsignal wird typischerweise von einem Mobilendgerät zur Anfangssynchronisation benutzt.
Jede Gruppe der Basisstationen 101-103, 106-108, 111-113, 116-118 kann durch ein Standortsteuerglied 105, 110, 115, 120 gesteuert werden. Jedes Triplett bzw. jede Dreiergruppe der Basisstationen 101-103, 106-108, 111-113, 116-118 kann die drei Sektoren eines Standorts bedienen. Die Standortsteuerglieder 105, 110, 115, 120 kommunizieren mit einem Basisstationssteuerglied (BSC) 125, welches umgekehrt mit anderen Vermittlungen innerhalb des Netzwerkes und mit anderen Netzwerken, wie z.B. einem öffentlichen Telefonnetzwerk (PSTN) verbunden werden kann. Spezieller ausgedrückt, das Netzwerk 100 kann so konfiguriert sein, dass jeder BSC 125 mit irgendeinem seiner Nachbar-BSCs direkt kommunizieren kann. Die für das Kommunizieren zwischen den BSC benutzten Protokolle, die Standortsteuerglieder und andere Vermittlungen in den Netzwerken werden nicht als eine Begrenzung der vorliegenden Erfindung betrachtet und können z.B. ein IP und IP/TCP, ein ATM-Protokoll oder irgendein anderes geeignetes Protokoll sein. Die sanften Übergabesteuerglieder (SHC) 122, 124, von denen jedes zu einem oder mehreren Standortsteuergliedern 105, 110, 115, 120 gehört, können für das Kombinieren von Signalen von mehreren Basisstationen vorgesehen sein, um den Gesamtempfang zu verbessern.
Wie in 6 gezeigt wird, kommuniziert das Mobilendgerät 114 simultan mit den Basisstationen 102, 103 über zwei Funkverbindungen in einer sanften Übergabesituation. Demnach sind die Basisstationen 102, 103 in dem "Aktiven Satz" des Mobilendgerätes 114. Wenn ein Pilot- oder Bakensignal einer Basisstation, wie z.B. 106, in dem "Nachbarsatz" einen vorher festgelegten Schwellwertpegel überschreitet, kann z.B. die Basisstation 106 zu dem "Kandidatensatz" hinzugefügt werden und aus dem "Nachbarsatz" des Mobilendgerätes 114 entfernt werden. Das Mobilendgerät 114 kann sowohl eine Nachricht an die Ursprungsbasisstation 102, 103, wobei die neue Basisstation 106 identifiziert wird, als auch eine Entscheidung, welche dahingehend getroffen wurde, ob eine Kommunikation zwischen der neuen Basisstation 106 und dem Mobilendgerät 114 zu erstellen ist, kommunizieren, oder, was die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, das Mobilendgerät 114 entscheidet, ob die Kommunikation auch mit der Basisstation 106 beginnen sollte. Sollte das Kommunikationssystem 100 oder das Mobilendgerät 114 entscheiden, dass eine sanfte Übergabe notwendig ist, sendet das Mobilendgerät 114 eine Übergabeanforderung an die neue Basisstation 106 mit identifizierender Information über das Mobilendgerät 114 ebenso wie mit einer expliziten Information, welche jeden der Knoten des Netzwerkes definiert, welcher die aktuelle Kommunikation unterstützt. Die Übergabeanforderung kann die oder eine aktuell authentifizierte Signatur, eine Anforderung, um Kommunikation mit der Zielbasisstation 106 zu erstellen, eine Liste von Adressen der Knoten des Netzwerks, welches in dem vorliegenden Anruf involviert ist, und optional eine Spezifikation der geeigneten QoS der Kommunikation enthalten. Diese Liste wird wenigstens die Adressen der Standortsteuerglieder 105 und den BSC 125 und optional den SCH 105 und die Basisstationen 102, 103 oder mehrere Knoten, welche höher in dem Netzwerk sind, beinhalten. Bei Empfang der Nachricht untersucht die Basisstation 106 die Liste der Adressen der Knoten, welche den aktuellen Anruf unterstützen, ebenso wie die Signatur des Mobilendgeräts 114. Wie mit Bezug auf die erste Ausführungsform erklärt, wird vorgezogen, dass eine Zielbasisstation, wie z.B. 106, in der Lage ist, die Signatur des Mobilendgeräts 114 zu verifizieren, ohne dass das Netzwerk gefragt werden muss. Entsprechend wird die vorher authentifizierte Signatur oder Liste der Signaturen zuvor durch das Netzwerk an alle Knoten gesendet, welche den aktuellen Kommunikationspfad unterstützen, und in jedem gespeichert. Die Zielbasisstation 106 bestimmt, dass der BSC 125 sowohl für die Liste der Adressen als auch für seinen gewöhnlichen Kommunikationspfad durch das Netzwerk gemeinsam ist, d.h. der BSC 125 ist Teil des Kommunikationsbaumes. Die Basisstation 106 instruiert dann den BSC 125, einen neuen Pfad zu erstellen, wobei die neue Funkverbindung zwischen der Basisstation 106 und dem Mobilendgerät 114 beinhaltet ist. Der Befehl beinhaltet die Signatur des Mobilendgerätes 114. Der BSC 125 vergleicht die empfangene Signatur mit der Signatur oder der Liste von Signaturen, welche er zuvor von dem Netzwerk empfangen hat. Nimmt man an, dass der BSC 125 die Signatur findet, d.h. sie wurde bereits authentifiziert, instruiert der BSC 125 den SHC 122, Anschlüsse verfügbar zu machen, um Kommunikation zu und von der Basisstation 106 zu übertragen, und sanft die neue Kommunikation zu und von der Basisstation 106 mit der Kommunikation von den Basisstationen 102, 103 zu kombinieren. Falls dies nicht möglich ist, da nicht alle Kommunikation durch den SHC 122 geht, kann das sanfte Kombinieren im BSC 125 durchgeführt werden. Sobald der neue Pfad erstellt ist, bestätigt die Zielbasisstation 106 die Übergabeanforderung dem Mobilendgerät 114. Die Bestätigungsnachricht kann einen neuen "Aktiven Satz" für das Mobilendgerät 114 identifizieren, welcher die Ursprungsbasisstationen 102, 103 und die neue Basisstation 106 beinhaltet. Das Mobilendgerät 114 sucht nach dem Informationssignal (Pilotsignal), welches von der neuen Basisstation 106 übertragen wurde, und die Kommunikation wird mit der neuen Basisstation 106 ohne Beenden der Kommunikation über die Ursprungsbasisstation 102, 103 erstellt (7).
Falls die Zielbasisstation 106 nicht irgendeine Adresse in der Liste der Adressen von dem Mobilendgerät 114 erkennt, von welchem bekannt ist, dass es im Kommunikationsbaum der Zielbasisstation 106 ist, ist eine anderen Vorgehensweise notwendig. Die Zielbasisstation kann die Übergabeanforderung und die Liste der Adressen zu dem BSC 125 weiterleiten, welcher dann bestimmt, ob eine der Adressen sich auf einen Netzwerkknoten bezieht, welcher zu diesem BSC 125 gehört, z.B. einem benachbarten BSC. Wenn dem so ist, erstellt der BSC 125 den neuen Pfad zu dem benachbarten BSC und zu der Zielbasisstation 106, wobei eine BSC-BSC-Direktkommunikationsverbindung, welche oben erwähnt ist, benutzt wird. Falls der BSC 125 nicht irgendeine der Adressen erkennt, kann die Übergabeanforderung hinauf zu den hierarchischen Ebenen des Netzwerkes gesendet werden, bis ein Knoten gefunden wird, welcher die Verbindung zu einem der Knoten herstellen kann, dessen Adresse in der Liste ist. Alternativ, wenn eine geeignete Vermittlung nicht innerhalb einer fest bestimmten Zeit gefunden wird, kann eine neue Route zur Zielbasisstation 106 erstellt werden, wobei herkömmliche Techniken benutzt werden.
Wenn das Mobilendgerät 114 über zwei oder mehr Basisstationen 102, 103, 106 kommuniziert, fährt es fort, die Signalstärke der Pilotsignale von den Basisstationen des "Aktiven Satzes", des "Kandidatensatzes" und des "Nachbarsatzes" zu überwachen. Sollte die Signalstärke entsprechend einer Basisstation 102, 103, 106 des "Aktiven Satzes" unterhalb einen vorher festgelegten Schwellwert für eine Zeitperiode abfallen oder die Signalqualität verschlechtert sich, so dass sie nicht länger die QoS-Anforderungen erfüllt, kann das Kommunikationssystem 100 oder besser vorzugsweise das Mobilendgerät 114 entscheiden, die Kommunikation über diese Basisstation 102, 106 zu beenden.
Entsprechend einer Modifikation dieser Ausführungsform kann die Kommunikation von einem Mobilendgerät auf eine begrenzte Anzahl von Basisstationen simultan beschränkt sein, z.B. auf zwei. Dies reduziert das simultane Gebrauchen von Funk- und Netzwerk-Ressourcen für die gleiche Kommunikation. Obwohl jedoch nur zwei Basisstationen simultan benutzt werden, garantiert die obige Vorgehensweise, dass jeglicher neuer Kommunikationspfad, welcher für eine potenzielle Zielbasisstation erstellt wurde, die QoS-Anforderungen erfüllt und auch ein Wiedernutzen des alten Kommunikationspfades beinhaltet.
Wie oben beschrieben, wird die Vorgehensweise entsprechend der vorliegenden Erfindung beschrieben, wie sie benutzt wird, um über ein Glied der aktiven Liste zu entscheiden. In einer alternativen zweiten Ausführungsform kann die gleiche Vorgehensweise benutzt werden, um ein neues Glied der "Kandidatenliste" zu bestimmen. In diesem Fall wird die gleiche Vorgehensweise, wie oben beschrieben, benutzt, sobald ein Pilot- oder Bakensignal einer Basisstation in dem "Nachbarsatz" einen vorher festgelegten Schwellwertpegel überschreitet. Diese Zielbasisstation wird nicht sofort zu der "Kandidatenliste" addiert, sondern vielmehr wird die Vorgehensweise zum Erstellen des neuen Pfades in dem Netzwerk ausgeführt, wie oben beschrieben. Das Mobilendgerät sendet die Liste der Adressen der Knoten des Netzwerkes, welches den bestehenden Anruf unterstützt, mit einer Anforderung nach Kommunikation an die Zielbasisstation, und der neue Pfad wird erstellt, um die Zielbasisstation dazu zu bringen, die existierende Route wieder zu benutzen. Demnach werden nach Ausführen der Vorgehensweise entsprechend der vorliegenden Erfindung Parallelrouten durch das Netzwerk erstellt, von denen jede in der Lage ist, die QoS-Anforderung der aktuellen Übertragung zu erfüllen, jedoch unterstützt nur die alte Route oder die alten Routen die aktuelle Kommunikation. Die Endentscheidung, ein Glied der Basisstation der "Kandidatenliste" zu der "Aktiven Liste" zu bringen und eine aktive Duplex-Kommunikation zwischen diesen zu starten, kann zu einer späteren Zeit durchgeführt werden. Entsprechend dieser Ausführungsform werden die Netzwerk-Ressourcen für jedes Glied der "Kandidatenliste" erstellt, jedoch werden die Funk-Ressourcen nur zu einer späteren Zeit übertragen. Dies bindet die Netzwerk-Ressourcen möglicherweise in unnötiger Weise, jedoch sind die Netzwerk-Ressourcen normalerweise nicht die begrenzenden Ressourcen, verglichen mit den Funk-Ressourcen.
Entsprechend einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Kombination der Routenerweiterung und des teilweisen Pfadersetzens während der Übergabe mit optionalem teilweisen Rückrouten nach der Übergabe benutzt. Entsprechend dieser Ausführungsform ist ein Knoten des Netzwerkes als ein Ankerknoten während der Übergabe bestimmt und verbleibt als ein Knoten des Kommunikationspfades sowohl vor als auch nach der Übergabe. Typischerweise werden einer Art von Knoten, z.B. einem Basisstationssteuerglied oder einem Vermittlungszentrum, die Pflichten des Ankers für die Übergaben zugeordnet. Welches Netzwerkelement auch immer für diese Rolle gewählt wird, ist es vorzuziehen, wenn jedes derartige Element mit jedem anderen Element innerhalb des Netzwerkes kommunizieren kann. Beispielsweise kann, wie in 8 gezeigt, der Ankernoten ein Anker BSC 125 sein. Solange jede Übergabe durch diesen BSC 125 alleine geroutet werden kann, wird die für die zweite Ausführungsform beschriebene Vorgehensweise durchgeführt. Wenn jedoch eine Übergabe zu einer Zielbasisstation, wie z.B. 201, notwendig ist, welche nicht länger den Anker BSC 125 in ihrem Kommunikationsbaum besitzt, wird eine unterschiedliche Vorgehensweise ausgeführt. Man nehme an, dass das Mobilendgerät 114 aktuell in Kommunikation mit den Basisstationen 107, 108 ist und entschieden hat, eine neue Funkverbindung zur Basisstation 201 zu schaffen (sanfte Übergabe). Die Übergabeanforderung von dem Mobilendgerät 114 zu der Zielbasisstation 201 beinhaltet vorzugsweise die oder eine Signatur des Mobilendgeräts 114, die Liste der Adressen der aktuellen Knoten (107, 108, 110, 122, 125) des aktuellen Kommunikationsbaumes und die optionale Definition der QoS-Anforderungen für die neue Verbindung. Die Zielbasisstation 201 konsultiert die Liste der Adressen, erkennt keine von diesen und überträgt die Liste der Adressen und die anderen Gesichtspunkte der Übergabeanforderung an den BSC 225. Der BSC 225 untersucht dann die Liste und identifiziert die Adresse in der Liste, welche sich auf einen benachbarten BSC bezieht, nämlich den Anker BSC 125, und sendet eine Übergabeanforderung an den BSC 125, wobei die Signatur des Mobilendgerätes 114 beinhaltet ist. Der BSC 125, welcher der Anker BSC ist, erkennt die Signatur als eine authentische und erstellt eine Kommunikation zwischen sich selbst und dem Anker BSC 225 entlang eines Kommunikationspfades, welcher direkt die zwei BSCs 125, 225 verbindet, während die existierende Kommunikation zu den Basisstationen 107, 108 beibehalten wird. Die neue Verbindung wird dann mit der Basisstation 201 erstellt, wobei der existierende Kommunikationspfad zu dem Anker BSC 125 und dann ein neuer Pfad über den BSC 225, den SHC 222, das Standortsteuerglied 205 zur Zielbasisstation 201 benutzt wird. Das Signalkombinieren aller drei Verbindungen kann in dem Anker BSC 125 ausgeführt werden.
Solange einige Kommunikation durch eine der Basisstationen 101-108 läuft, welche die Basisstationen abhängig von dem Kommunikationsbaum vom Anker BSC 125 sind, bleibt dieser BSC 125 der Anker. Nach mehreren Übergaben jedoch wird eine Zeit kommen, dass keine Kommunikation durch eine der Basisstationen 101-108 weiterläuft. In einer solchen Zeit kann ein teilweises Pfad-Rückrouten und eine Betriebsoptimierung durchgeführt werden, um den Kommunikationspfad zu vereinfachen, z.B. indem der Anker BSC 125 in dem Kommunikationspfad durch Übertragen der Ankereigenschaft des BSC 125 auf den neuen BSC 225 eliminiert wird. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird dies vorzugsweise außerhalb eines Übergabebetriebs durchgeführt. Dies ist auch vorzugsweise richtig für jegliches Pfad-Rückrouten, welches erforderlich ist, um die QoS eines Anrufs aufzuwerten.
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird als eine Modifikation der zweiten und dritten Ausführungsform beschrieben. Die vierte Ausführungsform bezieht sich auf Mobiltelekommunikationssysteme, welche eine schnelle Leistungssteuerung benutzen, z.B. CDMA-Systeme oder andere Systeme, welche Streuspektrumtechniken, wie z.B. direktes Sequenzstreuen benutzen. Eine schnelle Leistungssteuerung wird beispielsweise in der US 5,056,109 beschrieben. Bei einer schnellen Leistungssteuerung wird die Übertragungsleistung eines Mobilendgerätes von der Basisstation aus gesteuert. Jeder Basisstationsempfänger einer Zelle misst die Stärke des Signals, welches von jedem Mobilendgerät empfangen wird. Die gemessene Signalstärke wird mit einem gewünschten Signalstärkepegel für die Mobilendgeräte in der Zelle verglichen. Ein Leistungssteuerungs-Einstellbefehl wird an jedes Mobilendgerät gesendet, mit welchem der Basisstations-Transceiver in Kommunikation steht. In Antwort auf den Leistungseinstellbefehl erhöht oder erniedrigt jede Mobileinheit ihre Übertragungsleistung durch einen vorher festgelegten Betrag, z.B. 1 dB, oder führt keine Änderung durch. Der Leistungseinstellbefehl wird durch den Basisstationssender bei einer relativ hohen Rate übertragen, typischerweise in der Größenordnung von eins pro Millisekunde.
Entsprechend der vierten Ausführungsform wird die schnelle Leistungssteuerung durch die Zielbasisstation gestartet, bevor der neue Pfad durch das Netzwerk zur Basisstation erstellt worden ist. Demnach startet die Zielbasisstation, sogar bevor die Funkverbindung für Verkehr zu und von der Zielbasisstation und dem Mobilendgerät vollständig erstellt ist, um schnell die Leistung des Mobilendgerätes zu steuern. Daher ist die vierte Ausführungsform eine Modifikation entweder der zweiten oder der dritten Ausführungsform (andere Details bleiben die gleichen), in welcher die schnelle Leistungssteuerung durch die Zielbasisstation gestartet wird, hauptsächlich sofort nach Empfang der Übergabeanforderung und vor dem Empfang des Übergabebefehls von dem Mobilendgerät 114. Andere Details der zweiten und dritten Ausführungsformen verbleiben wie vorher beschrieben. Die schnellen Leistungssteuerbefehle können in einem geeigneten Kanal von der Zielbasisstation zu dem Mobilendgerät gesendet werden. Die schnelle Leistungssteuerung des Mobilendgerätes vor der Kommunikation von der Zielbasisstation kann das Mobilendgerät der räumlichen Diversity, welche durch die Funkverbindung von der Zielbasisstation geliefert wird, welches zu einer Leistung, welche reduziert ist, und zum Verlust oder zum Verschlechtern des Empfangs der existierenden Funkverbindungen führen kann, ablehnen. Dies wird jedoch vorgezogen, falls ein Mobilendgerät einen schlechten Empfang für eine kurze Dauer, bis die Übergabe vollständig erfolgt ist, empfängt, anstatt dass viel Kommunikation in der Zielzelle gefährdet wird.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf Übergabeverfahren beschränkt. Beispielsweise, falls die Kommunikation mit einer aktuellen Basisstation verloren geht, kann das Mobilendgerät eine Anrufwiedererstellung mit der vorherigen Basisstation oder einer alternativen Basisstation versuchen, welche auch immer das Pilot- oder Bakensignal mit der besten Signalqualität besitzt, wobei eine Anforderung ähnlich zu der Vorwärtsübergabeanforderung benutzt wird, welche in Bezug auf die obigen Ausführungsformen beschrieben wurde. Das Mobilendgerät sendet die Liste der Adressen der Knoten des Netzwerks, welches den nun verlorenen Anruf unterstützt, zusammen mit der Anrufwiedererstellungsanforderung an die gewählte Zielbasisstation. Da das Netzwerk exakte Details der Knoten in dem Netzwerk empfängt, welches den nun verlorenen Anruf über die neue Basisstation unterstützt, kann der Anruf in minimaler Zeit wiedererstellt werden. Da die Zielbasisstation eine geeignete Vermittlung in dem existierenden Kommunikationspfad schnell und direkt dank der expliziten Adressinformation in der Anforderung von dem Mobilendgerät angehen wird, gibt es eine signifikant verbesserte Möglichkeit, dass der Anruf noch an der gewählten Vermittlung vorhanden ist.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Telekommunikationssystems, in welchem mobile Anschlüsse (33, 34) mit Basisstationen (22, 23) über eine Luftschnittstelle kommunizieren können und ein Kommunikationsnetzwerk (20) zum Verbinden jeder Basisstation (22, 23) zu anderen Punkten in dem Netzwerk über einen oder mehrere Knoten (24-31) bereit gestellt ist, wobei eine Kommunikation zu einem anderen Benutzeranschluss durch ein oder mehrere erste Funkverbindungen zwischen ein oder mehreren momentanen Basisstationen und einem mobilen Anschluss durch eine Mehrzahl von momentanen Knoten des Systems getragen wird, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bereitstellen von Informationen für den mobilen Anschluss (33), die explizit mindestens manche der momentanen Knoten (24-31) des Kommunikationsnetzwerkes, das die Kommunikation trägt, definieren, wobei die Information eine Liste von Adressen der relevanten Netzwerkknoten (24-31) ist, und in Vorbereitung zum Einrichten einer weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und einer Zielbasisstation, während die momentan eine oder die momentan mehreren ersten Funkverbindungen noch die Kommunikation tragen oder ein oder mehrere der ersten Funkverbindungen abgerissen sind: der mobile Anschluss (33) die Informationen überträgt, die explizit mindestens manche der momentanen Knoten des Kommunikationsnetzwerks definieren, die die Kommunikation zu der Zielbasisstation tragen.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner die Schritte eines zumindest teilweise Neu-Verwendens des alten Kommunikationspfades, der ein oder mehrere erste Funkverbindungen für den neuen Kommunikationspfad trägt, einschließlich der weiteren Funkverbindung, wobei der wiederverwendete Teil des alten Kommunikationspfads an einem der Knoten endet, der in der Information definiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren Teil der Übergabeprozedur oder Anrufneuerstellung oder Zuordnung einer Zielbasisstation an einen Kandidatensatz von einem Nachbarsatz oder eine Zuordnung einer Zielbasisstation von einem Kandidatensatz an einen aktiven Satz ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Verfahren Teil einer Übergabeprozedur ist und die weitere Funkverbindung eingerichtet wird, bevor der eine oder die mehreren ersten Funkverbindungen beendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner die Schritte aufweist: Bereitstellen des mobilen Anschlusses mit vorauthentifizierten Referenzdaten für den mobilen Anschluss; Kopieren der vorauthentifizierten Referenzdaten an mindestens manche der momentanen Knoten des Kommunikationsnetzwerkes, das die Kommunikation trägt, und beim Vorbereiten zum Einrichten der weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und der Zielbasisstation der mobile Anschluss mindestens einen Teil der vorauthentifizierten Referenzdaten an die Zielbasisstation überträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner die Schritte aufweist: die Zielbasisstation eine schnelle Leistungssteuerung mit dem mobilen Anschluss beim Vorbereiten zum Einrichten der weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und der Zielbasisstation beginnt, bevor der Pfad durch das Netzwerk, der die Funkverbindung trägt, vollständig ist.
Telekommunikationssystem, in welchem mobile Anschlüsse (33, 34) mit Basisstationen (22, 23) über Funkverbindungen kommunizieren, mit: einem Kommunikationsnetzwerk (20) zum Verbinden jeder Basisstation (22, 23) mit anderen Punkten in dem Netzwerk über ein oder mehrere Knoten (24-31), einer Kommunikation zwischen einem mobilen Anschluss und einem anderen Benutzeranschluss, der über ein oder mehrere erste Funkverbindungen mit ein oder mehreren momentanen Basisstationen und durch eine Mehrzahl von momentanen Knoten des Netzwerks verbunden ist, wobei in Vorbereitung zum Einrichten einer weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und einer Zielbasisstation, während die eine momentane oder die mehreren momentanen ersten Funkverbindungen immer noch die Kommunikation tragen oder ein oder mehrere der ersten Funkverbindungen abrissen, der mobile Anschluss (33) zum Übertragen von Informationen an die Zielbasisstation eingerichtet ist, die explizit mindestens manche der momentanen Knoten des Kommunikationsnetzwerks definieren, das die Kommunikation trägt, wobei die Information eine Liste von Adressen der relevanten Netzwerkknoten (24-31) enthält.
System nach Anspruch 7, wobei der Kommunikationspfad, der die weiteren Funkverbindungen enthält, teilweise den Kommunikationspfad wieder verwendet, der die eine oder die mehreren ersten Funkverbindungen beinhaltet, wobei die wieder verwendeten Teile an einen der Knoten, der in der Information definiert ist, abschließt.
System nach Anspruch 7 oder 8, wobei das System eingerichtet ist, den mobilen Anschluss (33) mit vorauthentifizierten Referenzdaten für das Mobilterminal bereitzustellen und Kopieren die vorauthentifizierten Referenzdaten an mindestens manche der momentanen Knoten des Kommunikationsnetzwerks, das die Kommunikation trägt, zu kopieren und beim Vorbereiten zum Einrichten der weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und der Zielbasisstation der mobile Anschluss eingerichtet ist, an die Zielbasisstation zumindest einen Teil der vorauthentifizierten Referenzdaten zu übertragen.
System nach einem der Ansprüche 7-9, wobei die Zielbasisstation eingerichtet ist, eine schnelle Leistungssteuerung mit der mobilen Anschlussstation durchzuführen, bevor der Pfad durch das Netzwerk, das die weitere Funkverbindung trägt, vollständig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, mit den weiteren Schritten: Bereitstellen des mobilen Anschlusses mit vorauthentifizierten Referenzdaten für den mobilen Anschluss; Kopieren der vorauthentifizierten Referenzdaten an mindestens manche der momentanen Knoten (24-31) des Kommunikationsnetzwerkes, das die Kommunikation trägt; und beim Vorbereiten eines Einrichtens einer weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und einer Zielbasisstation, während die eine momentane oder die mehreren momentanen ersten Funkverbindungen immer noch die Kommunikation tragen oder ein oder mehrere der ersten Funkverbindungen gerade abgerissen sind, der mobile Anschluss zumindest einen Teil der vorauthentifizierten Referenzdaten an die Zielbasisstation überträgt.
System nach einem der Ansprüche 7-10, wobei das System eingerichtet ist, den mobilen Anschluss (33, 34) mit vorauthentifizierten Referenzdaten für den mobilen Anschluss bereitzustellen und zum Kopieren der vorauthentifizierten Referenzdaten für mindestens manche der momentanen Knoten (24-31) des Kommunikationsnetzwerks, das die Kommunikation trägt, bereitzustellen, eingerichtet ist und beim Vorbereiten zum Einrichten einer weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und einer Zielbasisstation, während die eine momentane oder die mehreren momentanen ersten Funkverbindungen immer noch die Kommunikation tragen oder ein oder mehrere erste Funkverbindungen gerade abgerissen sind, der mobile Anschluss eingerichtet ist, an die Zielbasisstation zumindest einen Teil der vorauthentifizierten Referenzdaten zu übertragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, das ferner beinhaltet: beim Präparieren zum Einrichten einer weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und einer Zielbasisstation, während die momentane eine oder die momentanen mehreren ersten Funkverbindungen immer noch die Kommunikation tragen oder ein oder mehrere der ersten Funkverbindungen gerade abgerissen sind: die Zielbasisstation eine schnelle Leistungssteuerung mit dem mobilen Anschluss beginnt, bevor der Pfad durch das Netzwerk, das die weitere Funkverbindung trägt, vollständig ist.
System nach einem der Ansprüche 7-10, wobei beim Vorbereiten zum Einrichten einer weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und einer Zielbasisstation, während die eine momentane oder die mehreren momentanen Funkverbindungen immer noch die Kommunikation tragen oder ein oder mehrere der ersten Funkverbindungen gerade abrissen, die Zielbasisstation eingerichtet ist, eine schnelle Leistungssteuerung mit der mobilen Anschlussstation durchzuführen, bevor der Pfad durch das Netzwerk, der die weitere Funkverbindung trägt, vollständig ist.
Mobiler Anschluss (33, 34) zur Verwendung in einem Telekommunikationssystem, in welchem mobile Anschlüsse mit Basisstationen (22, 23) über eine Funkverbindung mittels ein oder mehrerer Funkverbindungen kommunizieren, wobei der mobile Anschluss eingerichtet ist an eine Zielbasisstation Informationen zu übertragen, die explizit zu mindestens manche der momentanen Verteilerknoten (24-31) des Kommunikationsnetzwerkes (20) definieren, das eine bestehende Kommunikation zwischen dem mobilen Anschluss und einer oder mehreren momentanen Basisstationen über ein oder mehrere momentane Funkverbindungen definiert, wobei beim Vorbereiten zum Einrichten einer neuen Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und der Basisstation, während die eine oder die mehreren momentanen Funkverbindungen getragen werden oder gerade abrissen, wobei die Information eine Liste von Adressen der relevanten Netzwerkknoten ist (24-31).
Netzwerkelement zur Verwendung in einem Telekommunikationssystem, in welchem mobile Anschlüsse (33, 34) mit Basisstationen (22, 23) über Funkverbindungen kommunizieren, wobei das Netzwerkelement eingerichtet ist, um Information zu empfangen, die explizit zu mindestens manche der momentanen Knoten (24-31) des Kommunikationsnetzwerks (20), das eine bestehende Kommunikation zwischen einem mobilen Terminal und ein oder mehreren Basisstationen über ein oder mehrere momentanen Funkverbindungen trägt, definiert, und zum Einrichten eines Kommunikationspfades mit einem weiteren Netzwerkelement die explizite Information in Vorbereitung zum Einrichten einer weiteren Funkverbindung zwischen dem mobilen Anschluss und der Zielbasisstation verwendet, während die momentanen Funkverbindungen immer noch getragen werden oder gerade abrissen, wobei. die Information eine Liste von Adressen der relevanten Netzwerkknoten (24-31) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7-10, 12 oder 14, wobei die explizite Information Knoten definiert, die die bestehende Kommunikation tragen, einschließlich expliziter Information, die zumindest zwei Niveaus eines hierarchischen Telekommunikationsnetzwerks definiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, 11 oder 13, wobei die explizite Information Knoten definiert, die die bestehenden Kommunikation tragen, einschließlich expliziter Information, die zumindest zwei Niveaus eines hierarchischen Telekommunikationsnetzwerkes definiert.