RU2284088C2 - Способ оптимизации каналов во время запросов сеансов связи по протоколу двухточечной связи и устройство для его осуществления - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к запросу образцов протокола двухточечной связи (ПДС) от сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных для мобильной станции, сконфигурированной для посылки исходящего сообщения в узел обслуживания пакетных данных (УОПД), в который прибыла мобильная станция после того, как она покинула окрестность другого узла УОПД. Сообщение информирует новый УОПД о новом местоположении мобильной станции и указывает количество потенциальных образцов ПДС, связанных с мобильной станцией, и ссылочный идентификатор обслуживания для каждого указанного образца ПДС. Достигаемый технический результат - оптимизация ресурсов каналов связи УОДП. Результат достигается посредством сокращения информации, содержащейся в сообщениях от сетевого элемента "базовая станция", которые направляются в сетевой элемент "УОДП" путем уменьшения количества передаваемых идентификаторов, связанных с МС. 7 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Настоящее изобретение относится в целом к области связи и, в частности, касается способов и устройств для оптимизации каналов во время запросов сеансов связи по протоколу двухточечной связи (ПДС).

С быстрым распространением беспроводной связи и Интернет-приложений возрос спрос на изделия и услуги, сочетающие эти две сферы. Результатом этого процесса стала разработка различных способов и систем, обеспечивающих беспроводные услуги Интернет, которые позволяют пользователю беспроводного телефонного аппарата или терминала осуществлять доступ к электронной почте, Web-страницам и другим сетевым ресурсам. Поскольку информация в Интернете организована в виде дискретных "пакетов" данных, такого рода услуги часто называют "услуги по передаче пакетных данных" (packet data services).

Среди беспроводных систем связи различных типов, используемых для предоставления услуг по беспроводной передаче пакетных данных, имеются системы с множественным доступом и кодовым разделением каналов (МДКР). Использование способов модуляции МДКР является одним из нескольких путей, облегчающих связь, когда в системе имеется большое количество пользователей. Формирование кадров данных и передача данных по протоколу Интернет (ИП) через беспроводную сеть МДКР хорошо известны специалистам в данной области техники и описаны в стандарте TIA/EIA/IS-707-A "DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS", в дальнейшем именуемом IS-707.

Специалистам в данной области техники также известны другие способы, используемые в системах связи с множественным доступом, такие как множественный доступ с временным разделением каналов (МДВР), множественный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР) и схемы амплитудной модуляции (AM), к примеру амплитудная модуляция с компандированием и одной боковой полосой. Эти способы были стандартизированы для облегчения взаимодействия оборудования, разработанного разными компаниями. Системы связи МДКР были стандартизированы в США в стандарте TIA/EIA/IS-95-B, разработанном Ассоциацией промышленности средств связи, "MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEMS", в дальнейшем именуемом IS-95.

He так давно Международный союз по электросвязи (ITU) объявил о приеме предложений, касающихся способов обеспечения услуг высокоскоростной передачи данных и высококачественной передачи речи по беспроводным каналам связи. Первое из этих предложений было выдвинуто Ассоциацией промышленности средств связи под названием "The cdma-2000 ITU-R RTT Candidate Submission", в дальнейшем именуемое cdma-2000. Второе из этих предложений было выдвинуто Европейским институтом стандартов электросвязи (ETSI) под названием "The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission", известное так же как "Широкополосная система CDMA", в дальнейшем именуемая W-CDMA. Третье предложение было утверждено U.S.TG 8/1 под названием "The UWC-136 Candidate Submission", в дальнейшем именуемое EDGE. Содержание этих документов опубликовано и известно специалистам в данной области техники.

Проблемная группа проектирования услуг Интернета (IETF) разработала ряд стандартов, облегчающих предоставление услуг мобильной связи для пакетных данных с использованием Интернет. Одним из таких стандартов является стандарт Mobile IP для мобильной связи, который был разработан для того, чтобы устройство, имеющее IP адрес, могло обмениваться данными с Интернет в процессе физического перемещения по сети (или сетям). Стандарт Mobile IP подробно описан в запросе IETF на комментарии (RFC) под названием "IP Mobility Support", содержание которого включено сюда по ссылке.

В ряде других стандартов IETF изложены способы, которые можно найти в вышеуказанных ссылках. В IETF RFC 1661 описан известный специалистам в данной области техники Протокол двухточечной связи (ПДС) под названием "The Point-to Point Protocol (PPP)", опубликованный в июле 1994 года, именуемый в дальнейшем как PPP. Протокол PPP включает Протокол управления линиями связи (ПУЛС) и ряд протоколов сетевого управления (ПСУ), используемых для установки и конфигурации протоколов различных сетевых уровней на линии связи ПДС. Одним из таких протоколов NCP является управляющий протокол для протокола Интернет (IPCP), известный специалистам в данной области техники и описанный в IETF RFC 1332 под названием "The PPP Internet Protocol Control Protocol (IPCP)", который был опубликован в мае 1992 года и в дальнейшем именуется как IPCP. Специалистам в данной области техники известны дополнения к LCP, описанные в IETF TFC 1570 под названием "PPP LCP Extensions", которые были опубликованы в январе 1994 года и в дальнейшем именуются как LCP.

Мобильные станции, к примеру сотовые телефонные аппараты или аппараты системы персональных услуг связи (ПУС), будучи подсоединены к Интернету, обычно передают пакетные данные по сети путем установления соединения ПДС (по другому, образец PPP (PPP instance) или сеанс PPP) с узлом обслуживания пакетных данных (УОПД). Мобильная станция посылает пакеты через (RF) (РЧ) (радиочастотный) интерфейс, к примеру интерфейс МДКР, на базовую станцию или функцию управления пакетами. Базовая станция или функция управления пакетами устанавливает образец ПДС с PDSN. Одновременно может быть установлено более одного такого образца PPP (например, если соединение требуется и для телефонного аппарата, и для переносного компьютера). Пакеты данных направляются от внешнего агента (ВА) узла PDSN домашнему агенту (ДА) через сеть ИП в соответствии с конкретным образцом ПДС. Пакеты, посылаемые на мобильную станцию, направляются от ДА через сеть ИП на ВА узла PDSN, от ВА узла PDSN на базовую станцию либо функцию управления пакетами через образец ПДС и от базовой станции или функции управления пакетами на мобильную станцию через РЧ интерфейс.

Когда мобильная станция покидает окрестность УОПД и входит в окрестность другого УОПД, она посылает исходящее сообщение. Если мобильная станция занята обслуживанием вызова данных, исходящее сообщение запрашивает повторное соединение или установку соответствующего образца ПДС. В противном случае исходящее сообщение информирует новый УОПД о новом местоположении мобильной станции. Тем не менее, любые пакеты данных, посылаемые на мобильную станцию, будут направляться на старый УОПД, поскольку мобильная станция не имеет образца ПДС, установленного с новым УОПД. Соответственно пакеты, предназначенные для этой мобильной станции, потеряются. Следовательно, имеется потребность в способе информирования узла УОПД о количестве и идентифицирующих данных для образцов ПДС, подлежащих установке для вновь прибывшей мобильной станции. Также имеется потребность в способе информирования узла УОПД о количестве и идентифицирующих данных для образцов ПДС для оптимизации использования ресурсов каналов связи эфирного интерфейса и интерфейса сети радиодоступа (СРД) - УОПД (RPI).

Настоящее изобретение направлено на создание способа информирования узла УОПД о количестве и идентифицирующих данных для образцов ПДС для оптимизации использования ресурсов каналов связи эфирного интерфейса и интерфейса (RPI) сети радиодоступа (СРД) - УОПД. Соответственно согласно одному аспекту изобретения предлагается способ информирования сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных о потенциальных сетевых соединениях, связанных с мобильной станцией, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных. Способ преимущественно включает шаг передачи сообщения от мобильной станции, содержащего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с данной мобильной станцией, и список идентификаторов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается мобильная станция, сконфигурированная таким образом, чтобы информировать сеть, предоставляющую услуги по передаче пакетных данных, о потенциальных сетевых соединениях, связанных с мобильной станцией, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных. Мобильная станция преимущественно включает: антенну, процессор, соединенный с антенной, и считываемый процессором носитель, доступный процессору, причем носитель содержит набор команд, выполняемых процессором, для модуляции и передачи сообщения от мобильной станции, включающего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и список идентификаторов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

Согласно еще одному аспекту изобретения предлагается мобильная станция, сконфигурированная таким образом, чтобы информировать сеть, предоставляющую услуги по передаче пакетных данных, о потенциальных сетевых соединениях, связанных с мобильной станцией, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных. Мобильная станция преимущественно включает устройство, сконфигурированное для передачи сообщения от мобильной станции, включающего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и список идентификаторов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

Согласно следующему аспекту изобретения предлагается мобильная станция, сконфигурированная таким образом, чтобы информировать сеть, предоставляющую услуги по передаче пакетных данных, о потенциальных сетевых соединениях, связанных с мобильной станцией, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных. Мобильная станция преимущественно включает средство для передачи сообщения от мобильной станции, включающего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и список идентификаторов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается способ оптимизации ресурсов каналов связи RPI в сети связи, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных. Способ преимущественно включает этап передачи сообщения от функции управления пакетами или базовой станции, содержащего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и сокращенный список идентификаторов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

Согласно еще одному аспекту изобретения предлагается способ упрощения набора функций сетевого элемента, реализующего функцию управления пакетами, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных. Способ преимущественно включает этап поддержания таблицы с сокращенными записями о соединениях ПДС.

Согласно другому аспекту изобретения предлагается способ оптимизации ресурсов каналов трафика эфирного интерфейса сети связи, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных. Способ преимущественно включает этап передачи сообщения от мобильной станции, содержащего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и расширенную информацию, связанную с потенциальными сетевыми соединениями.

Фиг.1 - блок-схема системы беспроводной связи, сконфигурированной для выполнения передачи пакетных данных по сети;

фиг.2 - блок-схема узла обслуживания пакетных данных УОПД;

фиг.3А - блок-схема двух узлов УОПД, подсоединенных к сетям радиодоступа (СРД), где мобильная станция (MS), (МС) переместилась в окрестность второго узла УОПД без установления новых образцов ПДС;

фиг.3В - блок-схема двух узлов УОПД, подсоединенных к сетям СРД, где МС переместилась в окрестность второго узла УОПД и установила новые образцы ПДС;

фиг.3С - блок-схема двух узлов УОПД, подсоединенных к сетям СРД, где демонстрируется оптимизация каналов эфирного интерфейса и RPI;

фиг.4 - блок-схема, где показаны шаги способа, выполняемые мобильной станцией, чтобы информировать узел УОПД о количестве и идентифицирующих данных образцов ПДС, которые требуется установить.

В одном варианте система беспроводной связи 100 для осуществления передачи пакетных данных по сети включает элементы, показанные на фиг.1. Мобильная станция (МС) 102 преимущественно способна действовать согласно одному или нескольким протоколам беспроводной передачи пакетных данных. В одном варианте МС 102 является беспроводным телефонным аппаратом, выполняющим задачи Web-броузера на основе ИП. В одном варианте МС 102 не подсоединена к какому-либо внешнему устройству, к примеру переносному компьютеру. В альтернативном варианте МС 102 представляет собой беспроводный телефонный аппарат, подсоединенный к внешнему устройству, в котором используется вариант протокола, эквивалентный варианту протокола интерфейса R_m сетевого уровня, описанного в IS-707. В другом альтернативном варианте МС 102 представляет собой беспроводный телефонный аппарат, подсоединенный к внешнему устройству, в котором используется вариант протокола, эквивалентный варианту протокола интерфейса R_m уровня коммутации, описанного в вышеупомянутом документе IS-707.

В конкретном варианте МС 102 осуществляет связь с сетью, работающей по протоколу Интернет (ИП) 104 посредством беспроводной связи с помощью сети радиодоступа (СРД) 106. МС 102 создает ИП пакеты для ИП сети 104 и инкапсулирует ИП пакеты в кадры, предназначенные для узла обслуживания пакетных данных УОПД 108. В одном варианте ИП пакеты инкапсулируются с использованием протокола двухточечной связи ПДС, а результирующий поток байтов ПДС передается через сеть с множественным доступом и кодовым разделением каналов УОПД с использованием протокола (RLP) для линии радиосвязи.

MS 102 посылает кадры в сеть СРД 106 путем модуляции и передачи кадров через антенну 110. СРД 106 принимает кадры через антенну 112. Полученные кадры посылаются сетью СРД 106 в узел УОПД 108, где из полученных кадров выделяются ИП пакеты. После выделения узлом УОПД 108 ИП пакетов из потока данных УОПД 108 направляет ИП пакеты в ИП сеть 104. Наоборот, УОПД 108 может посылать инкапсулированные кадры через СРД 106 на МС 102.

В одном варианте УОПД 108 подсоединен к серверу 114 Службы дистанционной аутентификации пользователей по коммутируемым линиям (RADIUS) для аутентификации МС 102. УОПД 108 также подсоединен к домашнему агенту ДА 116 для поддержки протокола Mobile IP. ДА 116 преимущественно включает идентификационные данные, позволяющие выполнить аутентификацию МС 102 и предоставляющие МС 102 возможность использовать ИП адрес, когда должен использоваться протокол Mobile IP. Специалистам в данной области техники очевидно, что сервер RADIUS 114 может быть заменен сервером DIAMETER, либо любым другим сервером для аутентификации, авторизации и учета (ААУ).

В одном варианте МС 102 создает ИП пакеты, а УОПД 108 связан с ИП сетью 104. Специалистам в данной области техники очевидно, что в альтернативных вариантах можно использовать форматы и протоколы, отличные от ИП. Вдобавок УОПД 108 может быть соединен с сетью, способной использовать протоколы, отличные от ИП.

В одном варианте СРД 106 и МС 102 осуществляют связь друг с другом, используя способы беспроводной связи с расширенным спектром. В конкретном варианте данные передаются беспроводным путем с использованием способов множественного доступа CDMA, как описано в патентах США №5103459 и №4901307, права на которые принадлежат правопреемнику настоящего изобретения, и содержание которых полностью включено сюда по ссылке. Специалистам в данной области техники очевидно, что описанные здесь способы и приемы могут быть использованы в сочетании с рядом альтернативных способов модуляции, в том числе МДВР, МДКР2000, W-МДКР и EDGE.

В одном варианте МС 102 имеет возможность реализации протоколов RLP, ПДС, Протокола аутентификации по методу "вызов - приветствие" (CHAP) и протокола Mobile IP. В конкретном варианте СРД 106 осуществляет связь с МС 102, используя RLP. В одном варианте УОПД 108 поддерживает функциональные возможности ПДС, в том числе Протокол управления линией связи (ПУЛС), CHAP и Протокол управления протоколом Интернет ПДС (IPCP). В одном варианте УОПД 108, сервер RADIUS 114 и ДА 116 физически расположены в разных физических устройствах. В альтернативном варианте один или несколько таких объектов могут находиться в одном и том же физическом устройстве.

В одном варианте УОПД 200 включает управляющий процессор 202, сетевой коммутатор пакетов 204, интерфейс 206 ИП сети и интерфейс СРД 208, как показано на фиг.2. Интерфейс 206 сети ИП соединен с сетевым коммутатором 204 пакетов. Сетевой коммутатор 204 пакетов подсоединен к управляющему процессору 202 и интерфейсу СРД 208. Интерфейс СРД 208 получает пакеты данных через физический интерфейс. В одном варианте физическим интерфейсом является интерфейс Т3, стандартный цифровой интерфейс электросвязи со скоростью передачи данных сорок пять Мбит/с. Физический интерфейс Т3 может быть заменен интерфейсом Т1, интерфейсом Ethernet, либо любым другим физическим интерфейсом, используемым для передачи данных по сети.

Интерфейс СРД 208 доставляет полученные пакеты в сетевой коммутатор 204 пакетов. В приведенном в качестве примера варианте соединение между сетевым коммутатором 204 пакетов и интерфейсом СРД 208 включает соединение с шиной памяти. Соединение между интерфейсом СРД 208 и сетевым коммутатором 204 пакетов может быть выполнено через линию Ethernet либо любую другую из множества линий связи, известных специалистам в данной области техники. Интерфейс СРД 208 также преимущественно способен принимать пакеты от сетевого коммутатора 204 пакетов по тому же соединению и передавать эти пакеты в RAN.

Сетевой коммутатор 204 пакетов преимущественно представляет собой конфигурируемый коммутатор, способный выполнять маршрутизацию пакетов между множеством разных интерфейсов. В одном варианте сетевой коммутатор 204 пакетов сконфигурирован таким образом, что все пакеты направляются в управляющий процессор 202. В альтернативном варианте сетевой коммутатор 204 пакетов сконфигурирован таким образом, что поднабор кадров, полученных от интерфейса СРД, доставляется в интерфейс сети ИП 206, а оставшийся поднабор кадров, полученных от интерфейса СРД 208, доставляется в управляющий процессор 202. В одном варианте сетевой коммутатор 204 пакетов доставляет пакеты в управляющий процессор через совместно используемое соединение шины памяти. Соединение между интерфейсом СРД и сетевым коммутатором 204 пакетов может быть реализовано в виде линии связи Ethernet либо любой другой из множества линий связи, известных специалистам в данной области техники. Хотя сетевой коммутатор 204 пакетов подсоединен к интерфейсу СРД 208 и интерфейсу сети ИП 206, специалистам в данной области техники очевидно, что сетевой коммутатор 204 пакетов может быть соединен с меньшим либо большим количеством интерфейсов. В варианте, где сетевой коммутатор 204 пакетов соединен с одним сетевым интерфейсом, этот сетевой интерфейс подсоединен как к сети ИП (не показана), так и к СРД. В альтернативном варианте коммутатор 204 сетевых пакетов входит в состав управляющего процессора 202, так что управляющий процессор 202 осуществляет связь непосредственно с сетевым интерфейсом (интерфейсами).

Управляющий процессор 202 обменивается информационными пакетами с интерфейсом СРД 208, когда требуется соединение с МС (не показана). После приема управляющим процессором 202 информационного пакета, указывающего на то, что требуется соединение с МС, управляющий процессор 202 согласовывает сеанс связи с МС. Для согласования сеанса связи ПДС управляющий процессор 202 создает кадры ПДС и посылает их в интерфейс СРД 208, а затем интерпретирует ответы от МС, полученные через интерфейс СРД 208. Типы кадров, создаваемых управляющим процессором 202, включают кадры LCP, кадры IPCP и кадры CHAP. МС может быть аутентифицирована в соответствии со способом, описанным в патентной заявке США, поданной 3 декабря 1999 года, которой пока не присвоен порядковый номер, - "METHOD AND APPRATUS FOR AUTHENTIFICATION IN A WIRELESS TELECOMMUNICATIONS SYSTEM", права на которую принадлежат правопреемнику настоящего изобретения и содержание которой полностью включено сюда по ссылке.

Управляющий процессор 202 создает пакеты для обмена с серверами АДУ (не показаны) и агентами ДА Mobile ИП (также не показаны). Дополнительно для каждого установленного сеанса связи ПДС управляющий процессор 202 инкапсулирует и деинкапсулирует пакеты ИП. Специалистам в данной области техники очевидно, что управляющий процессор может быть реализован с использованием вентильных матриц, программируемых пользователем (FPGA), программируемых логических устройств (PLD), процессоров цифровой обработки сигналов (DSP), одного или нескольких микропроцессоров, специализированной интегральной микросхемы, либо любого другого устройства, способного выполнять вышеописанные функции УОПД.

В одном варианте пакеты доставляются в сетевой коммутатор 204 пакетов, который, в свою очередь, пересылает эти пакеты в интерфейс 206 сети ИП для доставки в сеть ИП. Интерфейс 206 сети ИП передает пакеты по физическому интерфейсу. В одном варианте физическим интерфейсом является интерфейс Т3 - стандартный цифровой интерфейс электросвязи со скоростью передачи данных сорок пять Мбит/с. Физический интерфейс Т3 может быть заменен интерфейсом Т1, интерфейсом Ethernet, либо любым другим физическим интерфейсом, используемым для передачи данных по сети. Интерфейс 206 сети ИП также преимущественно способен принимать пакеты через тот же физический интерфейс.

МС 300 передает пакетные данные по сети ИП (не показана) путем установления образца ПДС 302 с УОПД 304, как показано на фиг.3А. МС 300 посылает пакеты через РЧ интерфейс, к примеру интерфейс МДКР, на функцию управления пакетами или базовую станцию (PCF/BS) 306. PCF/BS 306 устанавливает образец ПДС 302 с УОПД 304. Одновременно может быть установлен другой образец ПДС 308 (например, если требуется соединение и для телефонного аппарата и для переносного компьютера). Пакеты данных направляются от УОПД 304 на ДА (не показан) через сеть ИП (также не показана) в соответствии с конкретным образцом ПДС 302, 308. Пакеты, посылаемые на МС 300, направляются от ДА через сеть ИП в узел УОПД 304, от УОПД 304 на PCF/BS 306 через образец ПДС 302, 308 и от PCF/BS 306 на МС 300 через РЧ интерфейс. PCF/BS 306 содержит таблицу PCF/BS 310. Таблица PCF/BS 310 включает список идентификаторов МС (MS_ID) ссылочных идентификаторов услуг (SR_ID) и идентификаторов интерфейсов СРД-УОПД (R-P) (R-P ID). УОПД 304 содержит таблицу УОПД 312. Таблица УОПД 312 включает список ИП адресов, идентификаторы MS_ID, идентификаторы SR_ID и идентификаторы R-P ID. УОПД 304 может обслуживаться более чем одной PCF/BS 306, но для простоты показана только одна PCF/BS 306, соединенная с УОПД 304.

Когда МС 300 находится в режиме ожидания (то есть не занята обслуживанием телефонного вызова), МС 300 посылает короткие пакеты данных в виде кадров ПДС. Каждый такой кадр ПДС включает SR_ID, который определяет, какой образец ПДС 302, 308 предназначен для кадра ПДС. Специалистам в данной области техники понятно, что кадры ПДС инкапсулируют другие протоколы. В приведенном в качестве примера варианте кадр ПДС инкапсулирует кадр Протокола управления транспортировкой (ПУТ) и идентифицирует протокол инкапсулированного кадра ПУТ. Кадр ПУТ инкапсулирует кадр ИП и идентифицирует протокол кадра ИП. Кадр ИП инкапсулирует один кадр, к примеру кадр RLP, а также включает заголовок источника и заголовок адресата. Кадр RLP может инкапсулировать кадр данных, сконфигурированный, например, согласно стандарту IS-95B.

Когда МС 300 покидает окрестность УОПД 304 и входит в окрестность другого узла УОПД 314, МС 300 посылает исходящее сообщение. Если МС 300 занят обслуживанием вызова для передачи данных, этот вызов "переключается" с первой PCF/BS 306 на вторую PCF/BS 316, подсоединенную ко второму узлу УОПД 314. Пример процедуры переключения описан в патенте США №5267261, права на который принадлежат правопреемнику настоящего изобретения и содержание которого полностью включено сюда по ссылке. Затем МС 300 посылает исходящее сообщение, информирующее второй узел УОПД 324 о ее новом местоположении и запрашивающее установку или повторное соединение для образца ПДС, связанного с вызовом. В противном случае образцы ПДС 302, 308 являются "потенциальными", и МС 300 выполняет потенциальное переключение каналов связи, а затем посылает исходящее сообщение, которое информирует второй УОПД 314 о новом местоположении МС 300. Специалистам в данной области техники понятно, что второй узел УОПД 314 может обслуживаться более чем одной PCF/BS 316, но для простоты здесь показана только одна PCF/BS 316, связанная с УОПД 31.4. Хотя сеть была проинформирована о новом местоположении МС 300, МС 300 необходимо, чтобы были инициированы два новых образца ПДС (поскольку МС 300 имеет два потенциальных идентификатора SR_ID, относящихся к потенциальным образцам обслуживания ПДС 302, 308). Новые PCF/BS 316 и УОПД 306 не имеют таблиц со списками идентификаторов SR_ID или R-P ID, поскольку два необходимых образца РРР установлены не были. Соответственно пакеты данных, посылаемые на MS 300, будут направлены на первый узел УОПД 304, поскольку МС 300 не имеет образца ПДС, установленного с новым УОПД 314. Следовательно, пакеты, предназначенные для МС 300, будут потеряны.

В одном варианте, как показано на фиг.3В, МС 318 перемещается из окрестности первого узла УОПД 320 и соответствующей PCF/BS 322 в окрестность второго узла УОПД 324 и соответствующей PCF/BS 326 и информирует второй УОПД 324 о количестве и идентифицирующих данных образцов ПДС, которые должны быть установлены. Первый УОПД 320 установил два образца ПДС 328, 330 между УОПД 320 и PCF/BS 322, которые были потенциальными (то есть не использовались для передачи данных канала трафика). Различные установленные соединения и адреса содержатся в соответствующих таблицах 332, 334 для УОПД 320 и PCF/BS 322. В исходящем сообщении, передаваемом МС 318, преимущественно содержатся данные о количестве (два) новых образцов ПДС 336, 338 и идентификаторы для них. Для простоты показана только одна PCF/BS 322, 326, обслуживающая каждый соответствующий узел УОПД 320, 324, но специалистам в данной области техники понятно, что может быть несколько PCF/BS, обслуживающих каждый УОПД 320, 324. Исходящее сообщение преимущественно включает флаг данных, готовых для посылки (DRS), который может быть установлен равным нулю для определения для УОПД 324 идентифицирующих данных и общего количества пакетных услуг, которые являются потенциальными, что позволяет УОПД 324 установить образцы ПДС 336, 338 и необходимые линии связи R-P между УОПД 324 и PCF/BS 326. Если выполняется вызов для передачи данных, МС 318 устанавливает флаг DRS равным единице и запрашивает повторное соединение или установку образца ПДС 328, 330, связанного с данным вызовом. Если вызов не выполняется, то МС 318 устанавливает флаг DRS в ноль и сообщает идентификаторы SR_ID для всех потенциальных образцов обслуживания ПДС 328, 330 (идентификаторы SR_ID 1 и 2), связанные с МС 318. Затем PCF/BS 326 посылает в узел УОПД 324 сообщение, содержащее список идентификаторов SR_ID и MS_ID. УОПД 324 устанавливает два образца ПДС 336, 338 и два (количество идентификаторов SR_ID, указанных в сообщении МС 318) соединения R-P. Затем УОПД 324 и PCF/BS 326 обновляют свои соответствующие таблицы 340, 342. Таким образом, список потенциальных идентификаторов SR_ID дает УОПД 324 информацию о том, сколько образцов ПДС 336, 338 необходимо инициировать, а также предоставляет PCF/BS 326 достаточную информацию для обновления ее таблицы R-P/SR_ID.

В одном варианте, показанном на фиг.3С, использование канала RPI 370 оптимизируется путем сокращения информации, включаемой в сообщение, которое посылает PCF/BS 364 в узел УОПД 356, когда МС 366 перемещается в окрестность УОПД 356 и соответствующей PCF/BS 364. Информация сокращается путем исключения из сообщения списка-идентификаторов SR_ID и таблицы соединений 352, поддерживаемой узлом PDSN 356. Вместо того, чтобы идентифицировать пакеты, связанные с новой МС 366 для образцов ПДС 372, 374 посредством SR_ID, PCF/BS 364 связывает пакеты с образцами ПДС 372, 374, используя упорядоченные номера программных каналов связи 33, 54. PCF/BS 364 связывает пакеты МС 366 с самым младшим идентификатором SR_ID для программного канала данных с минимальным номером, поддерживая соединения в порядке возрастания номеров. Вдобавок к оптимизации использования каналов RPI упрощается набор выполняемых функций, в который в данный момент не входит функция поддержки информации SR_ID.

В другом варианте, как показано на фиг.3С, оптимизируется использование эфирного интерфейса 368 путем сохранения связи по каналам трафика эфирного интерфейса, когда узлу УОПД 356 нет необходимости объявлять агента. Объявление агента - это уведомление ДА новым агентом ВА (не показан) о новом ИП адресе ВА. Когда МС 366 перемещается в окрестность нового узла УОПД 356, агент ВА мобильной станции МС также должен переместиться в новый узел УОПД 356, так чтобы пакеты, направляемые от ДА (не показан), достигли нового узла УОПД 356. Когда МС 366 изменяет ВА, новый ВА уведомляет ДА о прекращении пересылки пакетов, связанных с МС 366, старому ВА и направляет их вместо этого новому ВА. Объявление агента появляется тогда, когда МС 366 перемещается к новой PCF/BS (или СРД) 364. Когда МС 366 входит в новую пакетную зону, МС выдает исходящее сообщение, содержащее идентификатор PACKET_ZONE_ID в УОПД 356, связанном с новой PCF/BS 364. Объявление агента запускает повторную регистрацию Mobile ИП и повторное согласование ПДС по каналу трафика. Однако с одним и тем же узлом УОПД 356 может быть связано множество PCF/BS, и в повторной регистрации Mobile IP и повторном согласовании ПДС нет необходимости, если МС 366 изменила пакетные зоны, а не узлы УОПД. Место привязки ПДС и адрес ВА не изменяются, если МС 366 перемещается от одной PCF/BS к другой PCF/BS, связанной с тем же узлом УОПД 356.

Использование канала трафика эфирного интерфейса оптимизируется, если МС 366 изменила базовые станции PCF/BS, но не узлы УОПД, путем добавления старой информации PACKET_ZONE_ID к исходящему сообщению МС. Новая PCF/BS 364 посылает старую информацию PACKET_ZONE_ID в соответствующий узел УОПД 356. Затем УОПД 356 определяет, переместилась ли МС 366 из сети СРД или PCF/BS 364, также подсоединенной к УОПД 356. Если старая СРД или PCF/BS также соединена с УОПД 356, то УОПД 356 не привлекает канал трафика для выполнения операции объявления агента, так как сеанс связи ПДС МС еще продолжается. Включение старой информации о пакетной зоне в исходящее сообщение МС оптимизирует использование канала трафика путем предоставления возможности узлу УОПД 356 решать, необходимо ли привлечение канала трафика для повторного согласования ПДС.

В тех случаях (не показаны), когда старая PCF/BS подсоединена к тому же узлу УОПД, что и новая PCF/BS, новая PCF/BS информирует узел УОПД о предыдущем соединении, что дает возможность новой PCF/BS выполнить новое соединение для уже установленного сеанса ПДС.

В одном варианте МС (не показано) выполняет этапы способа, показанные на фиг.4, при уходе из окрестности узла УОПД (также не показано) и входе в окрестность соседнего узла УОПД (также не показано). На этапе 400 МС определяет, прибыла ли она в новый УОПД. Если МС не прибыла в новый УОПД, то она возвращается к этапу 400. В противном случае, если МС прибыла в новый УОПД, она переходит к этапу 402. На этапе 402 МС определяет, занята ли она обработкой вызова для данных. Если МС занята обработкой вызова для данных, то она переходит к этапу 404. В противном случае, если МС не занята обработкой вызова для данных, она переходит к этапу 408.

На этапе 404 МС находится в состоянии переключения каналов связи. Затем МС переходит к этапу 406. На этапе 406 МС посылает исходящее сообщение в новый УОПД, информируя его о своем местоположении. Флаг DRS в исходящем сообщении установлен равным единице, и МС запрашивает повторное соединение или установку образца ПДС, связанного с вызовом данных. На этапе 408 МС занимается потенциальным переключением каналов связи. Затем МС переходит к этапу 410. На этапе 410 МС посылает исходящее сообщение в новый УОПД, информируя его о своем местоположении. Флаг DRS в исходящем сообщении установлен равным нулю, и МС содержит количество образцов ПДС для установки (количество потенциальных образцов ПДС, связанных с МС) и SR_ID, связанный с каждым таким образцом ПДС.

Таким образом, здесь были описаны новый и улучшенный способ и устройство для оптимизации каналов во время запросов на сеансы связи ПДС. Специалистам в данной области техники очевидно, что показанные в качестве примера логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления изобретения, могут быть реализованы в виде электронных аппаратных средств, компьютерных программ или их комбинаций. Показанные в качестве примера различные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны в целом с точки зрения их функционального назначения. Будут ли реализованы эти функции аппаратными или программными средствами зависит от конкретного применения и проектных ограничений, наложенных на систему в целом. Специалистам в данной области техники очевидна взаимозаменяемость аппаратных и программных средств в этих условиях, а также известно, как наилучшим образом реализовать описанные функции для каждого конкретного применения. Например, показанные здесь различные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные в связи с раскрытыми здесь вариантами осуществления изобретения, могут быть реализованы или выполнены с помощью процессора цифровой обработки сигналов (DSP) специализированной интегральной схемы (ASIC) вентильной матрицы, программируемой пользователем, (FPGA), либо с помощью другого программируемого логического устройства, дискретной вентильной или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов, например регистров FIFO, процессора, выполняющего набор аппаратно-программных команд, любого известного программируемого программного модуля и процессора, либо любой комбинации из перечисленных элементов. Процессор преимущественно может представлять собой микропроцессор, а в альтернативном варианте этот процессор может представлять собой любой известный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Программный модуль может находиться в ОЗУ, флэш-памяти, ПЗУ, на жестком диске, сменном диске, ПЗУ на компакт-диске, либо на любом другом типе носителя для запоминания данных, известном специалистам в данной области техники. Кроме того, специалистам в данной области техники ясно, что данные, команды, инструкции, информация, сигналы, биты, символы и элементарные посылки, на которые возможны ссылки во всем вышеприведенном описании, преимущественно представляются напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, либо любой комбинацией из них.

Таким образом, здесь были продемонстрированы и описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Однако специалистам в данной области техники очевидно, что может быть предложено множество альтернатив описанным здесь вариантам в рамках существа и объема изобретения. Следовательно, настоящее изобретение не должно ограничиваться ничем, кроме как нижеследующей формулой изобретения.

Claims (20)

1. Способ оптимизации ресурсов каналов связи интерфейса сети радиодоступа - узла обслуживания пакетных данных в сети связи, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети ко второму элементу инфраструктуры, связанных с одним и тем же узлом обслуживания пакетных данных (УОПД) сети связи, причем способ включает в себя передачу от второго элемента инфраструктуры сети на УОДП сообщения, включающего в себя количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и список идентификаторов, включающий в себя идентификаторы МС и идентификаторы интерфейсов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями, при этом первый и второй элементы инфраструктуры обслуживаются одним и тем же УОДП.

2. Способ выполнения функций элементом инфраструктуры сети при перемещении мобильной станции между элементами инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, причем элементы инфраструктуры сети связаны с одним и тем же узлом обслуживания пакетных данных (УОПД) сети связи, способ включает в себя поддержание таблицы протокола двухточечной связи (ПДС), включающей в себя список идентификаторов, включающий в себя идентификаторы МС и идентификаторы интерфейсов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

3. Способ оптимизации ресурсов каналов трафика эфирного интерфейса в сети связи, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, причем элементы инфраструктуры сети связаны с одним и тем же узлом обслуживания пакетных данных (УОПД) сети связи, способ включает в себя передачу от мобильной станции на узел обслуживания пакетных данных сообщения, включающего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и список идентификаторов, включающий в себя идентификаторы МС и идентификаторы интерфейсов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

4. Способ по п.3, по которому сообщение включает информацию, идентифицирующую пакетную зону.

5. Мобильная станция, сконфигурированная для информирования сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, о потенциальных сетевых соединениях, связанных с мобильной станцией, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, причем мобильная станция содержит антенну, процессор, подсоединенный к антенне, и считываемый процессором носитель, доступный процессору и содержащий набор команд, выполняемых процессором, для модуляции и передачи от мобильной станции на узел обслуживания пакетных данных сообщения, включающего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и список идентификаторов, включающий в себя идентификаторы МС и идентификаторы интерфейсов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

6. Мобильная станция по п.5, в которой потенциальные сетевые соединения включают соединения протокола двухточечной связи.

7. Мобильная станция по п.5, в которой первый и второй элементы инфраструктуры сети включают узлы обслуживания пакетных данных.

8. Мобильная станция по п.5, в которой сообщение содержит исходящее сообщение, включающее индикатор, указывающий, что потенциальные сетевые соединения являются потенциальными.

9. Мобильная станция по п.5, в которой сообщение содержит информацию, идентифицирующую пакетную зону.

10. Мобильная станция, сконфигурированная для информирования сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, о потенциальных сетевых соединениях, связанных с мобильной станцией, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, причем мобильная станция содержит устройство, сконфигурированное для передачи от мобильной станции на узел обслуживания пакетных данных сообщения, включающего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и список идентификаторов, включающий в себя идентификаторы МС и идентификаторы интерфейсов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

11. Мобильная станция по п.10, в которой потенциальные сетевые соединения включают соединения протокола двухточечной связи.

12. Мобильная станция по п.10, в которой первый и второй элементы инфраструктуры включают узлы обслуживания пакетных данных.

13. Мобильная станция по п.10, в которой сообщение содержит исходящее сообщение, включающее индикатор, указывающий, что потенциальные сетевые соединения являются потенциальными.

14. Мобильная станция по п.10, в которой сообщение содержит информацию, идентифицирующую пакетную зону.

15. Мобильная станция, сконфигурированная для информирования сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, о потенциальных сетевых соединениях, связанных с мобильной станцией, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, причем мобильная станция содержит средство для передачи от мобильной станции на узел обслуживания пакетных данных сообщения, включающего количество потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, и список идентификаторов, включающий в себя идентификаторы МС и идентификаторы интерфейсов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

16. Мобильная станция по п.15, в которой потенциальные сетевые соединения включают соединения протокола двухточечной связи.

17. Мобильная станция по п.15, в которой первый и второй элементы инфраструктуры сети включают узлы обслуживания пакетных данных.

18. Мобильная станция по п.15, в которой сообщение содержит исходящее сообщение, включающее индикатор, указывающий, что потенциальные сетевые соединения являются потенциальными.

19. Мобильная станция по п.15, в которой сообщение содержит информацию, идентифицирующую пакетную зону.

20. Узел обслуживания пакетных данных, сконфигурированный для поддержания таблицы соединений по протоколу двухточечной связи для потенциальных сетевых соединений, связанных с мобильной станцией, когда мобильная станция перемещается от первого элемента инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, ко второму элементу инфраструктуры сети, предоставляющей услуги по передаче пакетных данных, причем узел обслуживания пакетных данных (УОПД) включает интерфейс каналов "сеть радиодоступа - УОПД"; процессор, подсоединенный к интерфейсу каналов "сеть радиодоступа - УОПД", и считываемый процессором носитель, доступный процессору и содержащий набор команд, выполняемых процессором, для обновления информации о потенциальных сетевых соединениях, связанных с мобильной станцией, при этом информация о потенциальных сетевых соединениях содержит идентификаторы МС и идентификаторы интерфейсов, связанных с потенциальными сетевыми соединениями.

Images