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Hintergrund
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Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Schlaf- bzw. Ruheweitergabe
(handoff) in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk, das Paketdatenübertragungen
unterstützt
und spezieller auf mobil-ununterstützten Ruhe-Handoff.
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Hintergrund
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Für Datenübertragungen
wie z. B. Paketdatenübertragungen,
werden Daten über
das Netzwerk unter Verwendung von Internet-Protokoll-(IP)-Adressierung
gesendet, was bezeichnet wird als „Mobile IP"-Leiten bzw. -Routen. IP Adressen werden
genutzt um Pakete von einem Quellenendpunkt zu einem Ziel zu leiten
bzw. zu routen und zwar dadurch dass es Routern erlaubt wird, Pakete
von Eingangsnetzwerk-Interfaces bzw. -Schnittstellen zu Ausgangs-Interfaces
gemäß Routing-Tabellen
bzw. Leittabellen weiterzugeben. Die Routingtabellen führen typischerweise
die (Ausgangs-Interface) Information über den nächsten Schritt (next-hop) für jede Ziel-IP-Adresse, gemäß der Anzahl
von Netzwerken mit denen jene IP-Adresse verbunden ist. Somit trägt die IP-Adresse typischerweise
mit sich Information wie den Andockungspunkt (point of attachment)
des IP-Knotens spezifiziert. Für
ein Kommunikationsnetzwerk involviert dies das Bilden einer Folge
von Verbindungen, um einen Pfad von der Quelle zu dem Ziel zu bilden. Im
Speziellen wird ein Punkt-zu-Punkt-Protokoll (point-to-point protocol,
PPP) zum Herstellen des Pfades genutzt.
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Das
Netzwerk ist typischerweise unterteilt in mehrere Paketzonen, wobei
jede Paketzone ein bestimmtes geografisches Areal versorgt. Da sich
eine Mobilstation (MS) oder ein anderer Mobilkonten durch das Netzwerk
bewegt, kann sich die MS von einer Paketzone zu einer anderen bewegen.
Eine derartige Bewegung kann erfordern, dass die MS einen neuen
Pfad über
die aktuelle Paketzone herstellt und den vorhergehenden Pfad abbaut.
Dieser Prozess wird als Weitergabe bzw. Handoff bezeichnet.
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Für eine bestimmte
MS, wenn Paketdaten aktiv über
einen bestimmten Pfad kommuniziert werden, wird der Handoff erreicht
durch Nutzen der Signalisierungsnachrichten, die zwischen der MS
und dem Netzwerk für
die Paketdatenaktivität
gesendet werden. Während
Schlaf- bzw. Ruheperioden, wenn der Pfad nicht für Paketdatenaktivität genutzt
wird, unterstützt
die MS typischerweise den Handoff durch vorsehen von Signalisierungsinformation
die die aktuelle Position von der MS identifiziert. Handoff während einer
Ruheperiode wird als „Ruhe-Handoff" bezeichnet und das
Vorsehen von Information durch die MS während dem Ruhe-Handoff wird
als „mobilunterstützter" Ruhe-Handoff bezeichnet.
Ansprechend auf die Signalisierungsinformation stellt das Netzwerk
einen neuen Pfad her und baut den vorhergehenden Pfad ab.
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Ruhe-Handoff
kann vielmals auftreten bevor irgendwelche Paketdaten zur Kommunikation
zu oder von der MS bereit sind. In dieser Situation werden Pfade
hergestellt und abgebaut und zwar beliebige Male, was Netzwerk-Ressourcen verschwendet. Zusätzlich nutzt
die Übertragung
der Signalisierungsnachrichten von der MS, die mit dem Herstellen
von jedem neuen Pfad assoziiert ist, drahtlose Ressourcen.
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Deshalb
gibt es einen Bedarf einen effizienten Ruhe-Handoff vorzusehen,
der die Nutzung von Netzwerk-IP-Ressourcen reduziert. Es gibt ferner
einen Bedarf zum Vorsehen von effizienten Ruhe-Handoffs ohne mobile
Assistenz, der die Anforderungen auf die Netzwerk-drahtlos-Ressourcen
reduziert.
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Eine
Veröffentlichung
von Faccin et Al mit dem Titel „Dormant mode Handover support
in mobile Networks",
Seamoby Working Group, internet draft, 17. September 2001 offenbart
ein IP Ruf bzw. IP Paging Konzept, das IP Ruhe für Host- und Mobilknoten unterstützt.
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Die
PCT Veröffentlichung
mit der Nummer
WO 01/47296 im
Namen von Qualcomm Incorporated offenbart einen Mobilpaketnetzwerkanruf
der über
eine Übertragungsverbindung
hergestellt wird, die sich erstreckt zwischen einer Mobil-Terminal-Einrichtung
einer bestimmten Interworking function, einschließlich des
Deaktivierens von Mobilitätsbenachrichtigung
im Ruhe-Modus.
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Die
U.S. Patentveröffentlichung
mit der Nummer
US 2002/0041576 erteilt
an Samsung Electronics Co., offenbart eine Vorrichtung zum Verwalten der
Position von einem Paketanruf in einer drahtlosen Umgebung von einem
drahtlosen Paketdatensystem, einschließlich einer erhöhten Paging-
bzw. Ruflast zum Lokalisieren von Mobiltelefonen im Ruhezustand.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist in den angehängten Ansprüchen definiert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm von einem Datenkommunikationssystem.
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2 ist
ein Blockdiagramm von einem Datenkommunikationssystem, mehrere Paketzonen darstellend,
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3 ist
ein detaillierter Teil von einem Datenkommunikationssystem.
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4 ist
ein Zustandsdiagramm, das den Betrieb von einem Mobilknoten in einem
Kommunikationssystem darstellt;
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5 ist
ein Diagramm das einen Rufablauf in einem Kommunikationssystem darstellt;
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6 ist
ein Diagramm, das einen Rufablauf in einem Kommunikationssystem
darstellt.
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7 ist
ein Flussdiagramm von einer Nachrichtenverarbeitung an einem Mobilknoten.
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8 ist
ein Flussdiagramm vom Verarbeiten an dem Mobilknoten, wobei die
Systemparameternachricht ein Mobilassistenzkriterium für den Ruhe-Handoff
identifiziert.
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9 ist
ein Mobilknotenpunkt.
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10 ist
ein Blockdiagramm von Felder in einer Systemparameternachricht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Da
die Nachfrage für
bessere Dienste wie z. B. Datendienste und andere Internet-Protokoll-(IP)-Dienste
zunimmt, erhöht
sich die Komplexität
des Herstellens und Erhaltens dieser Dienste für mobile d. h. drahtlose, Nutzer.
Während
ein mobiler Nutzer auf derartige Dienste nicht kontinuierlich zugreift
während
er über
ein geografisches Areal reist, werden häufig die Verbindungen beibehalten,
um derartige Dienste auf einer bedarfsgestützten Basis zu ermöglichen.
Z. B. kann eine Punkt-zu-Punkt-Protokoll-(PPP)-Verbindung hergestellt
und beibehalten werden für
einen bestimmten Mobilnutzer, selbst wenn jener Nutzer Datendienst
nicht empfängt.
Während
keine Daten kommuniziert werden, könnte der Mobilnutzer in einem
Schlaf- bzw. Ruhemodus sein. In einem System sendet ein Mobil- bzw.
Mobiltelefon im Ruhemodus eine Veranlassungsnachricht (origination
message) wie es für
cmda2000 definiert ist, jedesmal wenn sie sich in eine andere Paketzone
hineinbewegt (roams). Die Veranlassungsnachrichten werden primär genutzt
zum Aktualisieren der verschiedenen Verbindungen zwischen den Paketsteuerfunktions-(Packet
Control Function, PCF)-Knoten und dem Paketdatendienstknoten (Packet
Dato Service Noce, PDSN). Die Veranlassungsnachrichten können Interferenz
bzw. Störungen
auf einem Zugangs- bzw. Zugriffskanal erzeugen, da jedwelche Anzahl
von Mobiltelefonen bzw. Mobiles im Ruhemodus auch Paketzonengrenzen
kreuzen können.
Die folgenden Ausführungsbeispiele
reduzieren die Komplexität
und die Verschwendung von Ressourcen während ein Mobile bzw. eine
Mobileinheit im Ruhe-Modus ist und zwar unter Verwendung eines Prozesses
der bezeichnet wird als „mobil-ununterstützter Ruhe-Handoff" („Mobil-Unassisted
Dormant Handoff").
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Ein
Beispiel eines Systems das Techniken mit Code Multiplex Vielfach
Zugriff (code division multiple access, CDMA) nutzt, ist die cdma2000 ITU_R
Radio Transmission Technology (RTT) Candidate Submission (hierin
bezeichnet als cdma2000) herausgegeben durch die TIA. Der Standard
für cdma2000
ist angegeben in den Entwurfsversionen von IS-2000 und ist durch
die TIA und 3GPP2 angenommen worden. Ein anderer CDMA Standard ist
der W-CDMA Standard wie er verkörpert
ist in dem 3rd Generation Partnership Project „3GPP" in den Dokumenten mit den Nummern 3G
TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 und 3G TS 25.214.
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1 illustriert
ein Paketdatennetzwerk 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Man beachte dass alternative Ausführungsbeispiele unterschiedliche
Terminologie für
funktional ähnliche
Einheiten besitzen können
und verschiedene Konfigurationen von Komponenten und funktionalen
Einheiten einbeziehen können.
Für die
vorliegende Diskussion wird das Netzwerk 100 der 1 und
andere detaillierte Figuren genutzt werden, um einen Pfad zu definieren.
Alternative Ausführungsbeispiele
können
jedoch einen Pfad definieren und zwar gemäß der hierin verwendeten speziellen
Konfiguration und den Funktionen. Das Paketdatensystem 100 beinhaltet
zwei Systemidentifikations-(System
Identification, SID)-Zonen 100, 120, die jeweils
mehrere Netzwerkidentifikations-(Network Identification, NID)-Zonen 112, 114, 116, 122, 124, 126 besitzen.
Die SID/NID werden in Sprachsysteme genutzt und identifizieren allgemein ein
Versorgungsareal. Zum Beispiel kann eine MSC, die ein Areal versorgt
mit einem Paar von (SID, NID) Werten assoziiert sein.
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Für Paketdatenkommunikationen
innerhalb eines Systems das Paketdatenkommunikationen unterstützt, wie
z. B. dem System 100 der 1, werden
Mobile IP Kommunikation und Konnektivität beschrieben in „IP Mobility
Support" von C.
Perkins, datiert auf Oktober 1996 und darauf Bezug genommen mit
RFC 2002. Die 2 illustriert den Informationsfluss
in Datagrammen für
einen bestimmten Mobilknoten (mobile node, MN) 210 oder
eine Mobilstation (Mobile Station, MS) gemäß dem Mobile IP. Wie dargestellt,
ist jeder Mobilknoten 210 ein Host oder ein Router, der
seinen Anknüpfungspunkt
von einem Netzwerk oder Subnetzwerk zu einem anderen ändert. Ein
Mobilknoten kann seine Position ändern ohne
die IP Adresse zu ändern;
und kann fortfahren mit anderen Internetknoten an jeder Position
unter Verwendung jener IP Adresse zu kommunizieren, wenn eine Verbindungsschicht
Konnektivität
zu dem Anknüpfungspunkt
verfügbar
ist. Jeder Mobilknoten 210 besitzt einen assoziierten Heimatagenten 202. Der
Heimatagent 202 ist ein Router auf dem Heimatnetzwerk des
Mobilknotens, welcher Datagramme zur Auslieferung an den Mobilknoten 210 tunnelt, wenn
der Mobilknoten 210 weg von zu Hause bzw. der Heimat ist
und die aktuelle Positionsinformation für den Mobilknoten 210 führt bzw.
verwaltet.
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Ein
Fremdagent (foreign agent) 204 ist ein Router auf einem
besuchten Netzwerk des Mobilknotens, welcher Routing-Dienste für den Mobilknoten 210 vorsieht,
solange er registriert ist. Der Fremdagent 204 end-tunnelt
und liefert Datagramme an den Mobilknoten 210, die durch
den Heimatagenten 202 des Mobilknotens getunnelt worden
sind. Für
Datagramme, die durch einen Mobilknoten 210 gesendet werden,
kann der Fremdagent 204 als ein Standard-Router für registrierte
Mobilknoten dienen.
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Einen
Mobilknoten 210, wird eine Langzeit-IP-Adresse auf einem
Heimatnetzwerk gegeben. Diese Heimatadresse wird auf die gleiche
Art und Weise administriert, wie eine „permanente" IP-Adresse für einen
stationären
Host vorgesehen ist. Wenn er von dem Heimatnetzwerk entfernt ist,
wird eine „care-of
Adresse" bzw. „Nachstelladresse" mit dem Mobilknoten
assoziiert, und reflektiert den aktuellen Anknüpfungspunkt des Mobilknotens.
Der Mobilknoten 210 nutzt die Heimatadresse, als die Quellenadresse
von allen IP Datagrammen die er sendet. Während er weg von der Heimat
ist, registriert der Mobilknoten 210 die Care-of-Adresse
bei dem Heimatagenten 202. Abhängig von dem Anknüpfungsverfahren,
wird der Mobilknoten 210 entweder direkt bei seinem Heimatagenten 202 registrieren
oder durch einen Fremdagenten 204 welcher die Registrierung
zu dem Heimatagenten 202 weiterleitet.
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Für das System 100 der 1 ist
eine typische Konfiguration 300 innerhalb jeder PZID in 3 dargestellt.
Ein Paketdatendienstknoten (PDSN) 302 ist mit Paketsteuerfunktions-(Packet
Control Function, PCF)-Knoten 304 und 310 gekoppelt,
die mit Basisstations-Controllern (Base Station Controllers, BSCs) BSC1 306 bzw. BSC2 312 gekoppelt
sind. Ein erster Kommunikationspfad wird definiert durch PDSN 302 zu
PCF1 304 zu BSC1 306,
wobei der BSC1 306 mit dem MN 308 innerhalb
des PZID 320 über
eine Luftschnittstelle kommuniziert. Wenn der Mobilknoten (MN) 308 sich
zu einem anderen PZID bewegt, wie z. B. dem PZID 330 wird
ein neuer Pfad hergestellt für
Paketdatenkommunikationen die definiert sind durch PDSN 302 zu
PCF2 310 zu BSC2 312,
wobei der BSC2 312 mit dem MN 308 innerhalb des
PZID 320 über
eine Luftschnittstelle kommuniziert. Die Pfadverbindungen von dem
PDSN 302 zu PCF1 304 und
PCF2 310 definieren A10 Verbindungen.
Die Pfadverbindungen von PCF1 304 zu
BSC1 306 und von PCF2 310 zu
BSC2 312 definieren A8 Verbindungen.
Eine PPP Verbindung wird zwischen dem MN 308 und dem PDSN 302 hergestellt.
Falls der MN den PDSN ändert,
wird eine neue PPP Verbindung zwischen dem MN und dem neuen PDSN hergestellt.
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Für Anrufe,
die Paketdatendienste unterstützen,
existiert ein Paketdatendienstknoten (Packet Data Serving Node,
PDSN), der eine Schnittstelle bildet, zwischen der Übertragung
von den Daten in dem festen Netzwerk und der Übertragung von den Daten über die
Luftschnittstelle bzw. diese koppelt. Der PDSN koppelt bzw. bildet
eine Schnittstelle zu der BS durch eine Paketsteuerfunktion (PCF)
die mit der BS räumlich
nahe angeordnet sein kann oder auch nicht. Für das in 3 dargestellt
Paketdatensystem kann ein MN 308 in einem von wenigstens
drei Zuständen oder
Modi betrieben werden.
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Wie
in 4 dargestellt gibt es drei Paketdatendienstzustände: Aktiver/verbundener
Zustand 402, Schlaf- bzw. Ruhezustand 404 und
inaktiver Zustand 406. In dem aktiven/verbundenen Zustand 402 existiert
ein physikalischer Verkehrskanal zwischen der Mobilstation und der
Basisstation und beide Seiten können
Daten senden. In dem Ruhezustand 404 existiert kein physikalischer
Verkehrskanal zwischen der Mobilstation und der Basisstation, aber
die PPP Verbindung zwischen der Mobilstation und dem PDSN wird beibehalten.
In dem inaktiven Zustand 406 gibt es keinen Verkehrskanal
zwischen der Mobilstation und der Basisstation und keine PPP Verbindung
zwischen der Mobilstation und dem PDSN. 4 illustriert
die Übergänge zwi schen
den Zuständen.
Die A8 Verbindung wird beibehalten bzw. geführt während dem aktiven/verbundenen
Zustand und freigegeben während
dem Übergang
zum Ruhezustand oder zum Null/inaktiven Zustand. Die A10 Verbindung
wird beibehalten, während
dem aktiven/verbundenen Zustand und dem Ruhezustand. Die A10 Verbindung
wird terminiert, wenn die Mobilstation in dem inaktiven Zustand 406 ist.
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Als
Teil von der Unterstützung
für den
Ruhezustand 404, unterstützt die Luftschnittstelle einen Daten-Bereit-zum-Senden-(Data
Ready to Send, DRS)-Indikator,
der beim Veranlassen (Origination) genutzt wird. Wenn ein Mobil
knoten eine Veranlassungsanforderung bzw. -anfrage mit einer spezifizierten
Paketdatendienstoption sendet, wird er das Daten-bereit-zum-Senden-(DRS)-Bit einbeziehen.
Dieser Indikator wird auf 1 gesetzt werden beim anfänglichen
Rufaufbau und wenn das Terminal es wünscht vom Ruhezustand 404 zu
einem aktiven Zustand 402 überzugehen bzw. zu wechseln,
anzeigend, dass es zu sendende Daten gibt und eine entsprechende
Anforderung zum Herstellen von einem Verkehrskanal. Das DRS Bit
wird auf 0 gesetzt werden, um anzuzeigen, dass das Terminal über eine
Paketzonengrenze gewechselt hat während es in Ruhe war bzw. im Schlafmodus
war und es die Veranlassungsanforderung sendet um das Netzwerk bezüglich der
aktuellen Position zu aktualisieren.
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Beim
Empfang einer Veranlassungsnachricht mit dem auf 1 gesetzten DRS
Bit wird die BSC die Rufaufbauprozedur initiieren. Die Rufaufbauprozedur
stellt den Pfad her für
eine Paketdatenkommunikation zu der aktuellen Position von dem Mobilknoten.
Das Pfadherstellen führt
typischerweise zu dem Herstellen bzw. Aufbau eines Verkehrskanals
und dem Herstellen von den entsprechenden A8 und A10 Verbindungen.
Wenn die BSC eine Veranlassungsnachricht mit dem auf 0 gesetzten
DRS Bit empfängt, wird
der BSC und/oder PCF die A10 Verbindung zwischen dem PCF und dem
PDSN aktualisieren.
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Wenn
der MN 308 im Ruhemodus ist, werden keine Paketdatenkommunikationen
mit den PDSN 302 verarbeitet, der MN 308 sendet
jedoch weiterhin „Veranlassungs-"(„Originiation")-Nachrichten jedesmal
wenn der MN 308 in eine unterschiedliche Paketzone sich
bewegt. Die Veranlassungsnachrichten werden primär genutzt zum Aktualisieren
der A10 Verbindung zwischen der PCF 304, 310 und dem
PDSN 302.
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Der
MN 308 identifiziert eine Paketzonenänderung durch eine Identifikation
von dem PACKET_ZONE_ID (PZID) die in einer „Systemparameter"-(„Systems
Parameters")-Nachricht
enthalten ist, die periodisch durch den BSC 306, 312 gesendet wird.
Wenn der MN 308 eine Änderung
in der PZID identifiziert, sendet der MN 308 eine Veranlassungsnachricht,
die die aktuelle Position und die aktuelle Paketzone identifiziert.
Die Veranlassungsnachrichten können
viel Interferenz bzw. viele Störungen
auf dem Zugangskanal verursachen, der genutzt wird zum Herstellen
der Funkverbindung, da es jede beliebige Anzahl von Mobilknoten
geben kann, die im Ruhemodus Paketzonengrenzen kreuzen.
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Gemäß einem
Ausführungsbeispiel
kann der Mobilknoten im Ruhemodus es vermeiden einen Veranlassungsnachricht
jedesmal zu senden, wenn er sich in eine neue Paketzone hineinbewegt
und zwar durch einen Prozess der bezeichnet wird als „mobil-ununterstützter Ruhe-Handoff" („Mobile-Unassisted
Dormant Handoff").
Wenn der MN 308 in dem Ruhemodus ist und es keine Daten
gibt, die anstehen für
einen Kommunikation von dem PDSN 302, muss der MN 308 nicht
senden, und (eine) Veranlassungsnachricht bei der Bewegung zu einer
neuen Paketzone und der letzte genutzte Kommunikationspfad (d. h. die
A10 Verbindung) wird beibehalten. Wenn es Daten gibt, die für den MN
bestimmt sind, sendet der PDSN 302 die Datenkommunikation
unter Verwendung der letzten genutzten A10 Verbindung.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
sendet der Mobilknoten keine Veranlassungsnachricht bei einer Paketzonenänderung
während
eines Ruhezustands oder -modus. Eher wird die Position von dem Mobilknoten
aktuali siert, wenn es eingehende Daten zu dem Mobilknoten gibt,
oder wenn der Mobilknoten zu sendende Daten besitzt. Mit anderen
Worten, zu der Zeit, wenn das System Daten empfängt (beispielsweise von dem
Internet) die für den
Mobilknoten bestimmt sind, versucht das System den Mobilknoten zu
lokalisieren.
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Für Datenkommunikationen
von dem Mobilknoten zu dem System, wenn der Mobilknoten zu dem aktiven
Zustand wechselt und sendende Daten besitzt, sendet der Mobilknoten
eine Veranlassungsnachricht mit dem auf 1 gesetzten DRS Bit. Der
Mobilknoten folgt in diesem Fall einen typischen Rufablauf wie z.
B. in dem cdma2000 Standards definiert.
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Für Datenkommunikationen
von dem System zu dem Mobilknoten, wenn ein Mobilknoten in einem
Ruhezustand ist, und es eingehende Daten zu dem Mobile gibt, werden
die Daten von dem versorgenden PSDN zu der versorgenden PCF auf
der aktuell aktiven A10 Verbindung (d. h. der zuletzt genutzten
A10 Verbindung) weitergeleitet. Während er im Ruhemodus ist,
sendet der Mobilknoten keine Positionsaktualisierungen über Veranlassungsnachrichten jedesmal
wenn in eine neue Paketzone eingetreten wird. Deshalb ist die Position
von dem Mobilknoten nicht bekannt, wenn eingehende Daten zur Kommunikation
bereit sind. Der Mobilknoten kann noch in der gleichen Paketzone
sein, oder kann in einer anderen Paketzone sein.
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Jetzt
wird die in 3 dargestellte Konfiguration
berücksichtigt,
wobei ein PDSN 302 mehrere PCFs unterstützt, im speziellen PCF1 304 und PCF2 310.
Der Mobilknoten (mobile node, MN) 308 hat einen Paketdatenkommunikationspfad
mit dem PDSN 302 über
den Pfad auf der linken Seite hergestellt. Der Pfad ist innerhalb
der Paketzone 320 definiert durch: die A10 Verbindung zwischen
dem PDSN 302 und der „versorgenden" PCF welche die PCF1 304 ist; die A8 Verbindung zwischen
der PCF1 304 und dem BSC1 306; und die Funkverbindung zwischen dem
BSC1 206 und dem MN 308.
Der Ausdruck „versorgend" bezieht sich auf
das Infrastrukturelement bzw. die Infrastrukturelemente und den
Pfad der für die
letzte aktive Paketdatenkommunikation hergestellt worden ist. Da
der MN 308 sich zu einer anderen Paketzone bewegt, wie
z. B. der Paketzone 330, sollte ein neuer Pfad hergestellt
werden, zum Verarbeiten von Paketdatenkommunikationen. Der neue Pfad
ist definiert durch: eine A10 Verbindung zwischen dem PDSN 302 und
einer „Ziel"-PCF, welches die
PCF2 310 ist. Einer A8 Verbindung
zwischen der PCF2 310 und dem BSC2 312; und einer Funkverbindung
zwischen dem BSC2 312 und dem MN 308.
Der Ausdruck „Ziel" bezieht sich auf
das Infrastrukturelement bzw. die Infrastrukturelemente und den
Pfad welcher gewünscht
ist, um eine neue Paketdatenkommunikation zu ermöglichen.
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Wenn
es ein Paketdaten-bereit-zur-Kommunikation für den MN 308 gibt,
kennt die versorgende PCF, welches die PCF1 304 ist,
nur die Position von dem MN 308 für die letzte aktive Paketdatenkommunikation.
Die Paketdaten werden von dem PDSN 302 über den Versorgungspfad verarbeitet,
d. h. über
die PCF1 304. Die Infrastrukturelemente
von dem versorgenden Pfad bzw. Versorgungspfad initiieren einen Ruf
bzw. Page zu dem MN 308. Falls der MN 308 sich zu
einer neuen Paketzone bewegt hat, wie z. B. der Paketzone 330,
wird der MN 308 auf die Pagenachricht nicht antworten.
Der vorsorgende BSC1 306 fordert
dann die MSC 314 auf das Mobile zu rufen bzw. zu pagen.
Die MSC 314 kann: spezielle BSCs anweisen den MN 308 zu
rufen; einen Flutruf (flood Page) in einem bestimmten Versorgungsgebiet
initiieren; oder kann eine andere MSC (nicht gezeigt) auffordern
den MN 308 zu rufen. Flutruf wird genutzt, falls die MSC
nicht weiß,
wo der MN ist, aber ihn rufen muss; in diesem Fall würde die
MSC alle BSCs (die in dem Versorgungsgebiet der MSCs sind) anweisen, den
MN zu rufen. Flutruf ist nicht üblich,
weil die meiste Zeit die MSC weiß, wo der MN ist, und zwar über die
Luftschnittstellenregistrierungsprozeduren, wie sie z. B. in dem
cdma2000 Standard definiert sind; in diesem Fall muss die MSC nur
eine bestimmte BSC anweisen, den MN zu rufen. Nach dem Empfang von
dem Ruf, antwortet der MN 308 auf den Ruf von der neuen
Paketzone 330 über
die Ziel-PCF und den BSC, PCF2 310 bzw.
BSC2 312. Die MSC 314 autorisiert
den Aufbau von einem Verkehrskanal für den MN 308. Ansprechend
auf die Autorisierung von der MSC 314 erzeugt die Ziel-BSC
(BSC2 312) eine neue A8 Verbindung
zu der Ziel-PCF (PCF2 310) welche
wiederum eine neue A10 mit dem PDSN 302 kreiert.
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Falls
beide der PCFs die versorgende PCF (PCF1 304)
und die Ziel-PCF (PCF2 310) mit
dem gleichen PDSN 302 verbunden sind, wird der versorgende
Pfad abgebaut. In diesem Fall wird die alte A10 Verbindung zwischen
dem PDSN 302 und der versorgenden PCF entfernt, wenn die
neue A10 Verbindung mit der Ziel-PCF hergestellt wird. Alle neuen Paketdaten,
die für
den MN 308 gedacht sind, werden über den Ziel-Pfad auf der rechten
Seite verarbeitet.
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Falls
beide der PCFs Ziel- und Versorgende mit unterschiedlichen PDSNs
verbunden sind, dann wird die Wiederherstellung der Verbindungsschicht (PPP)
und die Wiederregistrierung der Mobile IP zwischen dem MN 308 und
dem Ziel-PDSN (dem PDSN der mit der Ziel-PCF-verbunden ist) durchgeführt. Auch
wird eine neue A10 Verbindung zwischen der Ziel-PCF und dem Ziel-PDSN hergestellt.
Die alte A10 Verbindung zwischen der versorgenden PCF und dem versorgenden
PDSN wird abgebaut oder fallengelassen, wenn ein Registrierungslebenszeitzähler (Trp)
abläuft.
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5 illustriert
den Rufablauf für
den Fall wenn der MN 304 sich zu einer neuen Paketzone 330 bewegt,
welche durch den gleichen PDSN 302 wie die vorhergehende
Paketzone 320 versorgt wird. Wie hier oben angezeigt, ist
der versorgende Pfad in der Paketzone 320, während der
Zielpfad in der Paketzone 330 ist. Angenommen, dass der
MN 308 eine Registrierung durchgeführt hat – bevor die Paketdatensitzung
zu dem Ruhemodus übergegangen
ist, und dass die A10 Verbindung zwischen der versorgenden PCF und
den PDSN nicht abgelaufen ist. Der Rufablauf ist wie folgt definiert.
- 1) der PDSN 302 empfängt Paketdaten,
die für den
MN 308 bestimmt sind.
- 2) Der PDSN 302 leitet die Paketdaten an die versorgende
PCF (PCF1 304) weiter und zwar
durch die existierende A10 Verbindung, d. h. über den versorgenden Pfad.
- 3) Die versorgende BSC (BSC1 306)
auf dem versorgenden Pfad ruft den MN 308.
- 4) Da der MN 308 sich zu einer anderen Paketzone 330 bewegt
hat, gibt es keine Rufantwort von dem MN aus der Paketzone 320.
- 5) Der versorgende PSC (BSC1 306)
fordert die MSC 314 auf den MN 308 zu rufen und
einen Verkehrskanal aufzubauen.
- 6&7) Die
MSC 314 initiiert einen Ruf zu dem MN 308 um einen
Verkehrskanal aufzubauen.
- 8) Der Ziel-BSC (BSC2 312)
ruft den MN 308 über die
Funkverbindung, d. h. über
die Luft (Quer The Air, OTA).
- 9) Der MN 308 antwortet auf den Ruf von der neuen Paketzone 330.
- 10) Die Ruf-Antwort wird durch den Ziel-BSC (BSC2 312)
an die MSC 314 weitergeleitet.
- 11) Die MSC 314 autorisiert den Ziel-BSC (BSC2 312) einen Verkehrs kanal an den
MN 308 zuzuweisen.
- 12) Die A10 Verbindung zu dem PDSN 302 wird durch die
Ziel-PCF (PCF2 310) aktualisiert.
- 13) Alle zukünftigen
Daten zu dem MN 308, während
er in der Paketzone 330 ist, gehen durch die Ziel-PCF (PCF2 310).
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Der
MN 308 kann sich zu einer neuen Paketzone bewegen, wobei
die neue Paketzone nicht durch den PDSN 302 versorgt wird,
sondern eher durch einen Ziel-PDSN versorgt wird (nicht gezeigt). In
diesem Fall wird der Ziel-Pfad hergestellt, um den neuen PDSN zu
beinhalten. 6 illustriert den Ruf-Ablauf für diesen
Fall, wenn der MN 308 sich zu einer neuen Paketzone bewegt,
welche durch einen anderen PDSN versorgt wird (nicht gezeigt).
- 1) Der PDSN 302 empfängt Paketdaten
für den MN 308.
- 2) Der PDSN 302 leitet die Paketdaten zu der versorgenden
PCF (PCF1 304) weiter und zwar
durch die existierende A10 Verbindung auf dem vorsorgenden Pfad.
- 3) Der BSC1 306 ruft den MN 308.
- 4) Es gibt keine Rufantwort von dem MN 308 aus der
Paketzone 320.
- 5) Der versorgende BSC (BSC, 306) fordert die MSC 314 auf
den MN 308 zu rufen und einen Verkehrskanal aufzubauen.
- 6&7) Die
MSC 314 initiiert einen Ruf an den MN 308 um einen
Verkehrskanal aufzubauen.
- 8) Der Ziel-BSC (nicht gezeigt) in der neuen Paketzone (nicht
gezeigt) ruft den MN 308 OTA.
- 9) Der MN 308 antwortet auf den Ruf in der neuen Paketzone.
- 10) Die Rufantwort wird durch den Ziel-BSC an die MSC 314 weitergeleitet.
- 11) Die MSC 314 autorisiert den Ziel-BSC einen neuen
Verkehrskanal an den MN 308 zuzuweisen.
- 12) Eine A10 Verbindung zu dem PDSN wird hergestellt durch die
Ziel-PCF auf den
Zielpfad, d. h. assoziiert mit dem Ziel-BSC.
- 13) Der MN 308 stellt einen PPP Zustand mit dem Ziel-PDSN
wieder her und führt
auch die Mobile IP-Registrierung durch.
- 14) Alle zukünftigen
Paketdaten gehen durch den Ziel-PDSN und die Ziel-PCF während der
MN 308 in der neuen Paketzone ist. Die alte A10 Verbindung
auf dem versorgenden Pfad zwischen dem versorgenden PDSN 302 und
der versorgenden PCF (PCF1 304)
läuft ab,
wenn der Registrierungslebensdauerzähler (Trp) abläuft.
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7 stellt
eine Verarbeitung 500 an dem MN 308 dar, wobei
der MN 308 eine Systemparameternachricht im Schritt 502 empfängt. Für den Ruhemodus
(Schritt 504) geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 506 zu
bestimmen, ob ein Ruf bzw. ein Page an den MN 308 empfangen
wird. Ansonsten, falls der MN 308 nicht im Ruhemodus ist,
geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 508 um eine Nachricht
an das System zu senden um die Position von dem MN 308 anzuzeigen,
wie z. B. eine Veranlassungsnachricht (origination message). Man
beachte das alternative Ausführungsbeispiele
alternative Nachrichten und/oder Verfahren für den MN 308 vorsehen
können,
um einen neue Position zu identifizieren. Vom Schritt 506 an,
falls kein Ruf empfangen wird, verbleibt der MN 308 im
Ruhemodus, ansonsten antwortet der MN 308 auf den Ruf im
Schritt 508.
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8 stellt
eine Verarbeitung 600 an dem MN 308 dar, wenn
die Systemparameternachricht ein Mobilassistenzkriterium für Ruhe-Handoff
identifiziert. Das Mobilassistenzkriterium kann das Kriterium zum
Identifizieren der MN 308 Position spezifizieren, wie z.
B. eine Veranlassungsnachricht zu dem System. Der MN 308 empfängt eine
Systemparameternachricht im Schritt 602. Für den Ruhemodus
(Schritt 604) geht die Verarbeitung weiter zum Schritt 606 um zu
bestimmen, ob das Mobilassistenzkriterium erfüllt ist. Wenn das Mobilassistenzkriterium
erfüllt
ist, identifiziert der MN 308 die aktuelle Position wie
zum Beispiel durch Senden einer Nachricht an das System im Schritt 608.
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Die
Systemparameternachricht gemäß einem
Ausführungsbeispiel
beinhaltet ein Mobilassistenzkriteriumfeld. Ein Code wird genutzt
um eines von mehreren Kriterien auszuwählen. In einem ersten Ausführungsbeispiel
ist das Feld ein Ein-Bit-Feld, das entweder den mobilunterstützten Ruhe-Handoff aktiviert
bzw. ermöglicht
oder abschaltet bzw. deaktiviert. In einem zweiten Ausführungsbeispiel
ist das Feld ein Mehrfach-Bit-Feld, das es verschiedenen Kriterien
erlaubt, den Mobilknoten zum Identifizieren einer aktuellen Position
zu veranlassen. In einem dritten Ausführungsbeispiel, einer Kombination
von dem ersten und zweiten, ist das Feld ein Mehrfach-Bit-Feld, wobei ein
Bit den mobilunterstützte Handoff
aktiviert oder deaktiviert. Wenn das Bit anzeigt, das der mobilunterstützte Handoff
aktiviert ist, dann wird das andere Bit bzw. werden die anderen Bits
genutzt um ein Mobilassistenzkriterium anzuzeigen. Zum Beispiel,
wie in 10 dargestellt, beinhaltet ein
Feld 800 ein erstes Feld (oder Bit) 802 um den mobilunterstützten Handoff
zu aktivieren oder zu deaktivieren. Wenn aktiviert, sendet der Mobilknoten eine
Veranlassungsnachricht oder einen anderen Positionsidentifizierer
und zwar bei der Änderung
der Paketzone. Wenn deaktiviert, sendet der Mobilknoten keine Nachricht
bei der Änderung
der Paketzone.
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Man
beachte, dass gemäß einem
Ausführungsbeispiel
das System auf die Positionsidentifikation von dem Mobilknoten ansprechen
kann durch Bestimmen ob der Zielpfad herzustellen ist oder der versorgende
Pfad beizubehalten ist. Das System kann eine derartige Bestimmung
durchführen
basierend darauf, ob es wartende bzw. anstehende Paketdatenkommunikationen
für den
MN 308 gibt, der Systemauslastung, der historischen Paketdatennutzung von
dem MN 308 oder irgendeinem von einer Vielzahl von Systemperformance
und Betriebskriterien.
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Mit 10 fortfahrend,
beinhaltet das Feld 800 ein Feld 804, das das
Mobilassistenzkriterium bzw. die Mobilassistenzkriterien identifiziert,
wenn die Mobilassistenz im Feld 802 aktiviert ist. Das
Mobilassistenzkriterienfeld 804 kann die Änderungskriterien
spezifizieren um den Mobilknoten zu veranlassen einen Positionsidentifizierer
zu dem System zu senden.
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Ein
Mobilknoten 700 der geeignet ist für den Betrieb in einem oder
mehreren der hier oben beschriebenen Ausführungsbeispiele ist in 9 dargestellt.
Der Mobilknoten 700 beinhaltet einen Kommunikations-Bus 720,
der mit mehreren funktionalen Modulen gekoppelt ist. Der Mobilknoten 700 beinhaltet
Empfangsschaltungen bzw. Schaltkreise 702 und Sendeschaltungen 704,
zum Koppeln bzw. Bilden einer Schnittstelle mit dem System über die
Funkverbindung, OTA. Ein Prozessor 712 steuert den Betrieb von
dem Mobilknoten 700 und wird betrieben zum Speichern und
Wiedergewinnen von Information von einem Speicherbereich 710.
Derartige Information kann Daten, computerlesbare Instruktionen
usw. enthalten. Eine Modusauswahleinheit bzw. Modusselektionseinheit 704 identifiziert
Auslöser
zum Platzieren des Mobilknotens 700 in einen von mehreren
Betriebszuständen.
Die Modusauswahl 704 steuert das Platzieren des Mobilknotens 700 in
einen Ruhezustand und einen aktiven Zustand mit Bezug auf Paketdatenkommunikation.
Eine Ruhe-Handoff-Steuereinheit 706 bestimmt den richtigen
Betrieb während er
sich in dem Ruhezustand befindet. In einem Ausführungsbeispiel bestimmt die
Ruhe-Handoff-Steuerung 706 einen derartigen Betrieb aus
der empfangenen Systemparameternachricht. Mit an deren Worten ist
der Ruhebetrieb adaptierbar auf das System und den aktuellen Zustand
bzw. die aktuelle Bedingung. In einem anderen Ausführungsbeispiel
ist die Ruhe-Handoff-Steuerung 706 vorbestimmt und adaptiert
sich nicht auf das System ansprechend auf die System parameternachricht.
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Die
hierin oben erörterten
Beispiele zeigen Verfahren für
Ruhe-Handoff der Mobilassistenz vermeidet. Mobilunassistierter Ruhe-Handoff
stellt einige Herausforderungen und sieht einige Optionen für den Betrieb
vor. Erstens falls der Mobilknoten sich zu einer neuen Paketzone
bewegt hat und die A8 Verbindung noch auf die versorgende PCF zeigt,
werden Paketdaten zuerst an die versorgende PCF gesendet. Der Zielpfad
wird dann hergestellt und die Paketdaten werden an den Mobilknoten über den
Zielpfad gesendet. Wenn Paketdaten an dem Mobilknoten ankommen,
könnte
ein Paket bzw. einige Pakete wie z. B. jene die an die versorgende
PCF weitergeleitet werden, verloren gehen. Der Umfang an Paketverlust ist
proportional zu der Verzögerung
beim Aktualisieren der Netzwerkverbindungen. In dem schlimmsten Fall
beinhaltet eine derartige Verzögerung
die Paging- bzw.
Ruflatenz, die Zeit zum Aufbau der A8 Verbindung mit der Ziel-PCF,
die Zeit zum Aufbau der A10 Verbindung mit dem Ziel-PDSN, die Zeit
zum Wiederherstellen von PPP und die Zeit für die Mobile IP Wiederregistrierung.
Somit gibt es das Potential für
ungenaue und unvollständige
Paketdatenkommunikationen bei der Änderung der Paketzone.
-
Zweitens,
wenn ein Mobilknoten nicht auf die durch den versorgenden BSC gesendete
Pagenachricht bzw. Rufnachricht antwortet, fordert der versorgende
BSC die MSC auf den Mobilknoten zu rufen. Ansprechend darauf kann
die MSC einen Flutruf initiieren. Abhängig von dem Gebiet, das durch
die MSC abgedeckt wird, könnte
das Flutrufareal groß sein
und somit exzessive Netzwerkressourcen verbrauchen. Es gibt deshalb
einen Tradeoff bzw. Abwägung
zwischen dem Deaktivieren von mobilunterstützten Ruhe-Handoffs und effizientem
genauen Betrieb von dem System.
-
Weiterhin
führt das
Aktivieren von mobilunterstützten
Ruhe-Handoff Interferenz auf dem Zugriffskanal ein, selbst wenn
es keine Paketdaten gibt, die bereit sind für die Kommunikation mit dem
Mobilknotenpunkt, wohingegen das Deaktivieren von mobilunterstützten Ruhe-Handoff
Paketverlust verursachen kann, proportional zu der Zeit, die zum
Herstellen der neuen A8 Verbindung mit der Ziel-PCF erforderlich
ist und Netzwerkressourcen verbrauchen kann, insbesondere wenn Flutrufen
genutzt wird, um die Position von dem Mobile zu detektieren. Der Dienstanbieter
kann deshalb entscheiden zwischen unterstützten und ununterstütztem Ruhe-Handoff auszuwählen, um
die Anforderungen von einem bestimmten System zu erfüllen.
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In
einem Ausführungsbeispiel
aktiviert der Dienstanbieter mobilununterstützten Ruhe-Handoff über die
Signalisierungsnachrichten. Auf diese Art und Weise wird die Signalisierungsnachricht,
wie z. B. die Systemparameternachricht die Kriterien für einen
Mobilknoten identifizieren um eine Veranlassungsnachricht zu senden
oder auf irgendeine andere Art und Weise eine Position in dem System
anzuzeigen. Die Kriterien können
eine Änderung
von SID, NID und/oder PZID oder irgendeine Kombination daraus sein.
Typischerweise sendet der Mobilknoten beim mobilunterstützten Ruhe-Handoff
eine Veranlassungsnachricht jedesmal wenn sich die PZID ändert. Die
PZID wird in einer Systemparameternachricht empfangen, die OTA durch
den BSC in jeder Paketzone gesendet wird. Die Systemparameternachricht
könnte
verbessert werden um eine Änderung von
Kriterien zu beinhalten. Der Mobilknoten würde dann instruiert werden, über die
Systemparameternachricht, eine Veranlassungsnachricht bei einer Änderung
von nur SID zu senden, oder bei einer Änderung von NID und SID usw.
-
Gemäß einem
anderen Ausführungsbeispiel wird
das SID Areal definiert als das Areal das durch einen PDSN versorgt
wird. Auf diese Art und Weise werden Paketverluste minimiert, da
die Zeitverzögerung
beim Aufbau des Zielpfades weniger ist, als jene des Herstellens
eines Zielpfads durch einen neuen PDSN.
-
Fachleute
werden verstehen, dass Information und Signale repräsentiert
werden können
unter Verwendung irgendeiner von einer Vielzahl von unterschiedlichen
Technologien und Techniken. Zum Beispiel können Daten, Instruktionen,
Befehle, Information, Signale, Bits, Symbole und Chips auf die durchweg
in der obigen Beschreibung Bezug genommen worden sein kann, repräsentiert
werden durch Spannungen, Ströme,
elektromagnetische Wellen, magnetische Felder oder Teilchen, optische
Felder oder Teilchen, oder irgendeiner Kombination daraus.
-
Fachleuten
ist ferner klar, das die verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module,
Schaltungen und Algorithmusschritte die in Verbindung mit den hierin
offenbarten Ausführungsbeispielen
beschrieben worden sind, implementiert werden können als elektronische Hardware,
Computer-Software oder
Kombinationen von beiden. Um diese Austauschbarkeit von Hardware
und Software deutlich darzulegen, sind verschiedene illustrative
Komponenten, Blöcke,
Module, Schaltungen und Schritte oben allgemein im Bezug auf ihre
Funktionalität
beschrieben worden. Ob eine derartige Funktionalität als Hardware
oder Software implementiert wird, hängt von der speziellen Anwendung
und den Entwurfsrandbedingungen ab, denen das Gesamtsystem unterliegt.
Fachleute können
die beschriebene Funktionalität
auf verschiedene Arten und Weisen für jede bestimmte Anwendung
implementieren, aber derartige Implementierungsentscheidungen sollten nicht
interpretiert werden als würden
sie ein Abweichen von der vorliegenden Erfindung bewirken.
-
Die
verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module und Schaltungen,
die im Bezug mit den offenbarten Ausführungsbeispielen hierin beschrieben
worden sind, können
implementiert oder durchgeführt
werden mit einem allgemeinen Vielzweckprozessor, einem digitalen
Signalprozessor (DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung
(application specific integrated circuit, ASIC), einer feldprogrammierbaren
Gatteranordnung (field programmable gate array, FPGA) oder einer
anderen programmierbaren logischen Einrichtung, diskreter Gatter-
oder Transistorlogik, diskreten Hardware-Komponenten oder irgendeiner
Kombination daraus, die ausgelegt ist, um die hierin beschriebenen
Funktionen durchzuführen.
Ein allgemeiner Vielzweckprozessor kann ein Mikroprozessor sein, aber
alternativ kann der Prozessor irgendein herkömmlicher Prozessor, Controller,
Mikrocontroller oder ein Zustandsautomat sein. Ein Prozessor kann auch
implementiert werden als eine Kombination von Berechnungseinrichtungen,
z. B. einer Kombination von einem DSP und einem Mikroprozessor,
einer Vielzahl von Mikroprozessoren, einem oder mehreren Mikroprozessoren
im Zusammenhang mit einem DSP Kern oder irgendeiner anderen derartigen
Konfiguration.
-
Die
Schritte von einem Verfahren oder Algorithmus, die in Verbindung
mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen
beschrieben worden sind, können
direkt in Hardware, in einem Software-Modul das durch einen Prozessor
ausgeführt
wird, oder in einer Kombination von den beiden verkörpert sein. Ein
Software-Modul kann residieren in einem RAM Speicher, Flash-Speicher,
ROM Speicher, EPROM Speicher, EEPROM Speicher, Registern, einer
Festplatte, einer Wechselfestplatte, einer CD-Rom oder irgendeiner
anderen Form von in der Technik bekannten Speichermedium. Ein exemplarisches
Speichermedium ist mit dem Prozessor derart gekoppelt, so dass der
Prozessor Information lesen kann von und Information schreiben auf
das Speichermedium. Alternativ kann das Speichermedium in dem Prozessor
integriert sein. Der Prozessor und das Speichermedium können in
einem ASIC residieren. Das ASIC kann in einem Nutzerterminal residieren.
Alternativ können
der Prozessor und das Speichermedium als diskrete Komponenten in
einem Nutzerterminal residieren.
-
Die
vorhergehende Beschreibung von den offenbarten Ausführungsbeispielen
ist vorgesehen um es jedem Fachmann zu ermöglichen die vorliegende Erfindung
nachzuvollziehen oder zu nutzen. Verschiedene Modifika tionen an
diesen Ausführungsbeispielen
werden unmittelbar Fachleuten klar sein und die hierin definierten
generischen Prinzipien können
auf andere Ausführungsbeispiele
angewendet werden ohne von der Erfindung abzuweichen. Somit soll
die vorliegende Erfindung nicht auf die hierin gezeigten Ausführungsbeispiele
limitiert sein, sondern soll konsistent sein mit den hierin offenbarten
Prinzipien und neuartigen Merkmalen, wie in den angehängten Ansprüchen definiert.