FI100214B - Menetelmä ja järjestely tukiasemaohjaimien välistä handoveria varten - Google Patents

Description

100214

Menetelmä ja järjestely tukiasemaohjaimien välistä hand-overia varten

Keksinnön kohteena on tukiasemaohjaimien välinen 5 handover henkilökohtaisessa tietoliikennejärjestelmässä (PCS).

Erilaisia solukkoradiojärjestelmiä, jotka mahdollistavat henkilökohtaisen langattoman tiedonsiirron, on ollut jo pitkään käytössä. Eräs tällainen matkaviestinjär-10 jestelmä on eurooppalainen digitaalinen matkaviestinjär jestelmä GSM (Global System for Mobile Communications). Tämän lisäksi on kehittelyn alla uuden sukupolven järjestelmiä, joiden toivotaan edelleen laajentavan henkilökohtaisen langattoman viestinnän mahdollisuuksia. Eräs täl-15 lainen standardoinnin alla oleva järjestelmä on Personal Communication System (PCS) Yhdysvalloissa. Nykyisten oletusten mukaan tulee olemaan kaksi PCS-verkkotyyppiä: perinteiset overlay-tyyppiset verkot ja kiinteät ISDN- ja PSTN-tyyppiset verkot. Radiorajapinnalle tulee olemaan lu-20 kuisia vaihtoehtoja, joista yksi on GSM-pohjainen PCS1900 (1900 MOz taajuusalueella toimiva GSM-järjestelmä).

Olemassa olevan matkaviestinjärjestelmästandardin (kuten GSM tai DCS1800) modifiointi PCS-overlay -verkoksi (kuten PCS1900) on suhteellisen suoraviivainen prosessi. 25 Ongelmallisempia sen sijaan ovat kiinteän ISDN- ja PSTN-verkon tyyppiset PCS-verkot, joissa käytetään matkavies-tinkeskuksen sijasta normaalia kiinteän verkon paikalliskeskusta (LE), jolloin tällainen ISDN/PSTN-pohjainen verkko ei suoraan sovi esimerkiksi GSM-verkkoarkkitehtuuriin.

,· 30 Matkaviestinkeskus on GSM-pohjaisessa overlay-verkossa verkon keskeinen yksikkö, mutta ISDN/PSTN-pohjaisessa verkossa paikalliskeskuksella LE ei ole lainkaan matkaviestinverkkoa tukevia ominaisuuksia. Tulevaisuudessa paikalliskeskuksen LE voidaan olettaa sisältävän pienen joukon 35 yleisiä ominaisuuksia, jotka tukevat matkaviestinliitäntä- 2 100214 verkkojen kytkentää (puheluun liittymätön signalointi, jonkin tyyppinen handover-kytkennän tuki) mutta ne eivät välttämättä ole kovin käyttökelpoisia esimerkiksi PCS1900-järjestelmän tarpeisiin.

5 Eräs ratkaisu tähän ongelmaan on esitetty julkai sussa "Switching and signalling generic requirements for network access services to personal communication services (PCS) provider, GR-2801-CORE, Issue 1, December 1993, Bellcore, Bell Communications Research, erityisesti luku 10 1, sivut 1-10, kappale 2, sivut 1-26 sekä kappale 3, sivut 133-137. Tässä Bellcore-tyyppisessä verkossa radiorajapinta on wireless access communication system WACS (Bellcore TR INS-001313), joka on kytketty kiinteän verkon paikalliskeskukseen. Paikalliskeskukseen on liitetty älyverkko, 15 joka tarjoaa paikalliskeskukselle access-verkon liikkuvuu-denhallintaa tarvittavan palvelulogiikan, tietokannat ja operaatiot. Toisin sanoen älyverkko AIN (Advanced Intelligent Network) tarjoaa keskitetysti tilaajatietokantapalve-lut, sijainninhallinnan, autentikoinnin, pääsynhallinnan, 20 jne. Puhelunohjauksen perustoiminteet ovat ISDN-paikallis-keskuksessa, josta puhelunohjaus voi käynnistää älyverkko-operaatioita ennalta määrättyjen liipaisimien (trigger) mukaisesti standardin AIN-rajapinnan kautta. Bellcoren järjestelmä tukee myös handoveria, jota Bellcore kutsuu *' 25 nimellä Automatic Link Transfer (ALT). ALT:n tarkoituksena on varmistaa palvelun jatkuvuus PCS-käyttäjälle kun sig-naalinvoimakkuus vaihtelee vastatun puhelun aikana. Sig-naalinvoimakkuus voi vaihdella esimerkiksi jos PCS-käyttä-jä liikkuu tai jos radioympäristön olosuhteet muuttuvat. ^ 30 ALT:n tarkoituksena on mahdollistaa olemassa olevaan vas tatun puhelun jatkuminen keskeytyksettä ja ilman, että PCS-käyttäjän tarvitsee ryhtyä toimenpiteisiin ALT:n suorittamiseksi tai tietää, että ALT on tapahtunut. Yllä mainitun julkaisun luvussa 3, sivuilla 133-138 kuvataan ALT-35 proseduuri, jossa handoverin "ankkuripisteenä" on paikal- ti 3 100214 liskeskus. Toisin sanoen suoritettaessa ALT vanhalta tukiasemajärjestelmältä (IPS/RPCU) uudelle tukiasemajärjestelmälle (IPS/RPCU) puretaan keskuksessa kytkentä vanhaan tukiasemajärjestelmään ja muodostetaan kytkentä uuteen 5 tukiasemajärjestelmään. Tällöin kiinteän verkon paikalliskeskus on kytkentöjen ja signaloinnin ankkuri. Tällainen paikalliskeskusta ankkurina käyttävä handover on mahdollinen uusissa kansallisissa ISDN-keskuksissa, joissa on vaadittavia ominaisuuksia. Tällaista handover-ratkaisua ei 10 kuitenkaan voida pitää hyvänä tapana edetä ainakaan PCS-järjestelmien alkuvaiheessa, koska pääosa olemassa olevista kiinteän verkon keskuksista on vanhempaa tyyppiä eikä näin ollen voida taata sellaisten keskusten saatavuutta, joissa on tarvittavat ominaisuudet. Lisäksi ongelmia aihe-15 uttaa se, että handoverin yhteyksien ankkuripisteenä on liittymäverkon standardin, kuten GSM, kanssa yhteensopimaton verkkoelementti.

WO 95/01694 esittää kiinteän verkon paikalliskeskuksen alaisuudessa olevien tukiasemajärjestelmien välisen 20 handoverin, jossa handoverin ankkuripiste säilyy matkaviestinjärjestelmässä. Toisin sanoen puhelun ensimmäinen tukiasemaohjain toimii ankkuripisteenä, johon paikalliskeskuksen kautta muodostettu alkuperäinen yhteys säilytetään koko puhelun ajan. Handoverissa muodostetaan jatko-25 yhteys ankkuritukiasemaohjaimesta toiseen tukiasemaohjai meen .

Esillä olevan keksinnön päämääränä on parannettu tukiasemaohjaimien välinen handover, joka on joustava ja kiinteän verkon paikalliskeskuksen ominaisuuksista riippu-30 maton.

Tämä saavutetaan järjestelyllä handoverin suorittamiseksi tukiasemaohjaimien välillä tietoliikennejärjestelmässä, joka käsittää kiinteän verkon paikalliskeskuksen; matkaviestimiä; tukiasemajärjestelmiä, jotka muodostavat 35 matkaviestimille langattoman liitäntäverkon paikalliskes- 4 100214 kukseen, kunkin tukiasemajärjestelmän sisältäessä tukiasemaohjaimen ja tukiasemia; siirtolinjoja, joilla paikalliskeskus on kytketty tukiasemaohjaimiin; tunnettu siitä, että 5 tukiasemaohjaimien välisen handoverin ohjaus on sijoitettu tukiasemaohjaimiin siten, että puhelun ensimmäinen tukiasemaohjain toimii ankkuripisteenä, johon paikalliskeskuksen kautta muodostettu alkuperäinen yhteys säilytetään ja josta handovertilanteessa muodostetaan jat-10 koyhteys toiseen tukiasemaohjaimeen, ainakin kahden tukiasemaohjaimen välillä on kiinteä siirtoyhteys, yksi handoveriin osallistuvista tukiasemaohjaimista on sovitettu päättämään onko handoverin jatkoyhteys ISDN-15 paikalliskeskuksen kautta kytketty paikallispuhelu tai mainitun kiinteän siirtoyhteyden kautta muodostettu yhteys, ja ilmoittamaan valinta toiselle tukiasemaohjaimelle .

Keksinnön kohteena on myös menetelmä handoverin 20 suorittamiseksi tukiasemaohjaimien välillä tietoliikenne järjestelmässä, joka käsittää kiinteän verkon paikalliskeskuksen; matkaviestimiä;tukiasemajärjestelmiä, jotka muodostavat matkaviestimille langattoman liitäntäverkon paikalliskeskukseen, kunkin tukiasemajärjestelmän sisältä-25 essä tukiasemaohjaimen ja tukiasemia; ja siirtolinjoja, joilla paikalliskeskus on kytketty tukiasemaohjaimiin, jossa menetelmässä muodostetaan puheluyhteys paikalliskeskuksesta ensimmäiseen tukiasemaohjaimeen, joka palvelee matkaviestin-·. 30 tä, suoritetaan handover puhelun ja matkaviestimen siirtämiseksi ensimmäiseltä tukiasemaohjaimelta toiselle tukiasemaohjaimelle. Menetelmälle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että 35 ohjataan handoveria tukiasemaohjaimista käsin pai- ii 5 100214 kalliskeskuksesta riippumattomasti, säilytetään puheluyhteys paikalliskeskuksesta ensimmäiseen tukiasemaohjaimeen, päätetään ensimmäisessä tai toisessa tukiasemaoh-5 jaimessa muodostetaanko jatkoyhteys handoveria varten ensimmäisestä tukiasemaohjaimesta toiseen tukiasemaohjaimeen paikalliskeskuksen kautta kytkettynä paikallispuheluna vai tukiasemaohjaimien välisen kiinteän siirtoyhteyden kautta, päätöksen tehnyt tukiasemaohjain ilmoittaa valitun 10 handoverin kytkentätyypin toiselle tukiasemaohjaimelle, muodostetaan valitun kytkentätyypin mukainen jatkoyhteys ensimmäisestä tukiasemaohjaimesta toiseen tukiasemaohjaimeen.

Keksinnössä handoverien "ankkurina" toimii sinänsä 15 tunnetulla tavalla ensimmäinen tukiasemaohjain, jonka kautta alkuperäinen puheyhteys on kytketty paikalliskeskuksesta tukiasemalle ja edelleen radioteitse matkaviestimelle. Kun suoritetaan handover toiseen tukiasemaohjaimeen, alkuperäinen yhteys paikalliskeskuksen ja ensimmäi-20 sen tukiasemaohjaimen välillä säilytetään ja muodostetaan jatkoyhteys ensimmäiseltä tukiasemaohjaimelta toiselle tukiasemaohjaimelle joko paikallispuheluna paikalliskeskuk-sen/keskuksien kautta tai tukiasemaohjaimien välisen kiinteän yhteyden kautta. Handoverin ohjaus tapahtuu tu-25 kiasemaohjäimiltä. Keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta handoverin "ankkuri" ja ohjain on radiojärjestelmän verkkoelementti, ts. tukiasemaohjain, ja paikalliskeskus vain kytkee yhteyden tukiasemaohjaimien käskyjen mukaan. Kiinteää yhteyttä käyttävässä handoverissa paikalliskeskus ei 30 osallistu handoveriin millään tavoin. Koska keksinnön mukainen handover ei vaadi paikalliskeskukselta mitään lisäominaisuuksia, handover voidaan toteuttaa myös nykyisten paikalliskeskustyyppien alla.

Tukiasemaohjaimien välisiä kiinteitä yhteyksiä voi-35 daan rakentaa verkossa ainakin siellä, missä handovereita 6 100214 näiden tukiasemaohjaimien välillä tapahtuu usein. Kiinteät yhteydet vähentävät handoveriin liittyvää signalointia ja ovat edullisempia verrattuna paikalliskeskuksen kautta kytkettyihin paikallispuheluihin.

5 Jatkoyhteyden muodostamiseen voidaan käyttää myös toisen olemassa olevan paikallispuhelun vapaata kapasiteettia. Tämä on mahdollista, kun radiojärjestelmän pu-heenkoodaus/datansiirtonopeus on niin pieni (esim. 13 kbits), että yhdelle 64 tai 56 kbits siirtokanavalle voi-10 daan sijoittaa useita puhe/datasignaaleja.

Tukiasemaohjaimet voivat joustavasti valita hando-verin jatkoyhteyden tyypin: paikallispuhelu tai kiinteä yhteys. Jokaiselle yhteydelle tarvitaan kaksi siirtolin-jaa, yksi kummallekin siirtosuunnalle. Jos muodostetaan 15 uusi paikallispuhelu handoverjatkoyhteyttä varten, molemmat tukiasemaohjaimet voivat toisistaan riippumattomasti valita siirtolinjat paikalliskeskukseen, joka kytkee ne yhteen. Jos handoverjatkoyhteys muodostetaan kiinteän yhteyden kautta tai käytetään olemassa olevan paikallispuhe-20 lun vapaata tilaa, on tärkeää tietää kumpi puoli tekee päätöksen kytkentätyypistä ja varaa yhteyden. Jos molempien puolien sallittaisiin tehdä varaukset toisistaan riippumattomasti, samat linjat voitaisiin varata samanaikaisesti molemmista päistä. Tämän ongelman poistamiseksi voi-' 25 daan vastuu päätöksenteosta antaa jommalle kummalle tuki asemaohjaimelle. Päätöksestä ilmoitetaan sitten signaloinnilla toiselle osapuolelle. Tukiasemaohjain voi siirtää päätöksenteon toiselle tukiasemaohjaimelle jättämällä kyt-kentätyypin signaloinnissa määrittelemättä. On myös mah-30 dollista, että tukiasemaohjaimet neuvottelevat kytkentä tyypistä ja kytkennästä.

Keksintöä selitetään seuraavassa ensisijaisten suoritusmuotojen avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 on lohkokaavio, joka havainnollistaa kek-35 sinnön mukaista ISDN-pohjaista PCS-verkkoa, 11 7 100214 kuvio 2 on lohkokaavio, joka havainnollistaa matka-viestinkeskuksen toimintojen jakamista toiminnallisiin yksiköihin ja niiden allokoimista eri verkkoelementeille, kuviot 3A, 3B, 3C ja 3D esittävät kolme eri tapaa 5 suorittaa tukiasemaohjaimien välinen handover, kuvio 4 on lohkokaavio, joka esittää handoverhaarat kahden peräkkäisen handoverin yhteydessä, kuviot 5A, 5B ja 5C esittävät signalointikaavion, jossa muodostetaan uusi handover A-B' ja puretaan vanha 10 handoverhaara A-B kuviossa 4, kuvio 6 esittää signalointikaavion kiinteään yhteyteen perustuvalle handoverille,

Keksinnön perusperiaatteita voidaan soveltaa minkä tahansa langattoman liityntäverkon (access network) liit-15 tämiseen kiinteän verkon paikalliskeskukseen ja älyverkkoon. Keksinnön ensisijaisissa suoritusmuodoissa liityntäverkko on GSM-järjestelmään perustuva radiojärjestelmä, kuten PCS1900. Toisin sanoen liityntäverkko modifioidaan GSM-matkaviestinjärjestelmästä tai sen 1800 MHz versiosta 20 DCS1800. GSM-järjestelmän yksityiskohtien osalta viitataan ETSI GSM -suosituksiin sekä kirjaan "The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly & M. Pautet, Palaiseau, France, 1992, ISBN:2-9507190-0-0-7.

Kuvion 1 lohkokaavio havainnollistaa kiinteään 25 verkkoon pohjautuvan PCS1900-verkon verkkoelementtejä.

Liityntäverkko PCS1900 käsittävät tukiasemajärjestelmät BSS, joihin kuhunkin kuuluu yksi tukiasemaohjain BSC sekä useita tukiasemia BTS. Tukiasemat BTS kommunikoivat radiorajapinnan yli henkilökohtaisten asemien PS (matkaviestin-; 30 ten) kanssa. Matkaviestimen PS ja tukiaseman BTS välinen radiorajapinta sekä tukiaseman BTS ja tukiasemaohjaimen BSC välinen rajapinta on samanlainen kuin tavanomaisessa overlay-tyyppisessä PCS1900-järjestelmässä eikä niitä käsitellä tässä yhteydessä tarkemmin. Tavanomaisesta GSM-35 pohjaisesta verkosta poiketen tukiasemaohjaimia BSC ei 8 100214 kuitenkaan ole kytketty matkaviestinkeskukseen MSC vaan kiinteän verkon,kuten ISDN tai PSTN-paikalliskeskukseen LE. Keksinnön ensisijaisissa suoritusmuodoissa paikalliskeskus on ISDN-keskus. Paikalliskeskus LE puolestaan liit-5 tyy älyverkon AIN (Advanced Intelligent Network) palve-lunohjauspisteeseen SCP standardin älyverkkoliitännän kautta. Joissakin tapauksissa älyverkko on tarpeeton. Tällöin saattaa itse paikalliskeskus sisältää enemmän älykkäitä toimintoja. Edelleen paikalliskeskus LE liittyy nor-10 maaliin tapaan muihin ISDN-verkon paikalliskeskuksiin LE tai kaukokeskuksiin TX.

Tällainen kiinteään verkkoon pohjautuva PCS-verkko ei siten suoraan sovi GSM-arkkitehtuuriin, koska siinä ei ole lainkaan matkaviestinkeskusta MSC. Tavanomaisessa 15 overlay-tyyppisessä matkaviestinverkossa matkaviestinkes- kus MSC on verkon keskeinen yksikkö, mutta kiinteän verkon paikalliskeskus ei tue täyttä MSC toiminnallisuutta. Tämän vuoksi esillä olevassa keksinnössä matkaviestinkeskuksen toiminnot jaetaan toiminnallisiin yksiköihin, jotka sijoi-20 tetaan puhelunohjausta lukuunottamatta tukiasemaohjaimeen BSC. Lisäksi älyverkon AIN avulla toteutetaan GSM-järjes-telmän kotirekisteriä HLR vastaava toiminto sekä ainakin osa vierailijarekisteriä vastaavasta toiminnosta.

. Toiminnallisten yksiköiden mahdollista allokointia 25 eri verkkoelementteihin on havainnollistettu kuviossa 2.

Toiminnallisesti yksikköjen nimet päättyvät kaikki kirjaimeen F (funktio), jotta tehtäisiin ero toiminnallisten yksiköiden ja fyysisten verkkoelementtien (BSC, SCP, LE ...), joihin ne voi olla sijoitettu, välillä. Seuraa-: 30 vassa kuvataan lyhyesti kutakin toiminnallista yksikköä.

BSCF (Base Station Controller Function) vastaa normaalia BSC-toiminnallisuutta GSM-verkossa.

BSCF+ (Base Station Controller Function Additions) - jakaa BSCF:Itä tulevan A-rajapinnan siten, että 35 puhelunohjaus menee LEFrlle ja muu signalointi RSCF:lle it 9 100214 - suorittaa handoveriin (HO) liittyvät kytkentäope-raatiot toimien ankkurina kytkennöille - muuntaa GSM-pohjaisen puhelunohjauksen ISDN-puhe-lunohjaukseksi 5 - sisältää erilaisia mahdollisia sovitintoimintoja (interworking) LEF (local exchange function) sisältää standardit ISDN-paikalliskeskuksen LE toiminnot (oletuksena National ISDN3). LEF saattaa myös tukea puheluun liittymätöntä 10 (NCA) signalointia tukiasemajärjestelmästä BSS palvelun ohjaussolmuun SCP. Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa ei ehdoteta mitään muutoksia standardiin LEF-funkti-oon, koska ISDN-pohjaisen PCS1900-järjestelmän tulisi toimimaan minkä tahansa standardin kiinteän verkon ISDN-pai-15 kalliskeskuksen LE alla.

RSCF (radio system control function) huolehtii monista matkaviestinkeskuksen MSC tehtävistä. Se kontrolloi radioresursseja (generoi esim. assignment- ja handover request -käskyt ja kontrolloi handoveria tukiasemaohjaimi-20 en BSC tai paikalliskeskusten LE välillä. RSCF on lisäksi rajayksikkö A-rajapinnan protokollien ja MAP-protokollien välissä.

HOF (handover decision function). Tämä yksikkö on erotettu RSCF:stä jotta annettaisiin mahdollisuus ohjata 25 handover-prosessia vielä korkeammalta tasolta. Kuitenkin ainoastaan korkean tason päätökset, kuten ylikuormituksen kontrollointi, tehdään HOFissä. Varsinaisen handoverin HO suorittaa BSCF+ ja sitä ohjaa RSCF.

VLRF (visitor location register function) on perin-: 30 teinen VLR jaettuna kahteen osaan: VRL1F ja VRL2F. VLR:n ylempi osa VLR2F on sijoitettu älyverkon palvelunohjaus-pisteeseen SCP ja alempi osa VLR1F on sijoitettu liityntäverkkoon, tarkemmin tukiasemaohjaimeen. Tällä hetkellä edullisimmalta näyttävän jaon mukaan alempi VLR1F huoleh-35 tii autentikoinnista, sijainninhallinnasta, väliaikaisesta 10 100214 tunnisteesta, jne., ja ylempi VLR2F huolehtii palvelunoh-jauksesta ja muista käyttäjän profiiliin liittyvistä asioista .

SCF (service control function) on standardi kiinte-5 än verkon palvelunohjausfunktio SCF, joka tuottaa standardit älyverkkopalvelut (AIN). Sillä on lisäksi kyky tehdä sijaintikyselyitä HLRFrään (vastaa gateway-MSC -tilannetta), paikallisia sijaintikyselyitä VRLF:ään, toimia yhteistyössä VRLFrn kanssa AIN-kyselyihin vastaamiseksi, 10 jne.

HLRF (home location register function) on GSM:n mukainen kotirekisteri. Lisäksi älyverkkoon kuuluu EIRF (equipment identification register function) ja mahdollisesti SMS-GIWF (short message service gateway - interwor-15 king function), joita ei kuitenkaan tässä ole tarpeen selostaa tarkemmin.

Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa edellä kuvatut toiminnalliset yksiköt jaetaan verkkoelementteihin kuvion 2 mukaisesti: paikalliskeskus LE sisältää LEF-yksi-20 kön; SCP sisältää SCF ja VLR2F-yksiköt; tukiasemaohjain BSC sisältää BSCF- ja BSCF+-yksiköt sekä pääsynhallinnan AM (access manager), joka sisältää RSCF-, HOF- ja VLR1F-yksiköt. Vaihtoehtoisesti koko VLRF voi sijaita BSC:ssä tai SCP:ssä.

25 On huomattava, että ainoastaan toiminnalliset yksi köt BSCF, BSCF+ ja LEF käsittelevät varsinaisia puhe/da-tayhteyksiä. Nämä toiminnalliset yksiköt, jotka ovat toiminnallisen mallin alaosassa, ovat sidotut reitittämään yhteyksiä (yhteysketju: BSCF, BSCF+, LEF). Muut toiminnal-: 30 liset yksiköt käsittelevät ainoastaan signalointia ja tä män vuoksi niiden allokointi voi haluttaessa poiketa yllä esitetystä.

Keksinnön ensisijaisessa suoritusmuodossa on lisäksi uusi vaihtoehtoinen signalointitie 10, joka ohittaa 35 paikalliskeskuksen LE tukiasemaohjaimen BSC ja palvelunoh-

II

11 100214 jauspisteen SCP välillä. Tämä tekee BSC ja HLR välisen signaloinnin yksinkertaisemmaksi. Signalointirajapintoja LE-BSC ja SCP-BSC kutsutaan C-rajapinnoiksi. C-rajapinnan signalointi voi käyttää ISDN-verkon puheluun liittymätöntä 5 signalointia tai vaihtoehtoisesti voidaan käyttää Signalling System NRO 7 (SS7) verkkoa tukiasemaohjaimen BSC ja älyverkon AIN väliseen signalointiin, joka liittyy PCS-toimintoihin.

Seuraavassa kuvataan keksinnön mukaisia handover-10 proseduureja. Handoverissa siirretään käynnissä oleva puhelu liikennekanavalta toiselle liikennekanavalle samassa tai naapuritukiasemassa. Tällä tavoin varmistetaan puhelun jatkuvuus signaalinvoimakkuuden kautta laadun vaihdellessa käyttäjän liikkumisen seurauksena tai radioympäristön 15 muuttuessa. Saman tukiasemaohjaimen BSC alaisuudessa olevien tukiasemien välinen handover (tukiasemaohjaimen sisäinen handover) suoritetaan oleellisesti samoilla tavoin kuin tavanomaisessa PCSl900-järjestelmässä eikä se ole keksinnön kannalta merkittävä. Sen sijaan esillä oleva 20 keksintö tarjoaa parannuksia kahden tukiasemaohjaimen BSC väliseen handoveriin.

Kuvioissa 3A, 3B, 3C ja 3D on esitetty kolme eri tapaa suorittaa tukiasemaohjaimien BSC välinen handover. Kuvio 3A esittää handoveria edeltävän tilanteen, jossa 25 yhteys on kytketty paikalliskeskuksen LE kautta tukiasemaohjaimelle BSC1 ja edelleen radioteitse matkaviestimelle BS. Päämääränä on suorittaa handover, niin että puhelu kytketään kulkemaan tukiasemaohjaimen BSC2 kautta matkaviestimelle BS. Kuvio 3B esittää tekniikan tason mukaisen : 30 paikalliskeskusta LE ankkurina käyttävän handoverin, joka vaatii paikalliskeskukselta LE uusia toiminteita. Tämä handover-tapa voi olla mahdollinen uusissa ISDN-keskuksis-sa, mutta se ei ole hyvä toteutustapa BSC-järjestelmien alkuvaiheessa, koska vaadittavilla ominaisuuksilla varus-35 tettujen keskusten saatavuutta ei voida taata. Lisäongel- 12 100214 mia aiheutuu siitä, että handoverin ankkurina on verkkoelementti, joka ei ole liityntäverkon standardin (esim. GSM) mukainen.

Kuvio 3C kuvaa paikallispuheluun perustuvaa hand-5 overia, jossa alkuperäinen kytkentä LE-BSC1 säilytetään ja muodostetaan tukiasemaohjaimien BSC1 ja BSC2 välille keskuksen LE kautta lisäyhteys paikallispuhelulla BSC1-LE-BSC2. Tämän ratkaisun ansiosta handoverin ankkurina on BSC1, ja paikalliskeskus LE vain kytkee yhteyden. Koska 10 keskukselta LE ei vaadita mitään lisäominaisuuksia, handover voidaan toteuttaa kaikkien nykyisten ISDN-keskusten alla.

Kuvio 3D esittää kiinteään yhteyteen perustuvan handoverin. Myös tässä tapauksessa säilytetään alkuperäi-15 nen yhteys LE-BSC1 ja tukiasemaohjaimien BSC1 ja BSC2 välille muodostetaan "paikallispuhelu" BSC2:n toimiessa ankkurina. Paikallispuhelua ei kuitenkaan tässä tapauksessa muodosteta keskuksen LE kytkemänä vaan käytetään tukiasemaohjaimien BSC1 ja BSC2 välisiä kiinteitä yhteyksiä. On 20 huomattava, että nämä kiinteät yhteydet saattavat fyysisesti kulkea keskuksen LE kautta. Kuvion 3D mukaisia tukiasemaohjaimien BSC välisiä kiinteitä yhteyksiä on edullista käyttää siellä, missä handovereita näiden tukiasema-ohjaimien välillä tapahtuu usein.

25 Paikallispuheluun perustuva myöhempi handover

Kuviossa 4 on esitetty puhelutilanne, jossa alkuperäinen puhelu on muodostettu keskuksesta LE tukiasemaohjaimeen BSC/A. Tämä yhteistunnistetaan numerolla DNorig. Tämän jälkeen on tehty handover tukiasemaohjaimeen BSC/B.

: 30 Tämän tuloksena on muodostunut paikallispuhelupohjainen handover-haara, joka varaa yhden linjan DNAold ankkurin BSC/A puolella ja yhden linjan DNBold tukiasemaohjaimen BSC/B puolella. Seuraavassa kuvataan uusi myöhempi handover tukiasemaohjaimelta BSC/A tukiasemaohjaimelle BSC/B'. 35 Tässä handoverissa tulee muodostamaan uusi paikallispuhe- 11 13 100214 lupohjainen handover-haara, joka varaa ankkurin BSC/A puolelta linjan DNAnew ja tukiasemaohjaimen BSC/B' puolelta linjan DNBnew. Onnistuneen handoverin jälkeen vanha handover-haara puretaan. Tämä on monimutkaisin handover-tilan-5 ne, joka kuvataan viitaten kuvioissa 5A, 5B ja 5C esitettyyn signalointikaavioon, jossa käytetty numerointi vastaa numerointia seuraavassa tekstissä.

Uusien sanomien, jotka eivät ole standardeja GSM-, ISDN- tai AIN-sanomia, nimissä käytetään pieniä kirjaimia. 10 Suuria kirjaimia käytetään sanomissa, joissa muutoksia on ainoastaan parametreissä. LEF/A, LEF/B ja LEF/B' ovat tukiasemaohjaimien BSC/A, BSC/B ja vastaavasti BSC/B' LEF-yksiköitä paikalliskeskuksessa LE.

1: HANDOVER_REQUIRED-sanoma aloittaa handoverin 15 kuten GSMrssä. BSCF+ vain välittää tämän sanoman RSCF:lie.

2: map_select_target on uusi sanoma, joka on tuotu mukaan mahdollistamaan handover-päätösten tekeminen ylempänä verkossa. Tämä voi olla hyödyllistä jos esimerkiksi RSCF on allokoitu tukiasemaohjaimeen BSC eikä BSCrltä kat-20 sota olevan tarpeeksi globaalista informaatiota verkon kuormituksesta tai vastaavasta. Sanoma lähetetään HOFrlle. Tämän sanoman ainoa tarkoitus on valita sopivin kohdesolu (TCI) handoveria varten ja palauttaa kohdenumero (Tnr), joka osoittaa kohdesoluun liittyvän RCSF:n.

25 3: MAP_PREPARE_SUBSEQUENT_HANDOVER on GSM:n mukai nen sanoma. Kohdenumeroparametri (Tnr) kuitenkin osoittaa uutta vierailtavaa RCSFiää eikä matkaviestinkeskusta MSC.

4: Päätös siitä minkä tyyppistä kytkentää pitäisi käyttää uutta handover-haaraa varten B'-puolelle, tehdään 30 RCSFrssä. Tässä esimerkissä oletetaan, että RSCF ankkuri-puolella tekee tämän päätöksen. Vaihtoehtoisesti päätöksen voi tehdä myös B' . Mahdolliset kytkentätyyppivaihtoehdot ovat muodostaa paikallispuhelu BSC/A-BSC/B' keskuksen LE kautta, käyttää kiinteää yhteyttä välillä BSC/A-BSC/B', 35 jos sellainen on, tai käyttää aikaisemmin varattua vapaata 14 100214 mutta purkamatonta paikallisyhteyttä BSC/A-BSC/B' tai osaa aikaisemmin varatusta paikallispuheluyhteydestä. RSCF kontrolloi myös liityntälinjojen käyttöä eli luettelonumerolta DN. RCSF allokoi uuden liitäntälinjan DNAnew uudelle 5 paikallispuhelulle, joka sisältää uuden haaran A-B'.

MAP_PREPARE_HANDOVER on kuten GSMrssä, mutta siihen on lisätty uusi parametri HOCT (handover connection type), joka mahdollistaa erilaisten handover-tyyppien käytön. Sanoma voi lisäksi sisältää muita HOCT-parametriin liittyviä 10 parametreja. HOCT-parametrien arvot sekä mahdolliset lisäparametrit on määritelty tarkemmin taulukossa I. Esimerkiksi tapauksessa, jossa käytetään osaa olemassa olevasta paikallispuhelusta, sanomassa voisi olla kaksi lisäparametriä: DNBnew osoittamassa, että liitäntälinja vastaa 15 olemassa olevaa paikallispuhelua B'-puolella, ja CIC (circuit identity code) osoittamassa, mitä osaa 64 kbit/s linjasta käytetään.

5: B'-puolen RSCF allokoi liitäntälinjan DNBnew uudelle paikallispuhelulle. On huomattava, että perintei-20 sessä GSM-järjestelmässä VLR allokoi uudelle haaralle han-dover-numeron. Sen sijaan RSCF:n allokoima luettelonumero DNBnew on käytettyyn liitäntälinjaan kiinteästi liittyvä. Tämän vuoksi sitä ei voida palauttaa sen jälkeen kun handover on suoritettu kuten handover-numero perinteisessä 25 GSM:ssä vain ainoastaan sen jälkeen, kun handover-haara on purettu, puhelun purkamisen tai uuden handoverin seurauksena. On myös huomattava, että uutta handover-haaraa varten tarvitaan kaksi liitäntälinjaa ja vastaavat luettelo-numerot .

·' 30 HANDOVER_REQUEST-sanoma on kuten GSM:ssä, mutta RSCF/B' ja BSCF+/B' välillä lähetetään allokoitu handover-numero eikä CIC. Myös tähän sanomaan sisällytetään HOCT ja mahdolliset lisäparametrit.

6: HANDOVER_REQUEST on kuten GSM:ssä. HANDOVER_RE-35 QUEST_ack on kuten GSM:ssä. BSCF+/B' vain välittää sanoman

II

15 100214 A-puolen RCSFrlle. Layer 3 -informaatioparametri (L3info) sisältää HANDOVER_COMMANDin (katso kohta 21).

8: MAP_PREPARE_HANDOVER_ack on kuten GSM:ssä. Myös HOCT-parametri on mukana (katso kohta 11) kuten taulukossa 5 I on määritelty. HOCT-parametri (ja mahdolliset lisäparametrit) lähetetään takaisin ankkuripuolelle mahdollistamaan kytkentätyypin neuvottelemisen ja/tai tietoliikenne-resurssien kontrolloimisen B'-puolelta. Tässä esimerkissä HOCT ei kuljeta mitään uutta informaatiota ankkuripuolelle 10 A.

9: new_leg_command on uusi sanoma, joka linkittää RCSF-handover-ohjauksen BSCF+ puhelunohjaukseen. RSCF käskee BSCF+:n muodostamaan uusi handover-haara nykyiselle puhelulle. Uusi haara käyttää numeroa DNAnew ja vastaavaa 15 liitäntälinjaa A-puolen BSCF+:ssä ja numeroa DNBnew (ja vastaavaa liitäntälinjaa) B'-puolen BSCF+:ssä. HOCT kertoo, että tämän handoverin tyyppi on "new local call".

10: SETUP-sanoma on kuten ISDN-verkossa. Paikalliskeskuksen on muodostettava paikallispuhelu handover-haaraa 20 varten.

11, 12, 13: INITIAL_ADDRESS_MESSAGE, CALL_PROCEED-ING ja SETUP ovat kuten ISDN:ssä.

14: setup_detect on uusi sanoma, joka kertoo RCSF/B':lle, että uusi handover-haara on valmis. BSCF+/B' 25 kykenee linkittämään tämän uuden haaran aikaisemmin varattuihin radioresursseihin perustuen käytettyyn liitäntälin- jaan, joka vastaa numeroa DNBnew.

15, 16, 17: ALERTING, ADDRESS_COMPLETE_MESSAGE ja ALERTING ovat kuten ISDN:ssä.

30 18: new_leg_complete kertoo, että uusi handover- haara on onnistuneesti muodostettu.

19: MAP_PRE PARE_S UB S EQUENT_HAN DOVE R_a c k on kuten GSM:ssä.

20, 21: HAN DOVE R_COMMAN D on kuten GSM:ssä. BSCF+/B' 35 vain välittää sanoman, mutta on myös huomattava, että CON- 16 100214 NECT-sanoma voidaan nyt lähettää (katso kohta 25).

25, 26, 27, 28, 29: CONNECT, CONNECT_ACK, ANS- WER_MESSAGE, CONNECT ja CONNECT_ACK ovat kuten ISDN:ssä.

30. connect_detect on uusi sanoma, joka kertoo, 5 että liitäntälinja on kytketty.

31: MAP_SEND_END_SIGNAL on kuten GSM:ssä.

32: switch_leg_command on uusi sanoma, joka kertoo BSCF+/A:lle, että uutta haaraa voidaan käyttää tästä eteenpäin. Tämän seurauksena vanha handover-haara voidaan 10 pudottaa pois. Tässä esimerkkitapauksessa, HOCT-parametri ilmoittaa, että vanhaan haaraan liittyvä paikallispuhelu voidaan purkaa (vrt. taulukko I). On kuitenkin huomattava, että ei ole välttämätöntä purkaa paikallispuhelu sen jälkeen kun kaikki siinä olevat handover-haarat on purettu. 15 On myös mahdollista esimerkiksi säilyttää kytkentä odottamassa uusia handover-haaroja A-puolen ja B'-puolen välillä. Tällöin HOCT-parametrin arvo on "nothing" (vrt. taulukko I) .

33, 34, 35, 36: MAP_S EN D_EN D_SIGNAL_ACK-s anoma, 20 CLEAR_COMMAND-sanomat ja CLEAR_COMPLETE-sanomat ovat kuten GSM:ssä. BSCF+/B vain välittää CLEAR_COMMAND-sanoman ja kytkee handover-haaran pois.

37, 38, 39: DISCONNECT, RELEASE ja RELEASE_COMPLETE ovat kuten ISDN:ssä.

25 40: disconnect_detect on uusi sanoma, joka kertoo, että liitäntälinja ja luettelonumero on vapautettu.

41, 42, 43, 44, 45: RELEASE, RELEASE_ACK, DISCONNECT, RELEASE ja RELEASE_COMPLETE ovat kuten ISDN:ssä.

46: disconnect_detect on uusi sanoma, joka kertoo, 30 että liitäntälinja ja luettelonumero on vapautettu.

Kiinteään yhteyteen perustuva handover Tämä handover-tapahtuma on yksinkertaisempi kuin edellä esitetty monimutkaisin handover-tapaus. Nyt käytetään tukiasemaohjaimien BSCF/A ja BSCF/B välistä kiinteää 35 yhteyttä. Tämä kiinteä yhteys identifioidaan uudella CIC-parametrilla. Myös tässä esimerkissä, joka on esitetty 100214 π kuvion 6 signalointikaaviossa, RSCF ankkuripuolella A kontrolloi resurssien eli CIC:n allokointia. Seuraavassa selityksessä on esitetty vain erot niihin sanomiin nähden, jotka kuvattiin kuvioiden 5A-5C signalointikaaviossa.

5 HOCT-parametrin arvo on kaikissa sanomissa "permanent connection" (vrt. taulukko I).

1: MAP_PREPARE_HANDOVER-sanomaan on lisätty CIC.

Tämä on siksi, että A-puolen RCSF:n täytyy kertoa B-puolen RCSF:lle, mitä piiriä tukiasemaohjaimien BSC/A ja BSC/B 10 välisellä kiinteällä yhteydellä käytetään. Kuvioiden 5A-5C esimerkissä, jossa handover perustui uuteen paikallispuheluun, sekä A- että B-puoli saattoivat valita itsenäisesti käytetyn liitäntälinjan ja luettelonumeron DN.

2: HANDOVER_REQUEST-sanomaan on lisätty CIC ja 15 DNBnew on poistettu verrattuna kuvioiden 5A-5C tapaukseen. CIC identifioi kiinteän yhteyden, kun taas DNBnew identifioi liitäntälinjan ja on näin ollen tässä esimerkissä tarpeeton. Tämä CIC voi olla sama kuin kohdan 1 CIC tai johdettu siitä.

20 3: Tämä CIC on eri kuin kohdan 2 CIC.

4: DNBnew on poistettu, A-puoli on päättänyt, että handover-haaraa varten käytetään kiinteää yhteyttä ja on jo lähettänyt siihen liittyvän CIC:n. Tämän vuoksi uutta liitäntälinjaa ja sitä vastaavaa luettelonumeroa DN ei 25 tarvita.

Sanomassa new_leg_command lähetetään CIC luette-lonumeroiden DNBnew ja DNAnew sijasta. Ainoastaan CIC tarvitaan handover-haaran kytkemistä varten.

Oheiset kuviot ja niihin liittyvä selitys on tar-30 koitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä.

Vaikka keksintö on selitetty viitaten tiettyihin suoritusmuotoihin, on kuitenkin ymmärrettävä, että selitys on tehty vain esimerkkitarkoituksessa ja siihen voidaan tehdä muutoksia ja modifikaatioita poikkeamatta oheisten patent-35 tivaatimusten määrittelemän keksinnön hengestä ja suoja- piiristä .

Claims (7)

18 100214

1. Järjestely handoverin suorittamiseksi tukiasemaohjaimien välillä tietoliikennejärjestelmässä, joka käsit- 5 tää kiinteän verkon paikalliskeskuksen (LE), matkaviestimiä (PS), tukiasemajärjestelmiä, jotka muodostavat matkaviestimille langattoman liitäntäverkon paikalliskeskukseen, 10 kunkin tukiasemajärjestelmän sisältäessä tukiasemaohjaimen (BSC) ja tukiasemia (BTS), siirtolinjoja, joilla paikalliskeskus on kytketty tukiasemaohjaimiin, tunnettu siitä, että 15 tukiasemaohjaimien (BSC) välisen handoverin ohjaus on sijoitettu tukiasemaohjaimiin siten, että puhelun ensimmäinen tukiasemaohjain toimii ankkuripisteenä, johon paikalliskeskuksen (LE) kautta muodostettu alkuperäinen yhteys säilytetään ja josta handovertilanteessa muodoste-20 taan jatkoyhteys toiseen tukiasemaohjaimeen, ainakin kahden tukiasemaohjaimen välillä on kiinteä siirtoyhteys, yksi handoveriin osallistuvista tukiasemaohjaimista on sovitettu päättämään onko handoverin jatkoyhteys 25 paikalliskeskuksen kautta kytketty paikallispuhelu tai mainitun kiinteän siirtoyhteyden kautta muodostettu yhteys, ja ilmoittamaan valinta toiselle tukiasemaohjaimelle .

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, t u n 30 n e t t u siitä, että mainittu paikallispuhelu on hando- veria varten muodostettu uusi paikallispuhelu.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, t u n n e t t u siitä, että mainittu paikallispuhelu on tukiasemaohjaimien välille aikaisemmin muodostettu paikal- 35 lispuhelu, jossa on vapaata siirtokapasiteettia. 19 100214

4. Menetelmä handoverin suorittamiseksi tukiasemaohjaimien välillä tietoliikennejärjestelmässä, joka käsittää kiinteän verkon paikalliskeskuksen; matkaviestimiä; tukiasemajärjestelmiä, jotka muodostavat matkaviestimille 5 langattoman liitäntäverkon paikalliskeskukseen, kunkin tukiasemajärjestelmän sisältäessä tukiasemaohjaimen ja tukiasemia; ja siirtolinjoja, joilla paikalliskeskus on kytketty tukiasemaohjaimiin, jossa menetelmässä muodostetaan puheluyhteys paikalliskeskuksesta en-10 simmäiseen tukiasemaohjaimeen, joka palvelee matkaviestin tä, suoritetaan handover puhelun ja matkaviestimen siirtämiseksi ensimmäiseltä tukiasemaohjaimelta toiselle tukiasemaohjaimelle, 15 tunnettu siitä, että ohjataan handoveria tukiasemaohjaimista käsin paikalliskeskuksesta riippumattomasti, säilytetään puheluyhteys paikalliskeskuksesta ensimmäiseen tukiasemaohjaimeen, 20 päätetään ensimmäisessä tai toisessa tukiasemaoh jaimessa muodostetaanko jatkoyhteys handoveria varten ensimmäisestä tukiasemaohjaimesta toiseen tukiasemaohjaimeen paikalliskeskuksen kautta kytkettynä paikallispuheluna vai tukiasemaohjaimien välisen kiinteän siirtoyhteyden kautta, 25 päätöksen tehnyt tukiasemaohjain ilmoittaa valitun handoverin kytkentätyypin toiselle tukiasemaohjaimelle, muodostetaan valitun kytkentätyypin mukainen jatkoyhteys ensimmäisestä tukiasemaohjaimesta toiseen tukiase-maohj aimeen. .30 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäinen tukiasemaohjain valitsee handoverkyt-kentätyypin, ensimmäinen tukiasemaohjain lähettää toiselle tu-35 kiasemaohjaimelle valmistaudu handoveriin -sanoman, joka 20 100214 sisältää handover-kytkentätyyppiparametrin, joka kertoo valitun kytkentätyypin, sekä mahdollisia lisäparametrejä, jotka antavat tarkempia tietoja valitusta yhteydestä

6. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, 5 tunnettu siitä, että ensimmäinen tukiasemaohjain lähettää toiselle tukiasemaohjaimelle valmistaudu handoveriin -sanoman, joka sisältää handover-kytkentätyyppiparametrin, jonka arvo kertoo handoverkytkentätyypin olevan toisen tukiasemaoh-10 jaimen valittavissa, toinen tukiasemaohjain valitsee handoverkytkentätyypin, toinentukiasemaohjain lähettää ensimmäiselle tukiasemaohjaimelle handover pyyntö -sanoman, joka sisältää 15 handover-kytkentätyyppiparametrin, joka kertoo valitun kytkentätyypin, sekä mahdollisia lisäparametrejä, jotka antavat tarkempia tietoja valitusta yhteydestä

7. Patenttivaatimuksen 4, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että 20 muodostetaan paikallispuhelu käyttäen toisen puhe lun käytössä olevan paikallispuheluyhteyden vapaata kapasiteettia . Il 21 100214