SE532230C2 - Metod att samutnyttja/dela ett mobiltelekommunikations-nätverk med begränsad access och telekommunikationsnätverk som implementerar metoden - Google Patents

Description

25 30 35 532 EÉÜ Vid samutnyttjat/delat nätverk (sharing) använder de samutnyttjande deltagarna (sharing partners), vanligen mobiltelekommunikationsoperatörer, samma radioaccessnätverk och följaktligen erbjuder de "by default" sina respektive kunder identisk radiotäckning. Radiotäckningen i det samutnyttjade/delade (shared) området kan ha en eller flera "blinda fläckar” och vissa, men inte alla, av de samutnyttjande deltagarna kanske önskar fylla denna täckning. Detta resulterar i icke samutnyttjade/delade (non-shared) celler som ej utgör/skapar något kontinuerligt radioaccessomràde för alla samutnyttjande deltagare (sharing partners). Den utvidgade eller förstärkta täckningen blir sålunda ganska ojämn. Det tekniska problemet är att hitta ett verkningssätt som gör det möjligt för de samutnyttjande deltagama att differentiera sina radiotäckningar samtidigt som lösningen ej får öka förbrukningen av systemresurser, radioaccess såväl som kärnnätverksresurser.

Den publicerade patentansökan US2002/O,111,180 beskriver en koordinerad abonnentaccesshantering för nätverkssupport i samutnyttjade/delade nätverk i vilken man riktat in sig pà ovan nämnda problem. För att bestämma accessrättigheter i sammanhang med samutnyttjat/delat nätverk, sänder ett telekommunikationsnätverk, på en sändningskanal (broadcast channel), ett meddelande om berättigande till accessgrupp för/till enheter av användarutrustning. Meddelandet om berättigande av accessgrupp gör det möjligt för användarutrustningsenheten att, på basis av accessgrupp som den tillhör, fastställa om enheterna är berättigade att verka i en cell för vilken meddelande om accessgruppberättigande sänds.

US 6,826,414 beskriver ett mobilkommunikationssystem som har ett cellkommunikationsnätverk som omfattar en publik nätverksdel och en privat nätverksdel som använder ett gemensamt radiogränssnittsprotokoll. Cellerna samutnyttjas/delas av publika och privata nätverksdelar. De separeras med hjälp av PLMN-, Public Land Mobile Network, koder utformade som publika eller privata.

Ett annat kännetecken för UMTS så som det definieras av 3GPP är den standardiserade funktionen kallad ”Cell Access Restriction” (Cellaccessbegränsning).

Denna används vid överbelastning, till exempel i situationer när stora grupper av människor samlas, i nödsituationer, eller när systemet àterstartas (restarted). Ett antal accessklasser eller tjänsteoptionsgrupper, för närvarande de första tio, tilldelas mobilstationerna. För att tillåta gradvis access, har alla mobilstationer tilldelats ett slumptal 0 till 9 vilket identifierar (en del av) abonnentens accessklass. Numret lagras 20 25 30 35 532 .ESÜ permanent på (UMTS) abonnentidentitetsmodulen (U)S|M, i ett fält med EF~ACC (Elementary File-Access Control Class) när modulen för abonnentidentltet utfärdas.

Systemet sänder (broadcast) i varje cell, accessklasser som är tillåtna att använda i denna cell. Sålunda, vid t.ex. systemåterstart (system restart) kan en operatör lätt indikera för mobilstationerna vilka av dem som får använda cellen. Detta kan förhindra att systemet överbelastas med trafik. En fördel med detta grunddrag är att det ”skalar” (scales) mycket bra i det att systemoverheaden inte beror av antalet mobilstationer. 3GPP-specifikationen förutsätter att access-styrning inte används under normala driftbetingetser, utan snarare under vissa specifika förhållanden där operatören önskar skydda dess radioaccesskanaler från att bli överbelastade. För detaljerad beskrivning, se till exempel 3GPP TS25.304 "User Equipment (UE) Procedures in ldle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connecting Mode" och den publicerade patentansökan US 2002/0,173,316. Särdraget ”Cell Access Restriction” har inte använts för att styra access i icke samutnyttjade/delade (nomshared) celler i samutnyttjade nätverk.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Den föreliggande uppfinningen föreslår att använda cellaccessklasserna på ett nytt sätt.

En unik ”underomgång” (subset) av de första tio accessklasserna allokeras titl varje samutnyttjande deltagare (sharing partner). Varje operatör tilldelar sedan den givna omgången av accessklasser bland sina abonnenter. t områden (celler) där endast abonnenter hos en av de samutnyttjande deltagarna skall ha access till radionätverket sättes cellens begränsning till att endast tillåta kunder från en av de unikt tilldelade omgàngarna av accessklasser, dvs. de som motsvarar den samutnyttjande deltagaren (sharing partner) med tillåten access. På detta sätt kommer abonnenter hos icke samutnyttjade deltagare (non-shared partners) att effektivt hindras att nå/accessa cellen med mycket litet systemoverhead.

Enligt en första aspekt tillhandahåller uppfinningen en metod för att samutnyttja/dela ' (share) ett telekommunikationssystem som omfattar: - ett antal radioaccess-celler av vilka en första grupp av celler samutnyttjas/delas av olika operatörer, och av vilka åtminstone en andra grupp av celler ej samutnyttjas/delas av alla operatörer; - ett antal mobilstationer, var och en tillhörande en abonnent hos en av de olika operatörerna, i vilka systemet är anordnat att stödja styrning av begränsning av cellaccess med användning av ett antal accessklasser. 20 25 30 35 3333 Eiïšü Enligt uppfinningen omfattar metoden stegen att: - aliokera en "underomgång“ (subset) av accessklasser till varje samutnyttjande (sharing) operatör; - varje operatör tilldelar sin respektive ”underomgång” av accessklasser till sina abonnenter; - sätta begränsning av cellaccess i icke samutnyttjadel delade celler så att mobilstationer hos abonnenter till operatörer som ej samutnyttjar/delar cellerna förhindras att använda de icke samutnyttjade/delade cellema.

Lämpligen är styrningen av begränsning av cellaccess så som den definieras i ”3rd Generation Partnership Project", 3GPP.

Enligt en andra aspekt tillhandahåller uppfinningen ett telekommunikationssystem som implementerar en sådan metod.

Uppfinningen definieras i patentkrav 1 och 9, medan föredragna utföringsformer framlägges i de beroende patentkraven.

KORT BESKRIVNlNG AV RlTNiNGARNA Uppfinningen beskrivs i detalj nedan med hänvisning till de bifogade ritningarna i vilka: Figur 1 är en schematisk illustration av ett samutnyttjat/delat (shared) nätverk med icke samutnyttjade/delade (non-shared) celler i ett spritt mönster; Figur 2 är en schematisk vy över en mobilstation med insatt abonnentidentitetsmodul.

DETALJERAD BESKRlVN|NG AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Uppflnningen hänför sig generellt till en metod i ett mobiltelekommunikationssystem och ett sådant system som implementerar metoden. Enheterna i och driften av sådana system är allmänt kända och beskrivs ej här i detalj. Uppfinningen är i första hand avsedd för implementering i tredje generationens mobiltelekommunikationssystem, t.ex. så som definieras av 3GPP, men .uppfinningen kan likaså användas i liknande och framtida generationers mobiltelekommunikationssystem.

Fig. 1 visar en typisk radiotäckning med ett antal celler 1 resulterande från en samutnyttjad/delad nätverksstruktur. Ett antal mobiltelekommunikationsoperatörer eller deltagare (partners) samutnyttjar/delar ett radioaccessnätverk, resulterande i en grupp samutnyttjade/delade celler 2 med identisk täckning. Eftersom täckningen vanligtvis inte 20 25 30 35 55322 EÉÜ är helt kontinuerlig kan någon/några av operatörerna besluta att fylla “blinda fläckar” med sina egna basstationer. Detta resulterar i en grupp med/av icke samutnyttjade/ delade (non-shared) celler av vilka vissa celler 3A tillhör den första operatören, och andra icke samutnyttjade/delade celler 3B tillhör en andra operatör. Med fler än två operatörer kan mönstret bli mera komplext, med vissa celler som samutnyttjas/delas av alla, och andra celler som samutnyttjas/delas av vissa operatörer, och ytterligare andra celler som icke samutnyttjas/delas och endast tillhör en operatör. Denna situation inryms i den föreliggande uppfinningen utan att principen ändras.

Som nämnts i inledningen används accessklasser lämpligen, så som de definieras av 3GPP, för att uppnå den föreliggande uppfinningens funktionalitet. Alla mobilstationer är medlemmar av en av de tio slumpmässigt allokerade mobilpopulationerna, definierade som accessklasser 0-9. För varje mobilstation som ägs av en abonnent, lagras den respektive accessklassen i en del som styrs av den relevanta operatören, lämpligen i en abonnentidentitetsmodul (Subscriber ldentity Module), SlM eller USIM (=UMTS SIM). Som är väl känt, är identitetsmodulen ett smart kort som sättes in i mobilstationen och som bär abonnentinformation, som t.ex. telefonnummer och annan redovisningsinformation, liksom andra minnesenheter som kan nås av abonnenten och/eller operatören.

Fig.2 visar schematiskt en mobilstation 4 med en SIM 5 insatt.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen tilldelas en unik ”underomgàng” (subset) av de första tio accessklasserna till varje samutnyttjande (sharing) deltagare (partner). Till exempel ges operatör A accessklasser 0-4 och operatör B accessklasser 5-9.

Varje operatör tilldelar sin givna omgång accessklasser slumpmässigt bland sina abonnenter. l detta exempel skulle operatör A tilldela en accessklass bland 0-4 slumpmässigt till varje USlM, och operatör B skulle tilldela en accessklass från 5-9 slumpmässigt till var och en av sina USlMs. Till exempel kan den sista siffran av/i abonnentnumret användas, så att för operatör A alla abonnenter med telefonnummer som slutar på O eller 1 tilldelas accessklass 0. Det är endast viktigt att abonnentema fördelas jämnt över klasserna. Det bör uppmärksammas att detta tillvägagångssätt kommer att bibehålla det ursprungliga ändamålet med accessklasser, om antalet samutnyttjande deltagare (sharing partners) är tillräckligt lågt, dvs. 2-3. 20 25 30 35 532 2361 icke samutnyttjade/delade celler 3A och 3B i nätverket identifieras. l områden, celler, där endast kunder till en av de samutnyttjande deltagarna skall ha access till radionätverket, sättes cellens begränsning till att endast tillåta kunder från en av de unikt tilldelade undergrupperna av accessklasser, dvs. de som motsvarar den samutnyttjande deltagaren. Till exempel, i cell 3A där endast abonnenter hos operatör A skall ha access, begränsas accessklasserna 5-9 för användning. l de icke samutnyttjade/delade cellerna 3B, begränsas naturligtvis accessklasserna 0-4 för användning.

För att förbättra situationen för abonnenter hos samutnyttjande deltagare vilkas abonnenter är accessbegränsade från en cell, bör företrädesvis vissa hjälpfunktioner även användas. Skälet är att tredje generationens (WCDMA) mobiler fortfarande kan ”kampera” (camp) eller överlämnas/skiftas (handed over) till en cell som är accessbegränsad för dem. Termen "camp" är en SGPP-definierad term som innebär att mobilstationen, ofta refererad till som användarutrustning UE (User Equipment), har valt en cell och styr (monitors) system och möjligen personsökningsinformation (paging information) sänd (broadcasted) av basstationen. Emellertid har mobilstationen inte nödvändigtvis accessrätt i cellen. Det finns tre grundläggande sätt för en mobilstation att hamna i en begränsad cell: Beroende på handoveri anslutet mode (connected mode), celläterval (cell reselection) eller cellval vid start/”pàslag av strömmen” (power up).

För att förhindra att mobilstationen överlämnaslskiftas (handed over) till en begränsad cell (restricted cell), kan accessrättigheter i anslutningsmode (connecting mode) sättas på ett riktigt sätt med användning av SNAC (Shared Network Area/Access (?) Control).

Om access för en specifik mobilstation UE behöver begränsas, skall kärnnätverket tillhandahålla accessinformation för samutnyttjat/delat nätverksområde för denna mobilstation. SNA-accessinformationen indikerar viiken operatör/PLMN och/ eller vilken SNA-mobilstation som tillàtes access. Baserat på om det lokala området tillhör operatören eller det samutnyttjade/delade nätverksområdet, tillàtes mobilstationen access; telekommunikationssystemet bestämmer om access till ett visst lokalt område för en viss mobilstation skall tillåtas. (Hämtat från SGPP TS25.401).

Det faktum att mobilstationen fortfarande kan välja att ”kampera” i en begränsad cell kan leda till ett tekniskt problem i regioner där den begränsade (restricted) operatören har en andra generations, t.ex. GSM, täckning. Mobilstationen kan välja att ”kampera” i 15 20 25 30 f i Lit fü N Éü Ü den accessbegränsade cellen, i vilken den inte kan få service, istället för ZG-cellen i vilken service är tillåten. l det fallet kan mobilen endast visa nödanrop (Emergency calls only”). Detta kommer förmodligen att förbrylla kunderna hos den operatör som är accessbegränsad från cellen.

För att kunna använda uppfinningen i sådana områden föreslås det följande förfaringssättet som en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Systeminformationsblock 18 (SlB18) som indikerar till vilken PLMN-identitet en angränsande (neighbouring) cell hör, skall användas för att indikera att 3G-cellen tillhör endast en av de samutnyttjande deltagarna (sharing partners). Mobilstationen kommer då inte att göra cellåterval (cell-reselection) till den accessbegränsade cellen vilket eliminerar problemet. För att vara mer exakt: SlB18 sänds i angränsande (neighbouring) 3G-celler till de 3G-celler som endast tillhör en eller flera av de samutnyttjande deltagarna. PLMN-identiteten för en icke samutnyttjad/delad cell sättes till ”falsk PLMN”. Begreppet “falsk PLMN" (false PLMN) visas i den på sedvanligt sätt ägda publicerade svenska patentansökan Nr 04401997-2. Det betyder att PLMN- identitet i SlB18 sättes som en ekvivalent PLMN, EPLMN, till den PLMN som sänds (broadcast) i Masterinformationsblocket (Master information Block, MIB) av 3G-cellema för de mobilstationer som skall kunna acccessa den icke samutnyttjade/delade 3G- cellen. Mobilstationer som är accessbegränsade mottager ej det falska PLMNet i EPLMN-listan och kommer följaktligen inte att återvälja (reselect) den icke samutnyttjade/delade SG-cellen. SlB18 och MiB är inbyggt i en 3G-cell på sändningskanalen (Broadcast Channel, BCCH).

Naturligtvis sänds inte 3G-celler som är begränsade för en operatör som angränsande (neighbouring) celler i 2G-nätverket hos/av denna operatör.

Slutligen finns fallet där mobilstationer sätts igång/ "slås på” (powered on) i täckningsområdet hos en icke samutnyttjad/delad cell. För att minska sannolikheten att en mobilstation ”kamperar” i en- cell i vilken den är begränsad-för tjänst när det finns en överlappande 2G-cell för/av den valda operatören, kan parametern Qoffset1 av de angränsande (neighbouring) 2G-cellerna som tillhör den begränsade operatören sättas till ett tillräckligt lågt värde, lämpligen -50dB. Då kommer dessa celler att bli högt rankade och mobilstationer kommer med stor sannolikhet att återvälja (reselect) till en sådan 2G-cell. För att förhindra de mobilstationer som ej är begränsade för tjänst att 20 532 239 återvälja dessa 2G-celler, måste PLMN-identiteten för dessa 2G-celler indikeras i SlB18.

Funktionaliteten hos SlB18 och MlB är i korthet att SlB18 indikerar PLMN-identiteten för angränsande (neighbouring) celler. Om PLMN-identiteten för/på SlB18 ej är det registrerade PLMN eller EPLMN tillåts UE ej att utföra ett cellåterval till den. MlB innehåller PLMN-identiteten för den cell som sänder denna MIB. MIB- och SlB- innehållet sättes i RNC (Radio Network Controller).

Sålunda löser den föreliggande uppfinningen problemet med att differentiera radiotäckning mellan deltagare (partners) som samutnyttjar/delar (sharing) ett gemensamt telekommunikationsnätverk, speciellt när ett telekommunikationssystem använder definierade accessklasser, som t.ex. den tredje generationens WCDMA- nätverk. Emellertid utesluter inte uppfinningen användningen av accessklasser så som ursprungligen avsetts av/i 3GPP-specifikationen; med andra ord kan samutnyttjande/delande deltagare (sharing partners) fortfarande accessbegränsa sina egna kunder för att skydda sina egna kärnnätverksresurser i fall av överbelastning och stockning. För ett sådant användningsfall behövs ej de hjälpfunktioner som beskrivits ovan.

Uppfinningen implementeras med hjälp av en kombination av hårdvara och programvara i olika delar av telekommunikationssystemet så som lått inses av personer med kunskaper inom området. Uppfinningens omfång definieras endast av de efterföljande patentkraven.

Claims (16)

15 20 25 30 35 i 121.] Ni PATENTKRAV

1. En metod att samutnyttja/dela (share) ett telekommunikationssystem omfattande: - ett antal radioaccessceller (1) av vilka en första grupp av celler (2) samutnyttjas/delas (shared) av olika operatörer, och av vilka åtminstone en andra grupp (3A,3B) av celler ej samutnyttjas/delas (not shared) av alla operatörer; - ett antal mobilstationer (4), var och en tillhörande en abonnent hos en av de olika operatörerna, där systemet är anordnat att stödja styrning av begränsning av cellaccess med användning av ett antal accessklasser, kännetecknadavstegen: - att allokera en ”underomgång” (subset) av accessklasserna till varje samutnyttjande/delande (sharing) operatör; - att varje operatör tilidelar sin respektive ”underorngàng” av accessklasserna till sina abonnenter; ~ sättning av begränsning av cellaccess i icke samutnyttjade/delade celler (3A,3B) så att mobilstationer (4) hos abonnenter hos operatörer som ej samutnyttjar/delar cellema begränsas från att använda de icke samutnyttjade/delade cellema.

2. En metod enligt patentkrav 1, i vilken stymingen av begränsningen av cellaccess är så som definieras i tredje generationens partnership-projekt (3rd Generation Partnership Project, 3GPP).

3. En metod enligt patentkrav 2, i vilken abonnenternas accessklasser lagras permanent på abonnentidentitetsmodulen (Subscriber Identity Module, USlM) (5).

4. En metod enligt något av patentkraven 2 och 3, i vilken accessrätter för mobilstationeri anslutet mode (connected mode) styrs med hjälp av samutnyttjad/delad nätverksområdes-(Shared Network Area, SNA) accessinformation för denna mobilstation.

5. En metod enligt något av patentkraven 1, 2, 3 och 4 i vilken en icke samutnyttjad/delad (non-shared) cell sänds som en möjlig granncell (neighbouring cell) i celler som tillhör en operatör som samutnyttjarldelar cellen och är granncell (neighbouring cell) med den icke samutnyttjade/delade cellen ifråga. 20 25 30 35 533 ÉBÜ 10

6. En metod enligt patentkrav 5, i vilken PLMN-identiteten för nämnda icke samutnyttjade/delade cell sättes i SlB18 hos/av en samutnyttjad/delad cell till ”falsk PLMN”, och “falsk PLMN” sättes som en ekvivalent PLMN till den PLMN som sänds (broadcasted) i MIB av den icke samutnyttjade/ delade cellen ifråga, men endast till/för de mobilstationer som är tillåtna att accessa den icke samutnyttjade/delade cellen.

7. En metod enligt något av patentkraven 2, 3, 4, 5 och 6 i vilken telekommunikationssystemet ytterligare stöder åtminstone en andra generationens, 2G, operatör, och en sådan operatör som ej samutnyttjar/delar en icke samutnyttjad/delad cell har en överlappande täckning med hjälp av en 2G-cell, i vilken Qoffset av den överlappande ZG-cellen sättes till ett lågt värde för att framkalla återval (reselection) till den överlappande ZG-cellen för abonnenter som tillhör nämnda operatör och finns i den icke samutnyttjade/delade cellen.

8. En metod enligt patentkrav 7, i vilken Qoffset sättes till -50dB.

9. Ett telekommunikationssystem omfattande: - ett antal radioaccessceller (1) av vilka en första grupp av celler (2) samutnyttjas/delas (shared) av olika operatörer, och av vilka åtminstone en andra grupp av celler (3A,3B) ej samutnyttjas/delas av alla operatörer; - ett antal mobilstationer (4), var och en tillhörande en abonnent hos en av de olika operatörerna, där systemet är anordnat att stödja styrning av begränsning av cellaccess med användning av ett antal accessklasser, kännetecknatavatt: - en ”underomgàng” (subset) av accessklasser allokeras till varje samutnyttjande (sharing) operatör; - för varje operatör hans respektive ”underomgångï av accessklasserna tilldelas hans abonnenter; - begränsning av cellaccess i icke samutnyttjade/delade celler (3A,3B) sättes så att mobilstationer (4) hos abonnenter hos operatörer som ej samutnyttjar/delar cellerna begränsas från att använda de icke samutnyttjade/ delade cellema. 20 25 30 35 532 EBÜ ll

10. Ett telekommunikationssystem enligt patentkrav 9, i vilket styrningen av begränsning av cellaccess är så som definieras i tredje generationens partnership- projekt (3rd Generation Partnership Project, 3GPP).

11. Ett telekommunikationssystem enligt patentkrav 10, i vilket accessklasserna för abonnenterna lagras permanent på abonnentšdentitetsmodulen (Subscriber identity Module, USlM) (5).

12. Ett telekommunikationssystem enligt något av patentkraven 9 och 10, ivilket accessrätter för mobilstationer i anslutet mode (connected mode) styrs med hjälp av samutnyttjad/delad nätverksområdes-(Shared Network Area, SNA) accessinformation för denna mobilstation.

13. Ett telekommunikationssystem enligt något av patentkraven 9, 10, 11 och 12 i vilket telekommunikationssystemet är anordnat att sända en icke samutnyttjad/delad cell som en möjlig granncell (neighbouring cell) i celler som tillhör en operatör som samutnyttjar/delar cellen och är granncell (neighbouring cell) med den icke samutnyttjade/delade cellen ifråga.

14. Ett telekommunikationssystem enligt patentkrav 13, i vilket PLMN-identiteten för nämnda icke samutnyttjade/ delade cell sättes i SlB18 av samutnyttjade/delade celler till ”falsk PLMN", och ”falsk PLMN” sättes som en ekvivalent PLMN till/för den PLMN som sänds (broadcasted) i MiB av den icke samutnyttjade/delade cellen ifråga, men endast för/till de mobilstationer som är medgivna att accessa den icke samutnyttjade/delade cellen.

15. Ett telekommunikationssystem enligt något av patentkraven 10, 11, 12, 13 och 14 i vilket telekommunikationssystemet vidare är anordnat att stödja åtminstone en andra generationens, 2G, operatör, och en sådan operatör som ej samutnyttjar/delar en icke samutnyttjad/delad cell har en överlappande täckning med hjälp av en 2G-cell, i vilket Qoffset av den överlappande 2G-cellen sättes till ett lågt värde för att framkalla återval (reselection) till den överlappande 2G-cellen för abonnenter som tillhör nämnda operatör och finnes l den icke samutnyttjade/delade cellen.

16. Ett telekommunikationssystem enligt patentkrav 15, i vilket Qoffset sättes till -50dB.