DE69834476T2

DE69834476T2 - Aktualisierung des leitweglenkungsgebiets in einem paketfunknetz

Info

Publication number: DE69834476T2
Application number: DE69834476T
Authority: DE
Inventors: Jari MUSTAJÄRVI; Ismo Kangas
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1997-01-20
Filing date: 1998-01-19
Publication date: 2007-05-03
Anticipated expiration: 2018-01-20
Also published as: FI103084B; CN1124724C; WO1998032303A3; ATE326126T1; DE69834476D1; AU5665898A; CA2278801A1; JP2001508971A; CA2278801C; FI970239A0; US6512756B1; WO1998032303A2; ZA98435B; JP3501464B2; HK1023472A1; EP0953269B1; EP0953269A2; FI103084B1; ES2262219T3; CN1243628A

Description

Bereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein Paketfunknetze, und speziell die Unterstützung von Mobilität in Paketfunknetzen.
Hintergrund der Erfindung
Ein drahtloses DECT-System, in dem die festen Teile (Basisstation) über ein paketvermitteltes Netz verbunden sind, ist in Sudarshan Rao et al., „Interworking between Digital European Cordless Telecommunications and a Distributed Packet Switch", Wireless Networks, Science Publishers, 1995, S. 83-93 beschrieben.
Mobilkommunikationssysteme wurden entwickelt, weil es notwendig war, Leute erreichen zu können, selbst wenn sie nicht in der Nähe eines festen Telefongeräts sind. Da die Verwendung verschiedener Datenübertragungssysteme in Büros zugenommen hat, wurden auch verschiedene Datenübertragungsdienste in Mobilkommunikationssystemen eingeführt. Tragbare Computer ermöglichen effektive Datenverarbeitung, wo auch immer der Benutzer sich hinbewegt. Mobilkommunikationsnetze wiederum bieten für den Benutzer ein effektives Zugangsnetz zu tatsächlichen Datennetzen für mobile Datenübertragung. Um dies zu realisieren, werden neue Arten von Datendiensten für bestehende und zukünftige Mobilkommunikationsnetze entworfen. Mobildatenübertragung wird besonders gut von digitalen Mobilkommunikationssystemen unterstützt, wie z.B. dem europaweiten Mobilkommunikationssystem GSM (Global System for Mobile Communication).
US 4989204 offenbart ein Paketfunksystem, wobei eine Mobilstation einen Handover von einer Basisstation zu einer anderen einleitet, indem sie ein Neuverbindungs-Anforderungs-Paket über eine neue Basisstation an eine zentrale Station sendet, die dann den Handover so steuert, dass keine Datenpakete verloren gehen.
WO-A-9516330 offenbart eine Anordnung zum Bereitstellen von Paketdatenkommunikation in einem bestehenden digitalen zellularen TDMA-System.
Der allgemeine Paketfunkdienst GPRS (general packet radio service) ist ein neuer Dienst im GSM-System und ist einer der Gegenstände der Standardisierung der GSM-Phase 2+ bei dem ETSI (European Telecommunication Standard Institute). Die GPRS-Betriebsumgebung umfasst einen oder mehrere Unternetz-Dienstbereiche, die durch ein GPRS-Backbone-Netz miteinander verbunden sind. Ein Unternetz umfasst eine Anzahl von Paketdatendienstknoten SN, die in dieser Anmeldung als bedienende GPRS Supportknoten (serving GPRS support nodes) SGSN bezeichnet werden, von denen jeder mit dem GSM-Mobilkommunikationsnetz (typischerweise mit Basisstationssystemen) so verbunden ist, dass er einen Paketdienst für Mobildatenendgeräte über mehrere Basisstationen, d.h. Zellen, bereitstellen kann. Das dazwischenliegende Mobilkommunikationsnetz bietet eine paketvermittelte Datenübertragung zwischen einem Supportknoten und Mobildatenendgeräten. Verschiedene Unternetze sind wiederum mit einem externen Datennetz verbunden, z.B. mit einem öffentlichen Datennetz (public switched data network) PSPDN, über GPRS Gateway-Supportknoten GGSN (GPRS gateway support nodes). Der GPRS-Dienst gestattet es also, Paketdatenübertragung zwischen Mobildatenendgeräten und externen Datennetzen zu bieten, wenn das GSM-Netz als ein Zugangsnetz fungiert. Die GPRS-Netzarchitektur ist in 1 dargestellt.
In dem GPRS-System wurden schichtartige bzw. geschichtete Protokollstrukturen, bekannt als eine Übertragungsebene und eine Signalisierungsebene, zum Übertragen von Benutzerinformationen und Signalisierung definiert. Eine Übertragungsebene weist eine schichtartige Protokollstruktur auf, die eine Übertragung von Benutzerinformationen zusammen mit Steuerprozeduren von damit verbundenen Datenübertragungen (z.B. Ablaufsteuerung, Fehlererkennung, Fehlerkorrektur und Wiederherstellung im Fehlerfall) ermöglicht. Eine Signalisierungsebene besteht aus Protokollen, die zum Steuern und Unterstützen der Funktionen der Übertragungsebene verwendet werden, wie der Steuerung des Zugangs zu dem GPRS-Netz (Attach und Detach) und die Steuerung des Routing-Pfads der hergestellten Netzverbindung, um die Mobilität des Benutzers zu unterstützen. 2 veranschaulicht die Signalisierungsebene des GPRS-Systems zwischen einer MS und einem SGSN. Die Protokollschichten der Übertragungsebene sind mit denen aus 2 bis zur Protokollschicht SNDCP identisch, über der ein Protokoll des GPRS-Backbone-Netzes (z.B. Internet Protocol IP) zwischen der MS und dem GGSN (anstelle des Protokolls L3MM) vorliegt. Die in 2 dargestellten Protokollschichten sind:

– Schicht-3-Mobilitätsverwaltung (Layer 3 Mobility Management, L3MM): Diese Protokoll unterstützt die Funktionalität von Mobilitätsverwaltung, z.B. GPRS Attach, GPRS Detach, Sicherheit, Routingaktualisierung, Standortaktualisierung, Aktivierung eines PDP-Kontexts, und Deaktivierung eines PDP-Kontexts.
– Subnetwork Dependent Convergence Protocol (SNDCP) unterstützt die Übertragung von Protokolldateneinheiten (N-PDU) einer Netzschicht zwischen einer MS und einem SGSN. Die SNDCP-Schicht verwaltet zum Beispiel die Chiffrierung und Komprimierung von N-PDUs.
– Logische Verbindungssteuerung (logical link control, LLC): diese Schicht stellt eine sehr zuverlässige logische Verbindung bereit. Die LLC ist unabhängig von den nachstehend erwähnten Funkschnittstellen-Protokollen. LLC-Relay: Diese Funktion leitet LLC-Protokolldateneinheiten (PDU) zwischen einer MS-BSS-Schnittstelle (Um) und einer BSS-SGSN-Schnittstelle (Gb) weiter.
– Basisstations-Subsystem-GPRS-Protokoll (BSSSGP): Diese Schicht überträgt Routinginformationen und Informationen bezüglich QoS zwischen einer BSS und einem SGSS.
– Frame Relay, das über die Gb-Schnittstelle verwendet wird. Eine semipermanente Verbindung, für die LLC-PDUs mehrerer Teilnehmer multiplext werden, wird zwischen dem SGSN und dem BSS hergestellt.
– Radio Link Control (RLC, Funkverbindungssteuerung): Diese Schicht stellt eine zuverlässige Verbindung her, unabhängig von Funklösungen.
– Medium Access Control (MAC, Medienzugangssteuerung): Diese steuert Zugangssignalisierung (Anforderung und Gewährung) bezüglich eines Funkkanals und Zuordnung (mapping) von LLC-Rahmen auf einen physikalischen GSM-Kanal.

In Bezug auf die Erfindung sind die LLC und L3MM die interessantesten Protokollschichten. Die Funktion der LLC-Schicht kann wie folgt beschrieben werden: Die LLC-Schicht arbeitet in der Referenzarchitektur über der RLC-Schicht und stellt eine logische Verbindung zwischen der MS und ihrem bedienenden SGSN her. In Bezug auf die Funktion der LCC sind die wichtigsten Anforderungen eine zuverlässige Verwaltung von LCC-Rahmen-Weiterleitung und Unterstützung für Punkt-zu-Punkt- und Punkt-zu-Mehrpunkt-Adressierung.
Der Dienstzugangspunkt (service access point, SAP) der logischen Verbindungsschicht ist ein Punkt, an dem die LLC-Schicht Dienste für die Protokolle der Schicht 3 bereitstellt (SNDCP-Schicht in 2). Die Verbindung der LLC-Schicht wird über eine Datenverbindungskennung (data link connection identifier, DLCI) identifiziert, die in dem Adressfeld jedes LLC-Rahmens übertragen wird. Die DLCI besteht aus zwei Elementen: Dienstzugangspunkt-Kennung (SAPI) und Terminal-Endpunkt-Kennung (terminal end point identifier, TEI). Die TEI identifiziert einen GPRS-Teilnehmer und ist üblicherweise eine vorübergehende logische Verbindungskennung (temporary logical link identity) TLLI. Die TEI kann auch eine andere Teilnehmerkennung sein, wie eine Internationale Mobilteilnehmerkennung IMSI, aber üblicherweise wird eine Übertragung der IMSI auf dem Funkweg vermieden.
Wenn ein Benutzer sich mit dem GPRS-Netz verbindet (attach), wird eine logische Verbindung zwischen der MS und dem SGSN hergestellt. Es kann damit gesagt werden, dass die MS einen laufenden Anruf hat. Diese logische Verbindung weist eine Route zwischen der MS und dem SGSN auf, gekennzeichnet durch die TLLI-Kennung. Damit ist die TLLI eine vorübergehende Kennung, deren SGSN für eine bestimmte logische Verbindung und IMSI zuweist. Die SGSN sendet die TLLI an die MS in Verbindung mit dem Aufbau einer logischen Verbindung, und sie wird als eine Kennung bei späterer Signalisierung und Datenübertragung über diese logische Verbindung verwendet.
Datenübertragung über eine logische Verbindung wird wie im folgenden erläutert ausgeführt. Die von oder zu einer MS zu übertragenden Daten werden mit einer SNDCP-Funktion verarbeitet und an die LLC-Schicht gesendet. Die LLC-Schicht fügt die Daten in das Informationsfeld von LLC-Rahmen ein. Das Adressfeld eines Rahmens schließt z.B. eine TLLI ein. Die LLC-Schicht leitet die Daten an die RLC weiter, welche unnötige Daten löscht und die Daten in eine Form segmentiert, die kompatibel mit der MAC ist. Die MAC-Schicht aktiviert Funkressourcen-Prozesse, um einen Funkverkehrsweg zur Übertragung zu erhalten. Eine entsprechende MAC-Einheit auf der anderen Seite des Funkverkehrswegs empfängt die Daten und leitet sie nach oben an die LLC-Schicht weiter. Schließlich werden die Daten von der LLC-Schicht an die SNDCP übertragen, wo die Benutzerdaten vollständig wiederhergestellt werden und an die nächste Protokollschicht weitergeleitet werden.
Die LLC-Schicht steuert die Übertragung und erneute Übertragung von LLC-Rahmen über eine logische Verbindung. Mehrere Zustandsvariablen stehen in Beziehung zu der Steuerung auf beiden Seiten der Verbindung. In einer Multirahmen-Übertragung schließen solche Zustandsvariablen z.B. eine Übertragungs-Zustandsvariable V(S), eine Bestätigungs-Zustandsvariable V(A), eine Übertragungs-Sequenznummer N(S), eine Empfangs-Zustandsvariable V(R) und eine Empfangs-Sequenznummer N(R) ein. Die V(S) gibt die Nummer des als nächstes zu übertragenden Rahmens an. Die V(A) gibt die Nummer des letzten Rahmens an, den die Gegenseite bestätigt hat. Die V(S) soll die V(A) nicht um mehr als k Rahmen überschreiten, d.h. die Größe des Übertragungsfensters ist k. Die V(R) gibt die Nummer des nächsten Rahmens an, der voraussichtlich empfangen werden soll bzw. wird. Die Zustandsvariablen werden zurückgesetzt, d.h. auf den Wert 0 gesetzt, wenn eine logische Verbindung hergestellt wird. Dies wird durch Verwendung der folgenden Nachrichten des LPAG (Link Access Procedure on the „G"-channel bzw. Verbindungszugangsvorgang auf dem „G"-Kanal)-Protokolls durchgeführt: SABM (Set Asynchronous Balanced Mode) und UA (Unnumbered Acknowledgement) oder SAUM (Set Asynchronous Unbalanced Mode).
Drei verschiedene MM-Zustände der MS sind typisch für die Mobilitätsverwaltung (mobility management, MM) eines GRPS-Teilnehmers: Leerlaufzustand, Standbyzustand, und Bereitschaftszustand (ready state). Jeder Zustand repräsentiert eine bestimmte Funktionalität und Informationsebene, die der MS und dem SGSN zugewiesen wurden. Informationssätze, die mit diesen Zuständen im Zusammenhang stehen, MM-Kontexte (contexts) genannt, werden in dem SGSN und der MS gespeichert. Der Kontext des SGSN enthält Teilnehmerdaten, wie die IMSI des Teilnehmers, TLLI und Standort- und Routinginformationen, etc.
Im Leerlaufzustand (idle state) kann die MS von dem GPRS-Netz aus nicht erreicht werden, und es werden keine dynamischen Informationen über den momentanen Zustand oder Standort der MS, d.h. über den MM-Kontext, in dem Netz geführt. Die MS empfängt weder noch sendet sie Pakete, weswegen keine logische Verbindung zwischen der SGSN und der MS hergestellt wurde. Wenn die MS ein Dual-Mode-Endgerät ist, d.h. sowohl im GPRS-Netz als auch im GSM-Netz arbeiten kann, kann sie sich im GSM-Netz befinden, wenn sie im GRPS-Leerlaufzustand funktioniert. Die MS kann vom Leerlaufzustand in den Bereit-Zustand wechseln, indem sie sich mit dem GPRS-Netz verbindet (attach), und vom Standby-Zustand oder Bereit-Zustand in den Leerlaufzustand, indem sie sich vom GPRS-Netz trennt (detach).
Im Standby- und Bereitzustand ist die MS mit dem GPRS-Netz verbunden. In dem GPRS-Netz wurde ein dynamischer MM-Kontext für die MS erstellt und eine logische Verbindung LLC (Logical Link Control) zwischen der MS und dem SGSN in einer Protokollschicht hergestellt. Der Bereitzustand ist der eigentliche Datenübertragungszustand, in dem die MS Benutzerdaten senden und empfangen kann. Die MS schaltet von dem Standby-Zustand in den Bereitzustand entweder wenn das GPRS-Netz ein Paging an die MS durchführt oder wenn die MS eine Datenübertragung oder Signalisierung einleitet. Die MS kann in dem Bereitzustand bleiben (für eine mit einem Zeitnehmer festgesetzte Dauer), selbst wenn keine Benutzerdaten übertragen werden noch eine Signalisierung durchgeführt wird.
Im Standby- und Bereitzustand weist die MS auch einen oder mehrere PDP-Kontexte (Packet Data Protocol) auf, die in dem bedienenden SGSN in Verbindung mit dem MM-Kontext gespeichert werden. Der PDP-Kontext legt verschiedene Datenübertragungsparameter fest, wie z.B. den PDP-Typ (z.B. X.25 oder IP), die PDP-Adresse (z.B. X.121-Adresse), Dienstqualität QoS und NSAPI. Die MS aktiviert den PDU-Kontext mit einer spezifischen Nachricht, Activate PDP Context Request, in der sie Informationen über die TLLI, PDP-Art, PDP-Adresse, geforderte QoS und NSAPI angibt. Wenn die MS in den Bereich eines neuen SGSN roamt, fordert der neue SGSN MM- und PDP-Kontexte von dem alten SGSN an.
Für die Mobilitätsverwaltung wurden in dem GPRS-Netz logische Routing-Bereiche festgelegt. Ein Routing-Bereich RA ist ein Bereich, der von einem Betreiber festgelegt ist und eine oder mehrere Zellen umfasst. Üblicherweise bedient ein SGSN mehrere Routing-Bereiche. Ein Routing-Bereich wird verwendet, um den Standort der MS im Standby-Zustand zu ermitteln. Wenn der Standort der MS nicht im Hinblick auf eine bestimmte Zelle bekannt ist, wird die Signalisierung mit einem GPRS-Paging innerhalb eines Routing-Bereichs RA begonnen.
Die MS führt einen Routingbereichs-Aktualisierungs-Vorgang durch, um Mobilität einer paketvermittelten logischen Verbindung zu unterstützen. Im BEREIT (ready)-Zustand leitet die MS den Vorgang ein, wenn eine neue Zelle ausgewählt wird, sich der Routing-Bereich ändert oder der Aktualisierungs-Zeitnehmer eines zyklischen Routingbereichs abläuft. Das Funknetz (PLMN) ist eingerichtet, eine ausreichende Menge von Systeminformationen an die MS zu übertragen, so dass sie erkennen kann, wenn sie in eine neue Zelle oder einen neuen Routing-Bereich eintritt und um zu bestimmen, wann sie zyklische Routingbereichs-Aktualisierungen durchführen soll. Die MS erkennt bzw. stellt fest, dass sie in eine neue Zelle eingetreten ist, indem sie zyklisch die Zellidentität bzw. Zellenkennung (cell ID), die in ihrem MM-Kontext gespeichert ist, mit der Zellenkennung vergleicht, die von dem Netz empfangen wurde. Entsprechend stellt die MS fest, dass sie in einen neuen Routingbereich RA eingetreten ist, indem sie die Routingbereichskennung, die in ihrem MM-Context gespeichert ist, mit der Routingbereichskennung vergleicht, die von dem Netz empfangen wurde. Wenn die MS eine neue Zelle auswählt, speichert sie die Zellenkennung und den Routingbereich in ihrem MM-Kontext.
Alle vorstehend beschriebenen Prozeduren (z.B. Attach, Detach, Routingbereichs-Aktualisierung und Aktivierung/Deaktivierung des PDP-Kontext) zum Erzeugen und Aktualisieren von MM- und PDP-Kontexten und zum Aufbauen einer logischen Verbindung sind von der Mobilstation aktivierte Prozeduren. In Verbindung mit einer Routingbereichs-Aktualisierung führt jedoch die MS eine Aktualisierung auf den neuen Routingbereich aus, ohne in der Lage zu sein, auf der Grundlage der von Zellen ausgesendeten Routingbereichs-Informationen zu schließen, ob der SGSN, der die neue Zelle bedient, der gleiche ist, wie der SGSN, der die alte Zelle bedient hat. Auf der Grundlage der alten Routingbereichsinformationen, die von der MS in einer Aktualisierungsnachricht übertragen werden, erkennt der neue SGSN, dass eine Routingbereichs-Aktualisierung zwischen SGSNs im Gang ist und aktiviert notwendige Abfragen an den alten SGSN, um neue MM- und PDP-Kontexte für die MS an den neuen SGSN zu erzeugen. Da sich der SGSN geändert hat, sollte die logische Verbindung zwischen der MS und dem neuen SGSN neu aufgebaut werden. Das Problem ist jedoch, dass die MS nicht weiß, dass sich der SGSN geändert hat. Stattdessen könnte die MS Daten an den neuen SGSN übertragen, der nicht in der Lage ist, die Daten zu entpacken, bevor MM- und PDP-Kontexte auf der Grundlage der an den alten SGSN gestellten Anfrage erzeugt worden sind. Außerdem, selbst wenn die Kontexte in dem neuen SGSN schon erzeugt wurden, stimmen Zustandsvariablen an den Enden bzw. auf den Seiten der logischen Verbindung nicht überein und Datenübertragung schlägt fehl, zumindest vorübergehend. Wenn der Abruf von PDP-Kontexten von dem alten SGSN fehlschlägt, wird Datenübertragung verhindert, da der neue SGSN gemäß dem zuvor von der MS aktivierten PDP-Kontext nicht bedient. Die MS hat jedoch keine Informationen über eine solche Situation und kann eine Reaktivierung des PDP-Kontext nicht starten.
Offenbarung der Erfindung
Ein Ziel der Erfindung ist, die Probleme und Nachteile, die sich aus der Routingbereichs-Aktualisierung ergeben, zu minimieren und zu beseitigen.
Das Ziel wird mit einem Verfahren, einem zellularen Paketfunknetz, einem Paketfunk-Supportknoten und einer Mobilstation gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen erreicht.
Die grundlegende Idee der Erfindung ist, dass der bedienende Paketfunk-Supportknoten, der eine Routingbereichs-Aktualisierung durch eine unbekannte Mobilstation. erfasst bzw. feststellt, den Aufbau einer logischen Verbindung einleitet, indem er eine Verbindungsaufbau-Nachricht an die Mobilstation sendet, wobei die Nachricht die gleiche Kennung enthält, welche die Mobilstation für sich in der Routingbereichs-Aktualisierungs-Anforderung verwendet hat. Die Mobilstation leitet die logische Verbindung auf ihrer eigenen Seite ein und sendet eine Bestätigung an den bedienenden Paketfunk-Supportknoten. Die von der Mobilstation durchgeführte Einleitung einer logischen Verbindung kann ein Zurücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung und ein Ändern der neuen Kennung, die möglicherweise durch den Supportknoten gesendet wurde, in der Mobilstation umfassen. Zum Beispiel können Vorgabewerte für andere mögliche Verbindungsparameter verwendet werden.
Die Aufbaunachricht einer logischen Verbindung kann jede Nachricht oder eine Reihe von Nachrichten sein, die den Aufbau oder die erneute Einleitung einer logischen Verbindung anzeigen. Es ist vorzugsweise möglich, Nachrichten zu verwenden, die denen ähnlich sind, welche die Mobilstation zum Einleiten des Aufbau einer logischen Verbindung beim erstmaligen Verbinden (attach) mit dem Netz anwendet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sendet der bedienende Paketfunk-Knoten SGSN des GPRS-Systems einen SABM-Befehl (Set Asynchronous Balanced Mode) des LAPG-Protokolls (Link Access Procedure on the „G"-Channel) an die Mobilstation, und die Mobilstation bestätigt diesen, indem sie eine UA-Antwort sendet (Unnumbered Acknowledgement, unnummerierte Bestätigung). Eine andere bevorzugte Lösung ist, die Verhandlungsprozedur von LLC-Verbindungsparametern des GPRS-Systems so zu verwenden, dass der bedienende Supportknoten einen XID-Befehl an die Mobilstation sendet, wobei der Befehl eine Parameternachricht einschließt. Die Mobilstation sendet eine XID-Antwortnachricht, die eine Liste der Parameter einschließt, die sie unterstützt. Wenn ein Zurücksetzen der Zustandsvariablen gemäß der Erfindung (oder eine andere Art der Initialisierung der logischen Verbindung) in der Mobilstation in Reaktion auf den XID-Befehl hinzugefügt wird, können gewünschte Verbindungsparameter mit sehr wenig Signalisierung bereitgestellt werden.
Wie oben bemerkt wurde, kann in manchen Ausnahmesituationen der Paket-Daten-Protokoll-Kontext (PDP) nicht für den neuen Supportknoten von dem alten Supportknoten abgerufen werden. Dies kann z.B. auf die Tatsache zurückzuführen sein, dass der neue Supportknoten den alten Supportknoten nicht kennt oder ihn nicht kontaktieren kann, oder dass der alte Supportknoten die Teilnehmerdaten verloren hat. In diesem Fall sendet der neue Supportknoten in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Informationen an die Mobilstation, dass sie die Aktivierungsprozedur eines PDP-Kontexts (Kontexte) einleiten soll. Diese Information kann in den Informationen über die Änderung des Supportknotens eingeschlossen oder als gesonderte Information weitergeleitet werden. Ohne diese Prozedur kann der neue Supportknoten nicht auf die zuvor von der Mobilstation festgelegte Weise funktionieren, und Datenübertragung wird zumindest teilweise verhindert, ohne dass die Mobilstation dies bemerkt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung leitet der neue Supportknoten den Aufbau einer logischen Verbindung unmittelbar nach dem sie festgestellt hat, dass sich der Supportknoten geändert hat, ein. Damit kann die Aufbausignalisierung einer logischen Verbindung zur gleichen Zeit ausgeführt werden, zu der der neue Supportknoten nach Teilnehmerdaten von dem alten Supportknoten oder der Teilnehmerdatenbank sucht. Ein daraus entstehender Vorteil ist, dass die Mobilstation nicht versucht, mehr Datenpakete zu versenden, da sie glaubt, dass sie immer noch eine Verbindung mit dem alten Supportknoten hat. Darüber hinaus kann die Aktualisierung der logischen Verbindung so früh wie möglich initialisiert werden, was den Beginn der Datenübertragung beschleunigt, nachdem Teilnehmerdaten in dem Supportknoten empfangen wurden. Wenn der neue Supportknoten die Verbindung mit der Mobilstation nicht akzeptiert, nachdem die Teilnehmerdaten überprüft wurden, trennt der Supportknoten die aufgebaute logische Verbindung durch senden einer Trennungsnachricht an die Mobilstation. Im GPRS-System ist eine für diesen Zweck geeignete Nachricht zum Beispiel der DISC-Befehl (disconnect, trennen) des LAPG-Protokolls.
Die Erfindung bietet eine effektive Art und Weise zum Wiederaufbau einer logischen Verbindung zwischen Supportknoten in Verbindung mit einer Routingbereichs- Aktualisierung. Die Erfindung gestattet es, die Aktualisierung der logischen Verbindung und Unterbrechungen der Datenübertragung vollständig zu vermeiden, in Verbindung mit einer Intra-Supportknoten-Routingbereichs-Aktualisierung. Das letztgenannte Problem würde zum Beispiel in einer Lösung auftreten, in der die Mobilstation als Vorsichtsmaßnahme immer einen Wiederaufbau einer logischen Verbindung in Verbindung mit einer Routingbereichs-Aktualisierung einleiten würde.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden wird die Erfindung mittels bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ausführlicher beschrieben, wobei
1 die GPRS-Netzarchitektur veranschaulicht,
2 Protokollschichten der Signalisierungsebene zwischen einer Mobilstation und einem SGSN darstellt, und
3 ein Signalisierungsdiagramm ist, das eine Routingbereichs-Aktualisierung gemäß der Erfindung veranschaulicht.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann auf Paketfunksysteme verschiedener Arten angewendet werden. Die Erfindung kann besonders bevorzugt verwendet werden, um einen allgemeinen Paketfunkdienst GPRS (general packet radio service) in dem europaweiten digitalen Mobilkommunikationssystem GSM (Global System for Mobile Communication) oder in entsprechenden Mobilkommunikationssystemen bereitzustellen, wie dem DCS1800 und PCS (Personal Communication System). Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung mittels einem GPRS-Paketfunknetz beschrieben, das durch den GPRS-Dienst und das GSM-System gebildet wird, ohne die Erfindung auf dieses spezielle Paketfunksystem zu beschränken.
1 stellt ein GPRS-Paketfunknetz dar, das in dem GSM-System implementiert ist.
Die grundlegende Struktur des GSM-Systems umfasst zwei Elemente: ein Basisstations-System BSS und ein Netz-Untersystem NSS (network subsystem). Das BSS und Mobilstationen MS kommunizieren über Funkverbindungen. In dem Basisstationssystem BSS wird jede Zelle von einer Basisstation BTS bedient. Eine Reihe von Basisstationen ist mit einem Basisstations-Controller BSC verbunden, der die Funkfrequenzen und Kanäle steuert, die von den BTS verwendet werden. Basisstations-Controller BSC sind mit einer Mobildienst-Vermittlungsstelle MSC verbunden. Was eine ausführlichere Beschreibung des GSM-Systems angeht, wird auf die ETSI/GSM-Empfehlungen und „The GSM System for Mobile Communications", M. Mouly und M. Pautet, Palaiseau, Frankreich 1992, ISBN: 2-957190-07-7 verwiesen.
In 1 umfasst das GPRS-System, das mit dem GSM-Netz verbunden ist, ein GPRS-Netz, welches wiederum zwei bedienende (serving) GPRS-Supportknoten (SGSN) und einen GPRS-Gateway-Supportknoten (GGSN) umfasst. Die verschiedenen Supportknoten SGSN und GGSN sind über ein Intra-Operator-Backbone-Netz miteinander verbunden. Es ist wichtig, sich klarzumachen, dass in dem GPRS-Netz jede beliebige Anzahl von Supportknoten und Gateway-Supportknoten vorhanden sein kann.
Der bedienende GPRS-Supportknoten SGSN ist ein Knoten, der die Mobilstation MS bedient. Jeder Supportknoten SGSN steuert einen Paketdatendienst im Bereich einer oder mehrerer Zellen in einem zellularen Paketfunknetz, und daher ist jeder Supportknoten mit einem bestimmten lokalen Element des GSM-Systems verbunden (Gb-Schnittstelle). Diese Verbindung wird typischerweise zu dem Basisstation-System BSS aufgebaut, d.h. zu Basisstations-Controllern BSC oder zu einer Basisstation BTS. Die Mobilstation MS, die sich in einer Zelle befindet, kommuniziert mit einer Basisstation BTS über eine Funkschnittstelle und außerdem mit dem Supportknoten SGSN, zu dessen Versorgungsbereich die Zelle gehört, über das Mobilkommunikationsnetz. Im Prinzip leitet das Mobilkommunikationsnetz zwischen dem Supportknoten SGSN und der Mobilstation MS nur Pakete zwischen diesen beiden weiter. Um dies zu verwirklichen, bietet das Mobilkommunikationsnetz paketvermittelte Übertragung von Datenpaketen zwischen der Mobilstation MS und dem bedienenden Supportknoten SGSN. Es muss beachtet werden, dass das Mobilkommunikationsnetz nur eine physische Verbindung zwischen der Mobilstation MS und dem Supportknoten SGSN bereitstellt, und somit ist seine exakte Funktion und Struktur in Bezug auf die Erfindung nicht wichtig. Der SGSN ist auch mit einer Signalisierungsschnittstelle Gs zu dem Besucherverzeichnis VLR des Mobilkommunikationsnetzes und/oder zu der Mobildienst-Vermittlungsstelle ausgestattet, z.B. einer Signalisierungsverbindung SS7. Der SGSN kann Standortinformationen an die MSC/VLR senden und/oder Anforderungen zum „Paging" (Funkruf) eines GPRS-Teilnehmers von der MSC/VLR empfangen.
Wenn die MS sich mit dem GPRS-Netz verbindet, d.h. in einem GPRS-Attach-Vorgang, erzeugt der SGSN einen Mobilitätsverwaltungs-Kontext (MM context, mobility management context), der zum Beispiel Informationen bezüglich der Mobilität und Sicherheit der MS beinhaltet. In Verbindung mit einer PDP-Aktivierungs-Prozedur erzeugt der SGSN einen PDP-Kontext (packet data protocol), der zu Routing-Zwecken innerhalb des GPRS-Netzes mit dem GGSN verwendet wird, den der GPRS-Teilnehmer verwendet.
Der GPRS-Gateway-Supportknoten GGSN verbindet das GPRS-Netz eines Betreibers mit GPRS-Systemen anderer Betreiber und mit Datennetzen 11-12, wie einem Inter-Operator-Backbone-Netz, einem IP-Netz (Internet) oder X.25-Netz. Der GGSN schließt PDP-Adressen von GPRS-Teilnehmern und Routing-Informationen, d.h. SGSN-Adressen, ein. Routing-Informationen werden verwendet, um Protokolldateneinheiten PDU vom Datennetz 11 zu dem derzeitigen Vermittlungspunkt der MS zu tunneln, d.h. zu dem bedienenden SGSN. Funktionsweisen des SGSN und GGSN können in den gleichen physikalischen Knoten integriert werden.
Das Standortverzeichnis HLR des GSM-Netzes enthält GPRS-Teilnehmerdaten und Routing-Informationen und bildet die IMSI des Teilnehmers in ein oder mehrere Paare aus PDP-Typ und PDP-Adresse ab. Das HLR bildet auch jedes PDP-Typ- und PDP-Adressen-Paar in einen oder mehrere GGSNs ab. Der SGSN weist eine Gr-Schnittstelle zu dem HLR auf (eine direkte Signalisierungs-Verbindung oder über ein internes Backbone-Netz 13). Das HLR einer roamenden MS kann in einem anderen Mobilkommunikationssystem sein als der bedienende SGSN.
Ein Intra-Operator-Backbone-Netz 13, das die SGSN- und GGSN-Anlagen eines Betreibers miteinander verbindet, kann zum Beispiel mittels eines lokalen Netzes implementiert werden, wie z.B. einem IP-Netz. Es sollte beachtet werden, dass das GPRS-Netz eines Betreibers auch ohne das Intra-Operator-Backbone-Netz implementiert werden kann, z.B. indem alle Funktionen in einem Computer bereitgestellt werden.
Ein Inter-Operator-Backbone-Netz ist ein Netz, über das Gateway-Supportknoten GGSN verschiedener Betreiber miteinander kommunizieren können.
Im folgenden wird die Routingbereichsaktualisierung in dem GPRS-Netz ausführlicher beschrieben. Die MS führt ein Routingbereichs-Aktualisierungs-Verfahren aus, um Mobilität einer paketvermittelten logischen Verbindung zu unterstützen. Die MS leitet das Verfahren ein, wenn eine neue Zelle gewählt wird und sich der Routingbereich RA ändert, oder wenn der zyklische Aktualisierungszeitnehmer eines Routingbereichs abläuft. Das Funknetz (PLMN) ist eingerichtet, eine ausreichende Menge von Systeminformationen an die MS zu übertragen, so dass sie erkennen kann, wenn sie in eine neue Zelle oder einen neuen Routing-Bereich eintritt und um zu bestimmen, wann sie zyklische Routingbereichs-Aktualisierungen durchführen soll. Die MS erkennt bzw. stellt fest, dass sie in eine neue Zelle eingetreten ist, indem sie zyklisch die Zellidentität bzw. Zellenkennung (cell ID), die in ihrem MM-Kontext gespeichert ist, mit der Zellenkennung vergleicht, die von dem Netz empfangen wurde. Entsprechend stellt die MS fest, dass sie in einen neuen Routingbereich RA eingetreten ist, indem sie die Routingbereichskennung, die in ihrem MM-Context gespeichert ist, mit der Routingbereichskennung vergleicht, die von dem Netz empfangen wurde.
Wenn die MS eine neue Zelle oder einen neuen Routingbereich RA feststellt, bedeutet dies, dass einer der drei folgenden Fälle in Frage kommt: 1) eine Zellenaktualisierung wird benötigt; 2) eine Routingbereichs-Aktualisierung wird benötigt; und 3) eine kombinierte Aktualisierung von Routingbereich und Aufenthaltsbereich. In allen drei Fällen wählt die MS lokal eine neue Zelle und speichert die Zellenkennung in ihrem MM-Kontext.
Zellenaktualisierungs-Vorgang
Eine Zellenaktualisierung wird durchgeführt, wenn die MS in eine neue Zelle innerhalb des derzeitigen Routingbereichs RA eintritt und sich in dem READY (bereit)-Zustand befindet. Wenn der RA sich geändert hat, wird eine Routingbereichsaktualisierung anstelle der Zellenaktualisierung ausgeführt.
Der Zellenaktualisierungs-Vorgang wird als eine implizite Prozedur auf der LLC-Ebene ausgeführt, was bedeutet, dass normale LLC-Informationen und Steuerrahmen zum Senden von Informationen über einen Übergang zu dem SGSN verwendet werden. Bei einer Übertragung in Richtung des SGSN wird die Zellenkennung zu allen LLC-Rahmen im Basisstations-System des Netzes hinzugefügt. Der SGSN registriert den Übergang der MS, und jeder weitere Verkehr in Richtung der MS wird über eine neue Zelle geroutet. Bei einer einfachen Zellenaktualisierung ändert sich der SGSN nicht, und Probleme, die von der Erfindung beseitigt werden, treten nicht auf.
Aktualisierungsvorgang eines Routingbereichs
Ein Routingbereich wird aktualisiert, wenn eine MS, die mit dem GPRS-Netz verbunden ist feststellt, dass sie in einen neuen Routingbereich RA eingetreten ist, oder wenn der zyklische RA-Aktualisierungs-Zeitnehmer abgelaufen ist. Wenn der SGSN feststellt, dass er auch den alten Routingbereich steuert, findet er heraus, dass eine Intra-SGSN-Routingaktualisierung (innerhalb eines SGSN) in Frage kommt. In diesem Fall hat der SGSN die notwendigen Informationen über die MS und muss nicht die GGSNs, HLR oder MSC/VLR über den neuen Standort der MS informieren. Die zyklische RA-Aktualisierung ist immer eine Intra-SGSN-Routingbereichs-Aktualisierung. Bei der Intra-SGSN Routingbereichs-Aktualisierung ändert sich auch der SGSN nicht, und keine Probleme, die von der Erfindung beseitigt werden, treten auf.
Inter-SGSN Routingbereichs-Aktualisierung
Bei dem Routingbereichs-Aktualisierungs-Vorgang zwischen zwei SGSNs (Inter-SGSN) ändert sich der bedienende SGSN und, gemäß der Erfindung, die MS sollte über die Änderung informiert werden, so dass die MS einen lokalen Vorgang oder einen Netz- Vorgang bzw. eine Prozedur zum Aktualisieren einer logischen Verbindung einleiten kann. Im folgenden wird die Inter-SGSN-Routingbereichs-Aktualisierung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf 3 beschrieben. In der folgenden Beschreibung beziehen sich die Bezugszahlen auf in 3 gezeigte Nachrichten oder Ereignisse.

1. Die MS sendet eine Routingbereichs-Aktualisierungs-Anforderung an den SGSN. Diese Nachricht schließt die vorübergehende logische Verbindungskennung TLLI (temporary logical link identity) ein, die Zellenkennung der neuen Zelle Cellid, die Routingbereichs-Kennung des alten Routingbereichs RAid, und die Routingbereichs-Kennung des neuen Routingbereichs RAid. Wenn Last an der Funkschnittstelle verringert werden soll, wird die Zellenkennung Cellid bis zu dem Basisstationssystem BSS nicht hinzugefügt.
2. Der neue SGSN stellt fest, dass der alte Routingbereich zu einem anderen SGSN gehört, der in diesem Zusammenhang hier als ein alter SGSN bezeichnet wird. Als Ergebnis fordert der neue SGSN MM- und PDP-Kontexte für die betreffende MS von dem alten SGSN an. Alle Kontexte können gleichzeitig angefordert werden, oder der MM-Kontext und jeder PDP-Kontext können in unterschiedlichen Nachrichten angefordert werden. Die Anforderungen) schließen mindestens die Routingbereichs-Kennung RAid des alten Routingbereichs und die TLLI ein. Der alte SGSN sendet als Antwort einen MM-Kontext, PDP-Kontexte und eventuell Authorisierungs-Parameter-Triplets. Wenn die MS in dem alten SGSN nicht erkannt wird, antwortet der alte SGSN mit einer geeigneten Fehlernachricht. Der alte SGSN speichert die Adresse des neuen SGSN, bis der alte MM-Kontext gelöscht wurde, so dass Datenpakete von dem alten SGSN zu dem neuen SGSN weitergeleitet werden können.
3. Der neue SGSN sendet eine Nachricht „Modify PDP Context Request" („Anforderung zum Verändern des PDP-Kontext") einschließlich z.B. einer neuen SGSN-Adresse an die beteiligten GGSNs. Die GGSNs aktualisieren ihre PDP-Kontext-Felder und senden als Antwort eine Nachricht „Modify PDP Context Response" („Antwort bezüglich einer Veränderung des PDP-Kontext").
4. Der SGSN informiert das HLR über die Änderung des SGSN, indem er eine Nachricht „Update Location" (Standort aktualisieren) einschließlich einer neuen SGSN-Adresse und IMSI sendet.
5. Das HLR löscht den MM-Kontext von dem alten SGSN, indem es ihm eine Nachricht „Cancel Location" („Standort löschen") sendet, die eine IMSI einschließt. Der alte SGSN löscht die MM- und PDP-Kontexte und bestätigt dies durch Senden einer Nachricht „Cancel Location Ack" („Standort löschen bestätigt").
6. Das HLR sendet eine Nachricht „Insert Subscriber Data" (Teilnehmerdaten einfügen), die eine IMSI und GPRS-Teilnehmerdaten einschließt, an den neuen SGSN. Der SGSN bestätigt dies durch Senden einer Nachricht „Insert Subscriber Data Ack" („Teilnehmerdaten einfügen bestätigt").
7. Das HLR bestätigt die Standortaktualisierung durch Senden einer Nachricht „Update location Ack" („Standort aktualisieren bestätigt") an den SGSN.
8. Wenn der Teilnehmer ebenfalls ein GSM-Teilnehmer ist (IMSI-Attached), muss die Verknüpfung zwischen dem SGSN und dem VLR aktualisiert werden. Die VLR-Adresse wird aus den RA-Informationen abgeleitet. Der neue SGSN überträgt Nachrichten „Location Updating Request" (Standortaktualisierungs-Anforderung), die z.B. eine SGSN-Adresse und eine IMSI einschließen, an das VLR. Das VLR speichert die SGSN-Adresse und bestätigt durch Senden einer Nachricht „Location Updating Accept" (Standortaktualisierung akzeptiert).
9. Der neue SGSN bestätig das Vorhandensein der MS in dem neuen Routingbereich RA. Wenn keine Beschränkungen für eine Registrierung der MS für den neuen RA existieren, erzeugt der SGSN MM- und PDP-Kontexte für die MS. Eine logische Verbindung wird zwischen dem neuen SGSN und der MS aufgebaut. Der neue SGSN antwortet an die MS mit einer Nachricht „Routing Area Update Accept" (Routingbereichs-Aktualisierung akzeptiert), die z.B. eine neue TLLI einschließt. Diese Nachricht sagt der MS, dass das Netz die Aktualisierung erfolgreich durchgeführt hat.
10. Die MS bestätigt die neue TLLI mit einer Nachricht „Routing Area Update Complete" („Routingbereichs-Aktualisierung abgeschlossen").
21. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung leitet der neue SGSN, der feststellt, dass die alte Routingbereichs-Kennung zu einem anderen SGSN gehört, sofort den Aufbau einer logischen Verbindung ein, indem er einen SABM (Set Asynchronous Balanced Mode)-Befehl des LAPG-Protokolls (Link Access Procedure on the „G"-channel) an die Mobilstation sendet. Dieser Befehl schließt dieselbe TLLI ein, welche die Mobilstation in der Routing Area Update Request-Nachricht verwendet hat. Auf ein Empfangen des SABM-Befehls hin setzt die Mobilstation die Zustandsvariablen (V(S), V(A), und V(R) auf Wert 0), Zähler und Zeitnehmer zurück. In der Erfindung umfasst der Empfang des SABM-Befehls vorzugsweise auch ein Setzen von LLC-Verbindungsparametern in der Mobilstation auf ihre Vorgabewerte. Solche LLC-Verbindungsparameter schließen die maximale Verzögerung (T200) der Bestätigungsantwort eines Datenrahmens, die maximale Anzahl (N200) von erneuten Übertragungen eines Rahmens, die maximale Anzahl (N201) von Oktetten in dem Informationsfeld eines Rahmens, und die maximale Anzahl von gesendeten unbestätigten Rahmen ein, d.h. die Größe des Bestätigungsfensters ist K. Ein Zurücksetzen von Zustandsvariablen gemäß der Erfindung umfasst auch einen Zeitnehmer, der die Verzögerung T200 misst, und ein Rücksetzen eines Neuübertragungszählers N200. Allgemein kann gesagt werden, dass die Aktualisierung einer logischen Verbindung alle nötigen Initialisierungen in verschiedenen Protokollschichten in der MS umfasst. Die MS antwortet durch Senden einer UA-Antwort (Unnumbered Acknowledgement) an den SGSN. Der SGSN führt die Initialisierung der Zustandsvariablen, Verbindungsparameter, Zähler und Zeitnehmer auf seiner eigenen Seite durch, und damit ist die logische Verbindung aufgebaut. Die MS stellt die Datenübertragung an den SGSN auch vorzugsweise vollständig ein, bis sie eine Routing Area Accept-Nachricht von dem SGSN in Schritt 9 empfangen hat. In einer andere Ausführungsform der Erfindung beginnt die neue MS, die feststellt, dass die alte Aufenthaltsbereichskennung zu einem anderen SGSN gehört, sofort den Aufbau einer logischen Verbindung durch Einleiten einer Prozedur der LLC-Schicht, welche die MS und der SGSN zum Aushandeln der LLC-Verbindungsparameter verwenden. Zu diesem Zweck sendet die MS einen XID-Befehl gemäß dem LAPG-Protokoll an den SGSN, wobei der Befehl eine Parameter-Nachricht einschließt. Die Parameternachricht enthält die Werte, die von der MS für LLC-Verbindungsparameter T200, N200, N201 und K angefordert werden. Der SGSN sendet eine XID-Antwort, die eine Liste der Parameterwerte enthält, welche der SGSN unterstützt. Die MS und der SGSN stellen diese Werte auf die Parameter ein. Natürlich kann der SGSN auch eine andere geeignete Signalisierungssequenz zum Einleiten des Aufbaus einer logischen Verbindung in der LLC-Schicht oder in einer anderen Protokollschicht verwenden.
21'. Der Aufbau einer logischen Verbindung, der in Punkt 21 beschrieben ist, kann alternativ an jedem beliebigen Punkt durchgeführt werden, z.B. nachdem die Routing Area Accept-Nachricht gesendet wurde, wie durch die LLC-Signalisierung 21' in 3 veranschaulicht. Dies verzögert jedoch den Beginn der Datenübertragung nach dem Aktualisierungsvorgang.
11. In einer andere Ausführungsform der Erfindung schließt der SGSN Informationen, dass die MS die Aktivierung des PDP-Kontexts (der Kontexte) einleiten soll, in die Routing Area Accept-Nachricht ein (z.B. in dem Cause-Feld). Der SGSN fügt diese Informationen zumindest hinzu, wenn die Suche nach einem PDP-Kontext (nach Kontexten) von dem alten SGSN fehlgeschlagen ist. Wenn die MS die Information „aktiviere PDP-Kontexte" empfängt, führt sie die oben beschriebene Aktualisierung einer logischen Verbindung durch und leitet die Aktivierung eines PDP-Kontexts ein, indem sie eine Nachricht (Nachrichten) „Activate PDP Context Request" an den SGSN sendet.

Die Standardisierung des GPRS-Systems ist noch nicht abgeschlossen. Der derzeitige Stand des GPRS-Systems ist in den Empfehlungen GSM 03.60 Version 0.20.0 und GSM 04.64 Version 0.0.1 (Entwurf) des European Telecommunications Standards Institute (ETSI) beschrieben, die hiermit als Referenz eingeschlossen sind.
Die Beschreibung veranschaulicht nur bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche variieren.

Claims

Verfahren zum Aktualisieren eines Routingbereichs in einem Paketfunknetz, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die Schritte umfasst: Aufbauen einer logischen Verbindung zwischen einer Mobilstation (MS) und einem ersten Funkunterstützungsknoten (SGSN1) über eine Funkzelle (BTS1), Wählen einer zweiten Funkzelle (BTS2) beim Roaming durch die Mobilstation (MS), wobei die von der zweiten Zelle (BTS2) ausgesendete Routingbereichskennung sich von der Routingbereichskennung der ersten Funkzelle (BTS1) unterscheidet, Senden einer Routingbereichsaktualisierungsanforderung von der Mobilstation (MS), die sich nicht in einem Datenübertragungszustand befindet, an den zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2), der die zweite Zelle (BTS2) bedient, Erkennen in dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2), dass die Mobilstation (MS) ein Roaming aus einem Routingbereich (RA 1) heraus ausgeführt hat, der von einem anderen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) bedient wird, Anfordern von Teilnehmerdaten in Bezug auf die Mobilstation (MS) von dem ersten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1), Senden einer Bestätigungsnachricht über die Routingbereichsaktualisierung von dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) an die Mobilstation (MS), Einleiten eines Signalisierungsvorgangs zum Initialisieren einer logischen Verbindung zwischen der Mobilstation (MS), die sich nicht in einem Datenübertragungszustand befindet, und dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) in dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten in Reaktion auf ein Erkennen, dass die Mobilstation (MS) ein Roaming aus einem Routingbereich ausgeführt hat, der von einem anderen Paketfunkunterstützungsknoten bedient wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierung einer logischen Verbindung ein Zurücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung in der Mobilstation (MS) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierung einer logischen Verbindung ein Setzen der Verbindungsparameter der logischen Verbindung auf ihre Vorgabewerte in der Mobilstation (MS) umfasst.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalisierungsvorgang zum Initialisieren einer logischen Verbindung die Schritte umfasst: Senden einer ersten Nachricht des Protokolls der logischen Verbindung von dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) an die Mobilstation (MS), Zurücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung in der Mobilstation (MS) in Reaktion auf die erste Nachricht, Senden einer Antwortnachricht von der Mobilstation (MS) an den zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2), Zurücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung in dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2).
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Paketfunknetz ein GPRS-Netz ist, und dass die erste Nachricht der „set asynchronous balanced mode"-Befehl des LAPG (Verbindungszugangsprotokoll auf dem „G"-Kanal)-Protokolls ist, und dass die Antwortnachricht die Unnumbered Acknowledgement-Antwort des LAPG (Verbindungszugangsprotokoll auf dem „G"-Kanal)-Protokolls ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalisierungsvorgang zum Initialisieren einer logischen Verbindung die Schritte umfasst Durchführen eines Aushandelns von Verbindungsparametern gemäß dem Protokoll der logischen Verbindung zwischen der Mobilstation (MS) und dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2), Setzen der Verbindungsparameter auf die ausgehandelten Werte in der Mobilstation (MS) und dem zweiten Unterstützungsknoten (SGSN2), Zurücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung in der Mobilstation (MS).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Paketfunknetz ein GPRS-Netz ist, und dass das Aushandeln von Verbindungsparametern die Schritte umfasst Senden eines Befehls des LAPG (Verbindungszugangsprotokoll auf dem „G"-Kanal)-Protokolls von dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) an die Mobilstation (MS), wobei der Befehl eine Liste der Verbindungsparameterwerte einschließt, die von dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) unterstützt werden, Senden einer Antwort des LAPG (Verbindungszugangsprotokoll auf dem „G"-Kanal)-Protokolls von der Mobilstation (MS) an den zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2), wobei die Antwort eine Liste der Verbindungsparameterwerte einschließt, die von der Mobilstation (MS) angefordert wurden, Setzen der Verbindungsparameterwerte auf die Werte, die in dem Befehl angegeben sind, in der Mobilstation (MS) und dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2), Zurücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung in der Mobilstation (MS).
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Fehlschlagen eines Abrufens von Paketdatenprotokollparametern, welche die Mobilstation in dem ersten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) aktiviert hat, von dem ersten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) für den zweiten Paketfunkunterstützungsknoten, Senden von Informationen von dem zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) an die Mobilstation (MS), dass sie die Paketdatenprotokollparameter wieder aktivieren soll, Senden einer Nachricht zum Aktivieren der Paketdatenprotokollparameter von der Mobilstation (MS) an den zweiten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2).
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Paketfunknetz ein GPRS-Netz ist, und dass die Aktivierungsnachricht eine Activate PDP Context-Anforderung ist.
Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalisierungsvorgang zum Initialisieren einer logischen Verbindung vor, gleichzeitig mit oder nach dem Anfordern von Teilnehmerdaten von dem ersten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Paketfunknetz ein GPRS-Netz ist, und dass die Informationen über die Notwendigkeit zum Aktivieren der Paketdatenprotokollparameter in einer Nachricht des Mobility Management Protokolls gesendet werden, z.B. in der MM-Nachricht Routing Area Update Accept.
Zellulares Paketfunknetz, umfassend Mobilstationen (MS), gekennzeichnet durch Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN), die mit einem digitalen zellularen Funknetz verbunden sind, welches eine Funkschnittstelle für die Unterstützungsknoten (SGSN) für eine paketvermittelte Datenübertragung zwischen den Unterstützungsknoten (SGSN) und Mobilstationen (MS) bereitstellt, wobei es eine logische Verbindung zwischen der Mobilstation (MS) und dem bedienenden Paketfunkunterstützungsknoten gibt, logische Routingbereiche (RA1, RA2), von denen jeder eine oder mehrere Zellen (BTS1, BTS2) in dem Funknetz umfasst, wobei jede Zelle eingerichtet ist, um Informationen über den Routingbereich auszusenden, zu dem sie gehört, wobei die Mobilstationen (MS), die sich nicht in einem Datenübertragungszustand befinden, eingerichtet sind, um eine Routingbereichsaktualisierungsanforderung an das Paketfunknetz zu senden, wenn sie ein Roaming zu einer neuen Zelle (BTS2) ausführen, welche zu einem anderen Routingbereich (RA2) als die alte Zelle gehört, wobei die Aktualisierungsanforderung Kennungen des alten und des neuen Routingbereichs (RA1, RA2) umfasst, wobei der neue Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) dazu eingerichtet ist, die Teilnehmerdaten des Mobilteilnehmers von dem alten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) anzufordern, nach einem Erkennen, dass der alte Routingbereich (RA1) zu einem anderen Paketunterstützungsknoten (SGSN1) gehört, wobei der neue Paketfunkknoten (SGSN2) dazu eingerichtet ist, die Routingbereichsaktualisierung der Mobilstation (MS) zu bestätigen, wenn der Knoten die Teilnehmerdaten empfangen hat, wobei der neue Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) eingerichtet ist, einen Signalisierungsvorgang zum Initialisieren einer logischen Verbindung zwischen der Mobilstation (MS), die sich nicht in einem Datenübertragungszustand befindet, und dem neuen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) einzuleiten, in Reaktion auf ein Erkennen, dass die Mobilstation ein Roaming von einem Routingbereich (RA1) ausgeführt hat, der von einem anderen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) bedient wird.
Paketfunknetz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der neue Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) eingerichtet ist, den Signalisierungsvorgang davor oder gleichzeitig damit einzuleiten, dass er die Teilnehmerdaten von dem alten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) abruft.
Paketfunknetz nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Initialisierung einer logischen Verbindung ein Zurücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung und ein Setzen der Verbindungsparameter der logischen Verbindung auf ihre Vorgabewerte in der Mobilstation (MS) umfasst.
Paketfunknetz nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalisierungsvorgang zum Initialisieren einer logischen Verbindung eine Nachricht des ersten logischen Verbindungsprotokolls umfasst, die von dem neuen Funkunterstützungsknoten (SGSN2) gesendet wird, wobei die Nachricht ein Zurücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung in der Mobilstation (MS) bewirkt, und eine Antwortnachricht, die von der Mobilstation (MS) an den neuen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) gesendet wird.
Paketfunknetz nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Paketfunknetz ein GPRS-Netz ist, und dass die erste Nachricht der Set Asynchronous Balanced Mode-Befehl des LAPG-Protokolls ist und dass die Antwortnachricht die Unnumbered Acknowledgement-Antwort des LAPG-Protokolls ist.
Paketfunknetz nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalisierungsvorgang zum Initialisieren einer logischen Verbindung ein Aushandeln von Verbindungsparametern gemäß einem logischen Verbindungsprotokoll zwischen dem neuen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) und der Mobilstation (MS) umfasst, wobei das Aushandeln ein Setzen der Verbindungsparameter auf die ausgehandelten Werte in der Mobilstation (MS) und dem neuen Unterstützungsknoten (SGSN2) und ein Zurücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung in der Mobilstation (MS) bewirkt.
Paketfunknetz nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Paketfunknetz ein GPRS-Netz ist und dass das Aushandeln der Verbindungsparameter einen XID-Befehl des LAPG-Protokolls umfasst, der von dem neuen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) an die Mobilstation (MS) gesendet wird, wobei der Befehl eine Liste der Verbindungsparameterwerte einschließt, die von dem neuen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) unterstützt werden, und eine XID-Antwort des LAPG-Protokolls, die von der Mobilstation (MS) an den neuen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) gesendet wird, wobei die Antwort eine Liste der Verbindungsparameterwerte einschließt, die von der Mobilstation (MS) angefordert werden, und wobei das Aushandeln ein Setzen der Verbindungsparameter in der Mobilstation (MS) und dem neuen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) auf die Werte, die in der XID-Antwort angegeben sind, und ein Rücksetzen der Zustandsvariablen der logischen Verbindung in der Mobilstation (MS) bewirkt.
Paketfunknetz nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilnehmerdaten die Paketdatenprotokollparameter einschließen, welche die Mobilstation (MS) in dem alten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) aktiviert hat, der neue Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) eingerichtet ist, Informationen zu senden, dass sie die Paketdatenprotokollparameter reaktivieren soll, in Reaktion auf die erfolglose Suche nach den Teilnehmerdaten von dem alten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1), wobei die Mobilstation (MS) eingerichtet ist, eine Nachricht zum Aktivieren der Paketdatenprotokollparameter in Reaktion auf die Aktivierungsinformationen an den neuen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) zu senden.
Paketfunknetz nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestätigungsnachricht über die Routingbereichsaktualisierung die Informationen über die Änderung des neuen Paketfunkunterstützungsknotens (SGSN2) einschließt.
Paketfunkunterstützungsknoten für ein digitales zellulares Paketfunknetz, welches eine Funkschnittstelle für den Unterstützungsknoten (SGSN2) für paketvermittelte Datenübertragung mit einer Mobilstation (MS) über eine logische Verbindung bereitstellt, die zwischen der Mobilstation und dem Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) hergestellt wird, wobei das digitale zellulare Paketfunknetz logische Routingbereiche einschließt, von denen jeder eine oder mehrere Zellen in dem Funknetz umfasst, wobei jede Zelle eingerichtet ist, Informationen über den Routingbereich auszusenden, zu dem sie gehört, dadurch gekennzeichnet, dass der Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) umfasst: Mittel zum Empfangen einer Routingbereichsaktualisierungsanforderung, die von einer Mobilstation (MS) gesendet wird, die sich nicht in einem Datenübertragungszustand befindet, wenn sie ein Roaming zu einer neuen Zelle ausführt, die zu einem anderen Routingbereich als die alte Zelle gehört, wobei die Aktualisierungsanforderung Kennungen des alten und des neuen Routingbereichs einschließt, Mittel zum Anfordern der Teilnehmerdaten des Mobilteilnehmers von dem alten Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) auf ein Erkennen hin, dass der alte Routingbereich zu einem anderen Paketfunkunterstützungsknoten gehört, Mittel zum Bestätigen der Routingbereichsaktualisierung an die Mobilstation (MS) wenn der Knoten die Teilnehmerdaten empfangen hat, Mittel zum Einleiten eines Signalisierungsvorgangs zum Initialisieren einer logischen Verbindung zwischen der Mobilstation (MS), die sich nicht in einem Datenübertragungszustand befindet, und dem Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) in Reaktion auf ein Erkennen, dass die Mobilstation ein Roaming von einem Routingbereich ausgeführt hat, der von einem anderen Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1) bedient wird.
Mobilstation für ein digitales zellulares Paketfunknetz, welches eine Funkschnittstelle für einen bedienenden Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1, SGSN2) bereitstellt, für paketvermittelte Datenübertragung mit der Mobilstation (MS) über eine logische Verbindung, die zwischen der Mobilstation (MS) und dem Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN1, SGSN2) hergestellt wird, wobei das digitale zellulare Paketfunknetz logische Routingbereiche (RA1, RA2) einschließt, von denen jeder eine oder mehrere Zellen (BTS1, BTS2) in dem Funknetz einschließt, wobei jede Zelle (BTS1, BTS2) eingerichtet ist, Informationen über den Routingbereich auszusenden, zu dem sie gehört, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation (MS) umfasst Mittel zum Senden einer Routingbereichsaktualisierungsanforderung an das Paketfunknetz, wenn die Mobilstation (MS), die sich nicht in einem Datenübertragungszustand befindet, ein Roaming zu einer neuen Zelle (BTS2) ausführt, welche zu einem anderen Routingbereich (RA2) gehört als die alte Zelle (BTS1), wobei die Aktualisierungsanforderung Kennungen des alten und neuen Routingbereichs (RA1, RA2) einschließt, Mittel zum Empfangen von Signalisierung von einem neuen bedienenden Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) zum Initialisieren einer logischen Verbindung zwischen der Mobilstation (MS), die sich nicht in einem Datenübertragungszustand befindet, und dem neuen bedienenden Paketfunkunterstützungsknoten (SGSN2) nach dem Senden der Routingbereichsaktualisierungsanforderung, Mittel zum Initialisieren der Mobilstationsseite der logischen Verbindung, Mittel zum Senden einer Initialisierungsbestätigung an den neuen bedienenden Paketfunkunterstützungsknoten.