DE60130247T2

DE60130247T2 - Senden von nachrichten in einem telekommunikationssystem mit einem paketfunknetzwerk

Info

Publication number: DE60130247T2
Application number: DE60130247T
Authority: DE
Inventors: Janne Aaltonen
Original assignee: Nokia Inc
Current assignee: Nokia Inc
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2021-11-17
Also published as: DE60130247D1; US20020110116A1; CN1204768C; FI20002531L; EP1340391A1; PT1340391E; JP3943495B2; US8767673B2; EP1340391B1; FI111503B; CN1475086A; ATE372031T1; BR0115442A; FI20002531A0; KR20030044079A; ES2290182T3; AU2002215073A1; US7502345B2; KR100574829B1; JP2004514358A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf das Übertragen von Nachrichten in einem Telekommunikationssystem, das ein Paketfunknetz umfasst.
Im GSM-System haben sich Kurznachrichtendienste SMS als extrem populär erwiesen. Kurznachrichten werden für eine textbasierte Nachrichtenübermittlung zwischen Benutzern verwendet, oder um Anwendungsdaten, wie WAP-Anwendungsdaten (Wireless Application Protokoll) zu befördern. Kurznachrichten werden durch eine Kurznachrichtendienstzentrale (SM-SC) gelenkt, die die Kurznachrichten weiterleitet und Nachrichten, die nicht geliefert worden sind, speichert und erneut überträgt. Die SM-SC kann eine Kurnachricht über jedes Netz für das Liefern an einem Mobilstation MS empfangen. Die SM-SC überträgt eine empfangene Kurznachricht an eine Gateway-Mobilvermittlungs zentrale für Kurznachrichtendienst (SMS-GMSC), damit sie weiter an eine Mobilstation geliefert werden kann. Eine von einer Mobilstation kommende Kurznachricht wird über eine Interworking-Mobilvermittlungszentrale für Kurznachrichtendienst (SMS-IWM-SC) an die SM-SC gelenkt, um weiter geliefert zu werden. Signalisierungskanäle können beim Senden und Empfangen von Kurznachrichten verwendet werden; somit ist kein getrennter Verkehrkanal erforderlich.
Es hat sich herausgestellt, dass Kurznachrichtendienste auch für den allgemeinen Paketfunkdienst (General Packet Radio Service, GPRS, der für das GSM-System entwickelt wurde, notwendig sind. Der GPRS umfasst bedienende GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN) und Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten (GGSN). Der GGSN agiert als ein Gateway zu Paketdatennetzen (PDN), wie das Internet, wobei wenn man von einem Netz PDN außerhalb schaut, der GGSN als ein Router für ein Unternetz agiert. Der SGSN bedient Mobilstationen MS, die an ihn angebunden sind, in seinem Dienstgebiet, sendet und empfängt Datenpakete von diesen Mobilstationen und überwacht den Ort der Mobilstationen in seinem Dienstgebiet. Das Anbinden einer MS an einen SGSN bezieht sich auf die Ausbildung eines Mobilitätsverwaltungskontexts für die MS, wobei diese Funktion GPRS-Anbinden im GPRS-System genannt wird. Damit der Kurznachrichtendienst über ein GPRS-Netz verwendet werden kann, ist eine Schnittstelle Gd zwischen dem SGSN und der SMS-GMSC und dem SGSN und der SMS-IWMSC genormt. Eine MS, die an ein GPRS-Netz angebunden ist, kann Kurznachrichten durch das GPRS-Netz über die Schnittstelle Gd übertragen. Ein aktiver PDP-Kontext (Paketdatenprotokoll) wird für das Senden und Empfangen einer Kurznachricht nicht benötigt, und so werden Kurznachrichten in einem GPRS-Netz unter Verwendung der Signalisierung des GPRS-Netzes übertragen. In einem GPRS-Netz basiert die Signalisierung auf der Verwendung von GPRS-Verkehrskanälen.
Das Problem besteht jedoch darin, dass die Schnittstelle Gd in GPRS-Netzen nicht obligatorisch ist, und so muss das GPRS nicht die Übertragung von Kurznachrichten unterstützen. Wenn eine Schnittstelle Gs zwischen dem SGSN und einer Mobilvermittlungszentrale (MSC/VLR) existiert, kann eine an einer Mobilstation endende Kurznachricht von der MSC/VLR an den SGSN und weiter an die MS geliefert werden. Der GPRS-Standard definiert, dass eine an ein GPRS angebundene aber nicht an eine IMSI angebundene Mobilstation Kurznachrichten über GPRS-Kanäle übertragen muss. Dies verursacht Probleme, da die MS nicht weiß, ob das GPRS-Netz die Übertragung von von der Mobilstation ausgehenden Kurznachrichten über das GPRS-Netz unterstützt. Wenn keine GD-Schnittstelle existiert, oder wenn die Schnittstellen der SMS-IWMSC nicht aktualisiert sind, um eine Kurznachricht vom GPRS-Netz zu unterstützen, so misslingt die Übertragung von der MS über das GPRS-Netz.
Die WO 98127698 offenbart ein System für leitungsvermittelte und paketvermittelte Kommunikationen, bei dem es eine paketvermittelte Datensteuerung und eine leitungsvermittelte Datensteuerung zu einem ersten Netz gibt. Weiter ist eine gemeinsame Steuerung für die Übertragung zwischen diesen Wandlern und einem zweiten Netz vorgesehen. Die paketvermittelte Datensteuerung und die leitungsvermittelte Datensteuerung können vom zweiten Netz unabhängig sein.
Die WO 98/47269 offenbart ein Verfahren für eine Telefonnachrichtenübermittlung. Das System umfasst Pakettelefonienachrichten-(PTM)-Server, die in einem IP-Kernnetz Nachrichten zwischen einer ausgebenden Vorrichtung und einer Zielvorrichtung liefern.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung, die das Verfahren implementiert, zu liefern, um die obigen Probleme zu vermeiden. Die Aufgaben der Erfindung werden mit einem Verfahren und einer Mobilstation gelöst, die gekennzeichnet sind durch das, was in den unabhängigen Ansprüchen angegeben ist. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung basiert darauf, dass die Mobilstation Nachrichten über ein erstes Netz, das leitungsvermittelte Dienste anbietet, überträgt, wenn die Nachrichtenübertragung über ein zweites Netz, das paketvermittelte Dienste anbietet, misslingt.
Das Verfahren und das System der Erfindung liefern den Vorteil, dass die Übertragung von Nachrichten, die über ein paketvermitteltes Netz übertragen werden sollen, auch in Systemen angeordnet werden kann, die eine Kurznachrichtenübertragung über ein paketvermitteltes Netz nicht unterstützen. Nach der Lösung sind keine Änderungen in den Netzen notwendig, sondern die Mobilstation kümmert sich stattdessen um die Übertragung zu einem leitungsvermittelten Netz.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung überträgt eine Mobilstation Nachrichten über ein erstes Netz, das leitungsvermittelte Dienste bietet, wenn die Mobilstation nicht an ein zweites Netz angebunden ist, das paketvermittelte Dienste liefert. Die Nachrichtenübertragung an das erste Netz kann automatisch erfolgen, wodurch Nachrichten ohne Fehlernachrichten und eine Intervention des Benutzers gesendet werden können. Das Ziel, immer Nachrichten über ein zweites paketvermitteltes Netz zu senden, ergibt typischerweise eine effizientere Verwendung der Netzressourcen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das erste Netz ein GSM-Netz und das zweite Netz ein GPRS-Netz. Die Nachrichtenübertragung über ein GSM-Netz erfordert typischerweise die Unterbrechung des GPRS-Netzdienstes. Das Ziel, immer Nachrichten über ein GPRS-Netz zu senden, vermeidet die Unterbrechung bei einer Datenübertragung, die durch die Unterbrechung und die Signalisierung verursacht wird, die Funkressourcen verbraucht.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Nachfolgend wird die Erfindung detaillierter in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 zeigt ein GSM/GPRS-System, das Kurznachrichtendienste unterstützt;
2 zeigt die Struktur einer Mobilstation gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und
3 ist ein Flussdiagramm des Betriebs einer Mobilstation bei einer Kurznachrichtenübertragung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist auf jedes drahtlose Telekommunikationssystem anwendbar, in dem eine Mobilstation Nachrichten über ein paketvermitteltes und ein leitungsvermitteltes Netz übertragen kann. Nachfolgend wird eine Kurznachrichtenübertragung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im GSM/GPRS-System beschrieben.
1 zeigt ein drahtloses Telekommunikationssystem, in dem ein erstes Netz NW1 ein GSM-Netz ist, das leitungsvermittelte Dienste bietet, und ein zweites Netz NW2 ein GPRS-Netz ist, das paketvermittelte Dienste liefert. Die leitungsvermittelten Dienste des GSM-Netzes zu anderen Netzen PSTN (öffentliches Telefonnetz) und ISDN (dienstintegrierendes digitales Netz) werden von einer Mobilvermittlungszentrale MSC/VLR angeboten, die sich um den Verbindungsaufbau und das Lenken der Verbindungen an die richtigen Adressen kümmert. Zwei Datenbanken, die Information über mobile Teilnehmer enthalten, werden hier zur Unterstützung verwendet: ein Heimatregister (HLR), das Information über alle Teilnehmer eines Mobilnetzes und die von ihnen bestellten Dienste umfasst, und ein Besucherregister (VLR), das Information über Mobilstationen, die das Gebiet einer gegebenen Mobilvermittlungszentrale MSC/VLR besuchen, umfasst. Eine detailliertere Beschreibung des GSM-Systems und der Kurznachrichtenübertragung in einem GSM-Netz ist in den ETSI/GSM-Spezifikationen und in "The GSM system for Mobile Communications", M. Mouly und M. Pautet, Frankreich 1992 ISBN:2-957190-07-7 angegeben.
Wie oben beschrieben wurde, umfasst das GPRS-Netz NW2 ein oder mehrere Betriebsknoten SGSN und Gateway-Knoten GGSN. Sowohl das leitungsvermittelte GSM-Netz (MSC/VLR) als auch das paketvermittelte GPRS-Netz (SGSN, GGSN) verwenden dasselbe Basisstationssystem (BSS). Das BSS umfasst Basis-Sende-Empfänger-Stationen (BTS), die mit Mobilstationen (MS) über den Funkpfad kommunizieren, und Basisstationssteuerungen (BSC), die die Funkfrequenzen und Kanäle, die für die damit verbundenen Basisstationen BTS verfügbar sind, steuern. Die MSC/VLR und der SGSN können beide das HLR, die SMS-IWMSC, die Kurznachrichten vermittelt, und die SMS-GMSC verwenden. Die SMS-IWMSC und die SMS-GMSC sind mit einer Kurznachrichtenzentrale (SM-SC) verbunden, die sich um das Speichern und Weiterleiten der Kurznachrichten kümmert.
2 zeigt die Struktur einer Mobilstation MS gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Die MS umfasst einen Sende-Empfänger (Tx/Rx), der über eine Antenne mit der BTS kommuniziert. Benutzerschnittstellenmittel (UI) umfassen typischerweise eine Anzeige, eine Tastatur, ein Mikrofon und ein Lautsprecher. Eine MS umfasst auch ein Teilnehmeridentitätsmodul (SIM), in dem beispielsweise Kurznachrichten gespeichert werden können. Die MS umfasst einen Speicher (MEM), in welchem ein Kode für die Ausführung durch eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) gespeichert werden kann. Die CPU verwendet den MEM, den Tx/Rx, das SIM und die UI, um ein GSM-Mittel (GSMM) zu implementieren, das den GSM-Dienst liefert, ein Kurznachrichtenmittel (SMSM), das ein Senden und Empfangen von Kurznachrichten bietet, und ein GPRS-Mittel (GPRSM), das den GPRS-Dienst liefert. Das GSMM, SMSM und GPRSM können durch Software mittels existierender Prozessoren und einem Speicher implementiert werden; es können auch integrierte Schaltungen verwendet werden.
3 zeigt die Übertragung von Kurznachrichten gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Der Bedarf 300, eine Kurznachricht zu übertragen, tritt auf, wenn der Benutzer einer MS eine Kurznachricht eingetippt und ihre Übertragung aktiviert hat, oder wenn Daten für eine Übertragung als eine Kurznachricht von einer MS-Anwendung, wie dem WAP, ankommen. Eine Chat-Anwendung, eine intelligente Nachrichtenübermittlung (smart messaging) und der SIM-Anwendungswerkzeugsatz (SIM Application Toolkit) können beispielsweise auch Kurznachrichten verwenden. In Erwiderung auf den Bedarf 300 erfolgt eine Prüfung 301, um zu sehen, ob die MS an ein Paketfunknetz GPRS angebunden ist. Dies kann durch das SMSM implementiert sein, das vom GPRSM den Zustand (MM-Zustand) eines oder mehrerer aktueller Mobilitätsverwaltungskontexte (MM-Kontexte) der MS prüft. Wenn sich mindestens ein MM-Kontext im BEREIT-Zustand oder RUHE-Zustand befindet, ist die MS an ein GPRS-Netz angebunden. Wenn die MS nicht an ein GPRS-Netz angebunden ist, ist das SMSM ausgelegt, das GSMM zu verwenden, um die Nachricht an das GSM-Netz, das leitungsvermittelte Dienste bietet, zu übertragen, 302. Wenn die MS an ein GPRS-Netz angebunden ist, ist das SMSM ausgelegt, das GPRSM zu verwenden, um die Nachricht an das GPRS-Netz, das die paketvermittelten Dienste liefert, zu übertragen, 303.
Die SMSM sind ausgelegt, um zu prüfen, 304, ob eine Kurznachrichtenübertragung erfolgreich war. Wenn dem so ist, sind die SMSM bereit, eine neue Kurznachricht zu übertragen, 305. Die Kurznachrichtenübertragung kann misslungen sein, weil beispielsweise der SGSN oder die SMS-IWMSC die Schnittstelle Gd nicht unterstützen; in diesem Fall wird eine Fehlernachricht an die MS zurückgegeben. Wenn die Kurznachrichtenübertragung misslungen ist, sind das SMSM und das GPRSM ausgelegt, um den paketvermittelten GPRS-Dienst vom GPRS-Netz zu unterbrechen 306 (GPRS-Unterbrechung). Die SMSM sind ausgelegt, das GSMM zu verwenden, um die Kurznachricht an ein GSM-Netz zu übertragen, 307. Wenn die Kurznachricht (oder mehrere Kurznachrichten) übertragen ist, kann sich das Anbieten des paketvermittelten GPRS-Dienstes fortsetzen, 308.
Das Unterbrechen der GPRS-Dienste 306 wird mindestens für Mobilstationen der Klasse B benötigt. Die Unterbrechung 306 kann so ausgelegt sein, das das SMSM eine Unterbrechung des Dienstes vom GPRSM fordert, wenn eine Fehlernachricht empfangen wird, und die Absicht besteht, eine Kurznachricht als GSM-Signalisierung über die MSC/VLR des GSM-Netzes zu übertragen. Die MS überträgt eine Aufhebungsnachricht (RR-Aufheben) an die BSC. Die BSC kann den GPRS-Verkehr zur temporären logischen Verbindungskennung (temporary logical link identity, TLLI) der MS beenden. Die BSC überträgt die Aufhebungsnachricht an den SGSN, und der SGSN überträgt eine Bestätigungsnachricht (Aufhebungs-Ack).
Wenn die BSC bestimmt, dass die MS nicht mehr länger leitungsvermittelte Ressourcen benötigt, so überträgt sie eine Wiederaufnahmeanforderung (Wiederaufnehmen) an den SGSN. Der SGSN überträgt eine Bestätigung (Wiederaufnahme-Ack) auf die Wiederaufnahmeanforderung hin. Die BSC überträgt eine Funkkanalfreigabeanforderung (RR-Kanal-Freigabe) an die MS, auf deren Basis die Funkkanäle, die möglicherweise von der MS verwendet wurden, freigegeben werden. Die MS kann dann Daten über das GPRS-Netz (308) senden und empfangen. Wenn die Wiederaufnahmeanforderung (Wiederaufnehmen) oder die Funkkanalfreigabeanforderung (RR-Kanalfreigabe) misslingt, kann die MS den GPRS-Dienst fortsetzen, indem sie eine Routinggebietaktualisierungsanforderung an den SGSN überträgt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird dem Benutzer einer MS die Option geboten, zu wählen, ob Nachrichten über ein GSM-Netz oder ein GPRS-Netz übertragen werden. Die UI kann beispielsweise ein Menü anzeigen, das es dem Benutzer erlaubt, eine der beiden Einstellungen vorzunehmen:

a) Kurznachrichten werden immer über ein GSM-Netz übertragen, oder
b) Das Verfahren erfolgt gemäß der 3, das heißt, es wird versucht, Kurznachrichten über ein GPRS-Netz zu übertragen. Das SMSM überträgt die Nachrichten, wie sie vom Benutzer gewählt werden. Das Verfahren ist in Übereinstimmung mit 3, zumindest dann wenn die Absicht besteht, eine Kurznachricht über das GPRS-Netz zu übertragen; es ist jedoch möglich, zu versuchen, Kurznachrichten, die über ein GSM-Netz übertragen werden sollen, an ein GPRS-Netz zu übertragen.

Die zu übertragende Nachricht muss nicht eine Kurznachricht des Kurnachrichtendienstes SMS sein. Die Erfindung ist auf jeden Nachrichtendienst anwendbar, wie bei Übertragungen von Bildnachrichten oder Nachrichten, die Multimediainformation enthalten. Die Nachrichtenübertragung gemäß der Erfindung ist auch auf andere Systeme als das GSM/GPRS anwendbar, beispielsweise auf Telekommunikationssysteme der dritten Generation, wie das UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), das auf dem Kernnetz des GSM-Systems basiert und von der 3GPP (Third Generation Partnership Projekt) genormt ist, oder ein System der dritten Generation, das von der 3GPP2 genormt ist. Neben dem Kurznachrichtendienst wird ein Multimedianachrichtenübermittlungsdienst für das UMTS entwickelt.
Es wird für einen Fachmann deutlich, dass wenn die Technik fortschreitet, die Grundidee der Erfindung auf verschiedene Arten implementiert werden kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen sind somit nicht auf die obigen Beispiele beschränkt sondern können innerhalb des Umfangs der Ansprüche variieren.

Claims

Verfahren zum Übertragen von Nachrichten von einer Mobilstation an ein Telekommunikationssystem, umfassend ein erstes Netzwerk, welches leitungsvermittelte Dienste anbietet und ein zweites Netzwerk, welches paketvermittelte Dienste anbietet, gekennzeichnet durch: – Überprüfen (301), durch die Mobilstation, ob die Mobilstation an das zweite Netzwerk angebunden ist, in Reaktion auf den Bedarf, mindestens eine Nachricht zu übermitteln; – Übermitteln (303) der mindestens einen Nachricht an das zweiten Netzwerk in Reaktion darauf, dass die Mobilstation an das zweiten Netzwerkangebunden ist, und – als Reaktion auf das Fehlschlagen des Übermittelns der Nachricht über das zweite Netzwerk, falls eine Fehlermeldung von dem zweiten Netzwerk empfangen wurde, Übermitteln (307) der mindestens einen Nachricht an das erste Netzwerk.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Übermitteln (302) der Nachricht über das erste Netzwerk, in Reaktion auf Nichtanbinden an das zweite Netzwerk.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch: – Unterbrechen (306) des paketvermittelten Dienstes in dem zweiten Netzwerk, vor Übermitteln der Nachricht an das erste Netzwerk und – Fortfahren (308), den paketvermittelten Dienst anzubieten, nach der Übertragung der Nachricht auf Anfrage des ersten Netzwerkes oder der Mobilstation.
Verfahren nach irgendeiner der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Netzwerk ein globales System für mobile Kommunikation GSM Netzwerk und das zweite Netzwerk, ein Allgemeines Packet Funkdienst GPRS Netzwerk ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachricht eine textbasierte Kurznachricht eines Kurznachrichtendienstes SMS oder eine Bildnachricht ist.
Verfahren nach irgendeinem der vorausgegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch – Anbieten der Option zu wählen, ob die Nachrichten über das erste Netzwerk oder das zweite Netzwerk übertragen werden, an den Benutzer einer Mobilstation und – Übertragen der Nachrichten gemäß der Wahl des Benutzers.
Mobilstation, umfassend Nachrichtenmittel zum Übermitteln von Nachrichten über ein erstes Netzwerk, welches leitungsvermittelte Dienste anbietet und über ein zweites Netzwerk, welches paketvermittelte Dienste anbietet, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation eingerichtet ist, zu: – Überprüfen (301), ob die Mobilstation an das zweites Netzwerk angebunden ist, in Reaktion auf den Bedarf, mindestens eine Nachricht zu übermitteln; – Übermitteln (303) der mindestens einen Nachricht an das zweiten Netzwerk in Reaktion darauf, dass die Mobilstation an das zweiten Netzwerk angebunden ist, und – Übermitteln (307) der mindestens einen Nachricht an das erste Netzwerk, in Reaktion auf das Fehlschlagen des Übermittelns der Nachricht über das zweite Netzwerk, falls eine Fehlermeldung von dem zweiten Netzwerk empfangen wurde.
Mobilstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachrichtenmittel eingerichtet sind, die Nachricht in Reaktion auf Nichtanbinden an das zweite Netzwerk über das erste Netzwerk zu übermitteln (302).
Mobilstation nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass – die Benutzerschnittstelle der Mobilstation eingerichtet ist, ein Menü anzuzeigen, welches dem Benutzer der Mobilstation die Option anbietet, auszuwählen, ob Nachrichten über das erste oder das zweite Netzwerk übermittelt werden, und – die Nachrichtenmittel eingerichtet sind, die Nachrichten gemäß der Wahl des Benutzers zu übertragen.
Mobilstation nach irgendeiner der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Netzwerk ein globales System für mobile Kommunikation GSM Netzwerk, das zweite Netzwerk, ein Allgemeines Packet Funkdienst GPRS Netzwerk und die Nachricht eine Kurznachricht eines Kurznachrichtendienstes SMS ist.
Mobilstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation eingerichtet ist, den paketvermittelten Dienst in dem zweiten Netzwerk zu unterbrechen, bevor die Nachricht zu dem ersten Netzwerk übermittelt wird.
Mobilstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass, um zu überprüfen, ob die Mobilstation an das zweite Netzwerk angebunden ist, die Mobilstation eingerichtet ist, den Zustand einer oder mehreren momentanen Mobilitätsverwaltungs-Kontexte der Mobilstation zu überprüfen.