DE60132351T2

DE60132351T2 - Teilnehmergerät-abbau mittels eines rufverfahrens in einem zellularen kommunikationssystem

Info

Publication number: DE60132351T2
Application number: DE60132351T
Authority: DE
Inventors: Tomas Johansson; Stefan Pontus Wallentin
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2000-11-28
Filing date: 2001-11-06
Publication date: 2009-01-02
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: ES2299525T3; EP1338166B1; WO2002045456A1; ATE383723T1; DE60132351D1; AU2002214450A1; EP1338166A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
FACHGEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Telekommunikationstechnik und insbesondere ein Verfahren zur Freigabe einer Benutzereinrichtung (UE), wie etwa Mobilstationen und persönliche digitale Assistenten (PDAs) sowie eine Vielfalt von anderen Einrichtungen, unter Verwendung des Funkruf-Steuerkanals (PCCH). Die Prozedur kann entweder eine Freigabemeldung in die Funkrufnachricht einschließen, oder sie kann die Freigabeprozedur über den PCCH ermöglichen.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Die Veröffentlichung „Universal Mobile Telecommunications System (UMTS); RRC Protocol Specification (3GTS 25.331 v 3.1.0 Release 1999)", insbesondere „3GTS 25.331", Seite 36, Abschnitt 8.1.2.1. und Seite 37, Abschnitt 8.1.4.5. – Abschnitt 8.1.4.6., zeigt eine Freigabeprozedur. Jedoch definiert Abschnitt 8.1.4.2. eindeutig, daß die auf den Seiten 36 und 37 besprochene Prozedur erfordert, daß die Benutzereinrichtung (UE) im Zustand CELL DCH oder CELL FACH ist. Sowohl im CELL DCH-Zustand als auch im CELL FACH-Zustand gibt es einen festgeschalteten Steuerkanal (DCCH) zur Übertragung von Signalisierungsnachrichten zwischen der UE und dem RAN. Somit lehrt 3GTS 25.331 die Verwendung eines festgeschalteten Steuerkanals für die Freigabe- und Bestätigungsnachrichten.
WO 99/17579 betrifft eine Funkrufprozedur eines Mobilfunkgeräts in einem Mobiltelefonnetzwerk. Um eine leitungsvermittelte Verbindung aufzubauen, sendet das Mobiltelefonnetzwerk eine Funkrufanforderung, als deren Ergebnis das Mobiltelefon in eine Bereitschafts-Betriebsart für eine leitungsvermittelte Verbindung wechselt. Es wird nichts über eine Freigabeprozedur wie in der vorliegenden Erfindung erwähnt.
WO 94/05095 (Seite 7, Zeile 30 bis Seite 8, Zeile 13; Seite 10, Zeilen 2–5; und 2) zeigt die Verwendung eines gemeinsamen Steuerkanals für die Aufwärtsstrecken-Signalisierung zwischen der UE und dem RAN. Es gibt keine Lehren oder Vorschlage zum Senden einer Freigabenachricht an die UE über den Funkruf-Steuerkanal.
Das US-Patent 5 745 695 betrifft das Aussetzen des Datendienstes, während man im System angemeldet bleibt, und die entsprechende Signalisierung von einer entfernten Station an einen Unterstützungsknoten. Funkrufanforderungen werden während der Zeiträume übermittelt, in denen keine Daten übermittelt werden. Es gibt keine Lehren oder Vorschläge zum Senden einer Freigabenachricht an die entfernt gelegene Station über den Funkruf-Steuerkanal.
WO 98/48581 betrifft ein Verfahren zur Aufhebung der Zuweisung eines oder mehrerer physischer Kanäle, die vorher für die paketvermittelte Übertragung zwischen einer Vielzahl von Mobilstationen zugewiesen waren. Das technische Gebiet, das diese Veröffentlichung betrifft, kann grundsätzlich mit der Freigabe eines Funkkanals verglichen werden, da die Aufhebung der Zuweisung eine Freigabe eines Kanals für eine Übertragung (paketvermittelt) zugunsten einer anderen Übertragung, nämlich einer leitungsvermittelten Verbindung, bedeutet. Es wird erwähnt, daß, um die Aufhebung der Zuweisung zu erreichen, eine RLC/MAC-Steuernachricht rundgesendet wird, und zwar auf der gleichen Trägerfrequenz, die für den nicht mehr zugewiesenen physischen Kanal verwendet wurde. Somit beschreibt die Veröffentlichung nicht die spezifische Kanalfreigabe gemäß der vorliegenden Erfindung.
„Third Generation Partnership Project RRC Protocol Specification", Ausgabe 1999, Seiten 32–33, 36–37, 71–73 und 99–105 (im Nachhinein als „Ausgabe 99" bezeichnet): In Ausgabe 99 wird ein Breitband-Codemultiplex-Mehrfachzugriffs-(WCDMA-)Standard für die drahtlose Kommunikationsgemeinschaft bereitgestellt. Die grundlegende WCDMA-Architektur ist in 2 gezeigt, und für ein grundlegendes Verständnis eines beispielhaften WCDMA-Netzwerks sollte auf sie Bezug genommen werden. Die folgenden allgemeinen Beschreibungen und generellen Definitionen Tiefem weitere Hintergrundinformation und ermöglichen das Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereit.
Eine Benutzereinrichtung (UE) ist grundsätzlich ein Typ von Mobilfunk-Endgerät, durch den ein Teilnehmer auf Dienste zugreifen kann, die durch das Kernnetzwerk (CN) 200 des Betreibers angeboten werden.
Jede Funknetzwerk-Steuereinrichtung (RNC) 202a, b, c steuert Funkressourcen und Funkkonnektivität innerhalb einer Menge von Zellen. Eine Zelle 204A–204E ist ein geographisches Gebiet, wo durch eine Basisstation Funkversorgung bereitgestellt wird.
Ein UTRAN-Registrierungsbereich (URA) 206 ist grundsätzlich ein geographischer Bereich, das eine oder mehrere Zellen 204A–204E umfaßt. Jeder URA ist durch eine im wesentlichen eindeutige Kennung gekennzeichnet. Die eindeutige Kennung wird in allen Zellen rundgesendet, die zum URA 206 gehören. Ein URA kann Zellen umfassen, die durch mehr als eine RNC 202 gesteuert werden. URAs können einander überschneiden, weshalb in bestimmten Gebieten eine Menge von URA-Kennungen rundgesendet werden kann.
In einer beispielhaften WCDMA-Luftschnittstelle gibt es drei fundamental unterschiedliche Arten von Kanälen. Die drei Kanaltypen sind physische Kanäle, Transportkanäle und logische Kanäle.
Ein physischer Kanal ist die physische Funkressource, auf der Daten übertragen werden. Datenelemente, wie etwa Frequenz, Code und Zeitschlitzinformation, können die auf einem physischen Kanal vorkommende Information kennzeichnen. Beispiele für physische Kanäle sind der festgeschaltete physische Datenkanal (DPDCH) und ein untergeordneter gemeinsamer physischer Steuerkanal (SCCPCH).
Ein Transportkanal wird verwendet, um Dienste von der physischen Schicht bereitzustellen. Ein Transportkanal ist dadurch gekennzeichnet, wie Daten übertragen werden können. Transportkanäle können die Form eines gemeinsamen Transportkanals und eines festgeschalteten Transportkanals haben. Die physische Schicht des Systems ordnet Transportkanäle den physischen Kanälen zu. Beispiele für gemeinsame Transportkanäle sind:
Direktzugriffskanal (RACH) – ein RACH-Kanal ist ein auf Konkurrenz beruhender Aufwärtsstreckenkanal, der für die Übertragung von relativ kleinen Datenmengen (zum Beispiel für den ersten Zugriff oder festgeschaltete Nicht-Echtzeit-Steuerungs- oder -Verkehrsdaten) verwendet wird; Vorwärtszugriffskanal (FACH) – ein FACH ist ein gemeinsamer Abwärtsstreckenkanal ohne Leistungssteuerung mit geschlossener Schleife. Ein FACH-Kanal wird zur Übertragung von relativ kleinen Datenmengen verwendet;
Rundsendekanal (BCH) – ein Rundsendekanal ist ein Abwärtsstreckenkanal, der zum Rundsenden von Systeminformation in einer gesamten Zelle verwendet wird, so daß alle UEs innerhalb der vorgesehenen Zelle Information empfangen, die im BCH enthalten ist; und
Funkrufkanal (PCH) – ein PCH ist ein Abwärtsstreckenkanal, der zum Rundsenden von Steuerungsinformation in einer gesamten Zelle verwendet wird, was effiziente UE-Schlafbetriebsart-Prozeduren ermöglicht, die diskontinuierlichen Empfang (DRX) ermöglichen. Information, die gegenwärtig durch den PCH verwendet wird, ist Funkruf- und Benachrichtigungsinformation.
Ein Beispiel für einen festgeschalteten Transportkanal (DCH) ist ein Kanal, der zu einer UE festgeschaltet ist, die in einem Aufwärtsstrecken- oder Abwärtsstreckenszenarium verwendet wird.
Der dritte Kanaltyp ist der logische Kanal. Die MAC-Schicht stellt Datentransportdienste auf den logischen Kanälen bereit. Für unterschiedliche Arten von Datenübertragungsdiensten, wie durch MAC angeboten, kann eine Menge von logischen Kanälen definiert werden. Jeder logische Kanaltyp wird durch die Art der Information definiert, die von diesem darauf übertragen wird. Grundsätzlich gibt es Typen von logischen Kanälen, Steuerkanäle (für die Übertragung von Information der Steuerungsebene) und Verkehrskanäle (für die Übertragung von Information der Benutzerebene).
Steuerkanäle (CCH) weisen Rundsende-Steuerkanäle (BCCH), Funkruf-Steuerkanäle (PCCH), festgeschaltete Steuerkanäle (DCCH) und gemeinsame Steuerkanäle (CCCH) auf. Steuerkanäle werden nur für die Übermittlung von Information der Steuerungsebene verwendet. Solche Information weist Signalisierungsinformation auf. Ein BCCH ist ein Abwärtsstreckenkanal zum Rundsenden von Systemsteuerurgsinformation. Ein PCCH ist ein Abwärtsstreckenkanal, der Funkrufinformation übermittelt. Ein PCCH wird verwendet, wenn eine UE Prozeduren für DRX (diskontinuierlichen Empfang) nutzt. Ein CCCH ist ein bidirektionaler Kanal zur Übertragung von Steuerungsinformation zwischen dem Netzwerk und der UE. Der CCCH wird gewöhnlich durch eine UE verwendet, die keine RRC-Verbindung mit dem Netzwerk hat. Der CCCH wird auch durch eine UE verwendet, die gemeinsame Transportkanäle verwendet, wenn die UE nach der Zellen-Neuauswahl auf eine neue Zelle zugreift. Ein DCCH ist ein bidirektionaler Kanal, der festgeschaltete Steuerungsinformation zwischen einer UE und dem Netzwerk überträgt. Ein DCCH wird mittels einer RRC-Verbindungsaufbauprozedur aufgebaut.
Was Verkehrskanäle (TCH) betrifft, so gibt es grundsätzlich zwei Arten von Verkehrskanälen: festgeschaltete Verkehrskanäle (DICH) und gemeinsame Verkehrskanäle (CTCH). Verkehrskanäle werden nur verwendet, um Information der Benutzerebene zu übertragen. Solche Benutzerinformation kann Benutzerdateninformation aufweisen. Der DICH ist ein Punkt-zu-Punkt-Kanal, der nur zu einer UE auf einmal für die Übermittlung von Benutzerinformation festgeschaltet wird. Ein DICH kann sowohl Aufwärtsstrecken- als auch Abwärtsstreckendienste bereitstellen. Ein CTCH ist ein unidirektionaler Punkt-Mehrpunkt-Kanal für die Übermittlung von festgeschalteter Benutzerinformation, die allen oder einem spezifischen Teil von festgelegten UEs bereitzustellen ist.
Nach der WCDMA-Spezifikation können die folgenden Verbindungen zwischen den logischen Kanälen und den oben besprochenen Transportkanälen bestehen: BCCH kann mit BCH verbunden sein und kann auch mit FACH verbunden sein.
PCCH kann mit PCH verbunden sein.
CCCH kann mit RACH und FACH verbunden sein.
DICH kann entweder mit RACH und FACH, mit RACH oder mit einem DCH verbunden sein.
DCCH kann entweder mit RACH und FACH oder mit einem DCH verbunden sein.
CTCH kann mit FACH verbunden sein.
Die Kanalzuordnungen, wie sie von der UE- und der UTRAN-Seite im System gesehen werden, sind in 7A bzw. 7B gezeigt.
Mit Bezug auf ein Zustandsmodell einer UE offenbart nun 8 das im allgemeinen verwendete Zustandsmodell einer UE. Nach dem Einschalten wird in die Frei-Betriebsart (IM) eingetreten. Und innerhalb dieses Zustands gibt es keine Verbindungen zwischen der UE und dem UTRAN. Wenn eine Verbindung aufgebaut worden ist, wird der UE eine temporäre Funknetzwerkkennung (U-RNTI und wahlweise eine C-RNTI) zugewiesen und die UE tritt in die Betriebsart „verbunden" ein. Wenn sie in der Betriebsart „verbunden" ist, gibt es vier unterschiedliche Zustande. Jeder Zustand widerspiegelt einen Grad der Aktivität. Die vier Zustände sind der CELL DCH-Zustand, der CELL FACH-Zustand, der CELL PCH-Zustand und der URA CH-Zustand.
Der CELL DCH-Zustand ist dadurch gekennzeichnet, daß in ihm der UE mindestens ein festgeschalteter Kanal (DCH) zugewiesen ist. Makrodiversity kann zwischen den festgeschalteten Kanälen mehrerer Zellen verwendet werden. Wenn festgeschaltete physische Kanäle zugewiesen werden, werden festgeschaltete Transportkanäle (DCHs) verwendet und diesen festgeschalteten physischen Kanälen zugeordnet. In diesem CELL DCH-Zustand gibt es einen festgeschalteten Steuerkanal (DCCH), der für die Übertragung von Signalisierungsnachrichten zwischen der UE und dem UTRAN verwendet wird. Im CELL FACH-Zustand ist kein festgeschalteter physischer Kanal zugewiesen, aber die UE kann kontinuierlich einen gemeinsamen Kanal (den FACH) in der Abwärtsstrecke abhören, die zur ausgewählten Zelle gehört. In der Aufwärtsstrecke verwendet die UE normalerweise einen Direktzugriffskanal (RACH). Bei jeder Zellen-Neuauswahl aktualisiert die UE das Netzwerk mit ihrem gegenwärtigen Zellenstandort. In diesem FACH-Zustand gibt es einen festgeschalteten Steuerkanal (DCCH), der zur Übertragung von Signalisierungsnachrichten zwischen der UE und dem UTRAN verwendet wird. Der DCCH wird vorzugsweise durch Anhängen der temporären Funknetzwerkkennung (U-RNTI oder C-RNTI) an alle Signalisierungsnachrichten implementiert, wodurch die individuelle UE angesprochen wird. Die U-RNTI (UTRAN RNTI) ist eine globale Kennung, die in jeder Zelle im UTRAN verwendet werden kann. Die C-RNTI (Zellen-RNTI) gilt nur in einer einzigen Zelle und muß in jeder Zelle neu zugeteilt werden. Andererseits ist die C-RNTI viel kürzer als die U-RNTI, was Platz (Bandbreite) auf der Luftschnittstelle spart, die verwendet wird. Es gibt auch einen CCCH (gemeinsamen Steuerkanal) in diesem CELL FACH-Zustand, der verwendet wird, wenn die Verbindung zur SRNC nicht verfügbar ist. Er wird verwendet, um die Zellen-Neuauswahl über RNC-Grenzen hinweg abzuwickeln, wenn Zellenaktualisierungs- oder URA-Aktualisierungsnachrichten an die DRNC gesendet werden.
Im CELL PCH-Zustand überwacht die UE einen Funkrufkanal (PCH) einer ausgewählten Zelle. Auf dem PCH verwendet die UE diskontinuierlichen Empfang (DRX), um Strom zu sparen. Wenn diskontinuierlicher Empfang verwendet wird, muß die UE den PCH nur in regelmäßigen Abständen abhören. Das Prinzip dafür, wann die UE abhören soll, wird zwischen dem Netzwerk und der UE auf die einzelnen UEs bezogen vorgeschrieben. Außerdem aktualisiert die UE das Netzwerk mit ihrem gegenwärtigen Zellenstandort zum Zeitpunkt der Zellen-Neuauswahl. Im CELL PCH-Zustand ist kein DCCH verfügbar. Auf dem PCH gibt es eine Fähigkeit, individuelle UEs anzusprechen, aber eine UE kann keinerlei Signalisierungsnachrichten zum Netzwerk transportieren.
Der URA PCH-Zustand ist dem CELL PCH-Zustand sehr ähnlich. In diesem Zustand hört die UE ebenfalls den PCH ab, da sie den DRX verwendet. Der Unterschied zwischen dem URA PCH-Zustand und dem CELL PCH-Zustand besteht darin, daß die UE im URA PCH-Zustand das Netzwerk nur nach dem Überschreiten von URA-Grenzen mit ihrem Standort aktualisiert. Ein URA (UTRAN-Registrierungsbereich) ist eine Gruppe von Zellen. Das bedeutet, daß sich in diesem Zustand die UE in einer Position befindet, die grundsätzlich nur auf der URA-Ebene bekannt ist.
Die Freigabe einer Funkressourcensteuerungs-(RRC-)Verbindung muß unter Verwendung der RRC-Verbindungsfreigabeprozedur durchgeführt werden. Um die RRC-Verbindungsfreigabeprozedur zu nutzen, muß eine UE in einem Zustand sein, der es dem UMTS-Funkzugangsnetzwerk (UTRAN) ermöglicht, mit ihr auf einem der logischen Kanäle zu kommunizieren, speziell dem festgeschalteten Steuerkanal (DCCH). Jedoch ändert sich der Zustand, wenn sich die UE in verkehrsschwachen Bereichen befindet, und die UE wechselt zur Überwachung eines anderen logischen Kanals, bei dem es sich um den Funkruf-Steuerkanal (PCCH) handelt. Der DCCH wird freigegeben und die UE hört nur den Funkrufkanal ab. Darum muß das UTRAN die UE rufen, damit diese in einen anderen Zustand wechselt, so daß ein festgeschalteter Steuerkanal zwischen ihnen aufgebaut werden kann.
Mit Bezug auf 4 (Stand der Technik) ist dort ein Ablaufplan eines herkömmlichen Verfahrens für die Freigabe einer RRC-Verbindung dargestellt. Wenn es wenig Verkehr zur oder von der UE gibt, ist die UE in einem Zustand, der nur den Funkruf-Steuerkanal überwacht, nämlich entweder im CELL PCH-Zustand oder im URA PCH-Zustand. Im CELL PCH-Zustand ist der UE kein festgeschalteter Kanal zugewiesen, und daher ist an diesem Punkt keine Aufwärtsstreckenaktivität möglich. Auch im URA PCH-Zustand ist der UE kein festgeschalteter Kanal zugewiesen, was jegliche Aufwärtsstreckenaktivität verhindert. Eine UE ist, wenn sie entweder im CELL PCH-Zustand oder im URA PCH-Zustand ist, nur imstande, den PCCH zu überwachen. Jede Aktivität zwischen der UE und dem UTRAN bewirkt, daß die UE in den CELL FACH-Zustand übergeht. Darum wechselt die UE, wenn das UTRAN in Schritt s400 die UE auf dem PCH ruft, in Schritt s402 in den CELL FACH-Zustand. Wenn sie in den CELL FACH-Zustand gewechselt ist, besteht kein festgeschalteter Kanal, jedoch erlangt die UE die Fähigkeit, über einen DCCH mit dem Netzwerk zu kommunizieren. In Schritt s404 wechselt die UE nach Empfang eines Funkrufs die Zustände und überträgt eine CELL TIPDATE-Nachricht (Zellenaktualisierung) auf dem gemeinsamen Steuerkanal (CCCH). Als Antwort auf die aktualisierte Zelleninformation sendet das UTRAN in Schritt s406 eine CELL UPDATE CONFIRM-Nachricht (Zellenaktualisierungsbestätigung) auf dem festgeschalteten Steuerkanal. In Schritt s408 wird eine RNTI REALLOCATION COMPLETE-Nachricht (RNTI-Neuzuweisung abgeschlossen) auf dem DCCH an das UTRAN übertragen. Schließlich kann in Schritt s410 eine RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht (RRC-Verbindungsfreigabe) vom UTRAN an die UE gesendet werden. Wenn in Schritt s412 diese Nachricht vom UTRAN empfangen worden ist, sendet die UE eine RRC CONNECTION RELEASE COMPLETE-Nachricht (RRC-Verbindungsfreigabe abgeschlossen) zurück an das UTRAN. Nach Schritt s412 löscht das UTRAN in Schritt s414 alte Konfigurationen. In Schritt s416 gibt die UE alle Funkressourcen frei und tritt in die Frei-Betriebsart ein. Wenn sie in der Frei-Betriebsart ist, erfaßt die UE Systeminformation, führt Messungen durch und ist bereit, Funkruf- und Benachrichtigungsnachrichten zu empfangen. Sowohl die UE als auch das UTRAN beenden die Freigabeprozedur in den folgenden Schritten s418 und s420.
Die Nachteile der oben beschriebenen Prozedur beginnen mit der Tatsache, daß ein festgeschalteter Kanal verwendet werden muß, nur um eine UE freizugeben. Ebenso muß in der Luftschnittstelle und im UTRAN ein großer Umfang von Signalisierung erfolgen, um die Freigabeprozedur abzuschließen, was die Geschwindigkeit zum Teilnehmer verringert. Außerdem wird eine erhebliche Batterieleistung der UE verbraucht, wenn die Freigabe unter Verwendung der oben erwähnten herkömmlichen Prozedur abgeschlossen wird. Darum besteht Bedarf an einem Verfahren zur Freigabe einer UE auf effizientere Art und Weise.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Freigabe einer UE ohne Verwendung eines festgeschalteten Steuerkanals, wodurch eine übermäßige Signalisierung beseitigt wird. Das Verfahren besteht einfach darin, entweder eine Freigabemeldung in der Funkrufnachricht zu haben oder die Verbindungsfreigabeprozedur auf dem Funkruf-Steuerkanal zu ermöglichen. Bei Empfang der Freigabemeldung oder der RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht löst das Verfahren der vorliegenden Erfindung entweder eine RRC CONNECTION RELEASE COMPLETE-Nachricht aus, die an das UTRAN gesendet wird, worauf die Freigabe aller Funkressourcen folgt, oder eine Freigabe aller Funkressourcen der UE, ohne das UTRAN darauf hinzuweisen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ein umfassenderes Verständnis des Verfahrens und des Systems der vorliegenden Erfindung kann durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erlangt werden, wobei diese folgendes zeigen:
1 ist ein Diagramm, das eine Vielfalt von Benutzereinrichtungen darstellt, die dafür verfügbar sind, WCDMA gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu verwenden.
2 ist ein Blockschaltbild, das die Grundkomponenten eines Telekommunikationssystems darstellt, das in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
3 ist ein Ablaufplan, der logische Kanäle darstellt, die durch ein WCDMA-System genutzt werden.
4 (Stand der Technik) ist ein Ablaufplan, der die herkömmliche grundlegende Kanalsignalisierung zwischen einer UE und einem UTRAN darstellt.
5 ist ein Ablaufplan einer ersten beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, der die grundlegende Kanalsignalisierung zwischen einer UE und einem UTRAN darstellt.
6 ist ein Ablaufplan einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, der die grundlegende Kanalsignalisierung zwischen einer UE und einem UTRAN darstellt.
7A und 7B stellen dar, wie logische Kanäle Transportkanälen zugeordnet werden, und zwar aus Sicht einer UE bzw. eines UTRAN.
8 stellt ein UE-Zustandsmodell und Zustandsübergänge dar.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prozedur, um ein Mobiltelefon, einen persönlichen digitalen Assistenten oder eine andere drahtlose Einrichtung von allen Funkressourcen, wie etwa logischen Kanalverbindungen, die die Kommunikation von einem Mobiltelefon zu einem Netzwerk ermöglichen, freizugeben. Die vorliegende Erfindung ist gleichermaßen auf zellulare Kommunikationssysteme, wie etwa GSM, sowie mehrere andere Systeme anwendbar. Jedoch wird zum Zweck der Beschreibung der Breitband-Codemultiplex-Mehrfachzugriff (WCDMA) zur Bezugnahme verwendet.
Das Verfahren, das von der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ermöglicht, daß ein Mobiltelefon unter Verwendung von weniger Signalisierung als bei der gegenwärtigen Freigabeprozedur freigegeben wird. Zuerst wird eine Funkrufnachricht mit einer Freigabemeldung an ein Mobiltelefon gesendet. Das Mobiltelefon sendet dann entweder eine RRC CONNECTION RELEASE COMPLETE-Nachricht zurück an das Netzwerk, die dem Netzwerk mitteilt, daß das Mobiltelefon die Freigabemeldung empfangen hat und alle Funkressourcen freigeben wird, oder das Mobiltelefon gibt alle Funkressourcen ohne zusätzliche Signalisierung an das UTRAN frei. Indem nur wenige Signale erforderlich sind, um ein Mobiltelefon freizugeben, kann die Überbelegung verringert werden und die Prozedur wird viel schneller.
Im wesentlichen wird gemäß den beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Freigabe einer UE auf effiziente Art und Weise bereitgestellt, das keinen festgeschalteten Steuerkanal benötigt. In der ersten und der zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vermindert entweder eine Freigabemeldung in einer Funkrufnachricht auf dem Funkruf-Steuerkanal oder die Zulassung der RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht über den Funkruf-Steuerkanal die gegenwärtige Notwendigkeit, einen festgeschalteten Steuerkanal aufzubauen.
Die bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und ihre Vorteile werden am besten durch Bezugnahme auf 1–6 der Zeichnungen verstanden.
1 ist eine grafische Darstellung von mehreren Arten von Einrichtungen, die für das WCDMA-Netzwerk 100 verfügbar sind. In diesem Beispiel kann ein Benutzer mit einem zellularen Telefon 102, einem Video-Endgerät 106, einem Server 108, einem Laptop-Computer 112 oder einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA) 114 auf WCDMA zugreifen. Das zellulare Telefon 102 kann WCDMA unter anderem für Sprach- und Internetkommunikationen verwenden. Auf drahtlose Postkarten und Visitenkarten 110 kann mit WCDMA zugegriffen werden. Der Laptop-Computer 112 kann WCDMA für qualitativ hochwertige Videokonferenz- und Internetanwendungen nutzen. Der PDA 114 kann WCDMA zum Browsen im Internet, Videotelefonie, E-Mail, Nachrichten oder Spiele verwenden. Die oben erwähnten Einrichtungen sowie andere Varianten sind als Benutzereinrichtung definiert.
2 ist ein Blockschaltbild eines beispielhaften Funkzugangsnetzwerks, das gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Es gibt ein Kernnetzwerk 200, das Zugriff auf Dienste für Teilnehmer anbietet. Das Kernnetzwerk 200 ist mit einer Funknetzwerk-Steuereinrichtung 202A verbunden, die Funkressourcen und Funkkonnektivität innerhalb einer Menge von Zellen 204A ... 204E steuert. Ein UTRAN-Registrierungsbereich (URA) 206 ist ein geographischer Bereich, der aus einer oder mehreren Zellen besteht. Jeder URA 206 ist durch eine eindeutige Kennung gekennzeichnet, die in allen Zellen, die zum URA 206 gehören, rundgesendet wird. Ein URA 206 kann aus Zellen 204A ... 204E bestehen, die durch mehr als eine RNC 202A ... 202C gesteuert werden. Eine Zelle 204A ... 204E ist ein geographischer Bereich, wo Funkversorgung durch die Funkbasisstationseinrichtung am Standort der Basisstation bereitgestellt wird. Jede Zelle 204A ... 204E ist durch eine eindeutige Kennung gekennzeichnet, die in der Zelle rundgesendet wird. Jede Zelle 204A ... 204E kann auf einer Vielzahl von Kanälen rundsenden, wie in 3 beschrieben.
3 ist ein Ablaufplan, der die logischen Kanäle darstellt, auf denen eine beispielhafte UE Daten senden oder empfangen kann. Die logischen Kanäle 300 können zu einer von zwei Kategorien gehören, nämlich Steuerkanäle 302 oder Verkehrskanäle 304. Steuerkanäle 302 übermitteln Information der Steuerungsebene, wie etwa Signalisierungsinformation. Ein solcher Steuerkanal 302 ist ein Funkruf-Steuerkanal (PCCH) 306. Der PCCH 306 ist ein Abwärtsstreckenkanal, der Funkrufinformation übermittelt. Ein Rundsende-Steuerkanal 308 ist ein anderer Steuerkanal, bei dem es sich um einen Abwärtsstreckenkanal handelt, der zum Rundsenden von Systemsteuerungsinformation verwendet wird. Der gemeinsame Steuerkanal 310 ist ein bidirektionaler Kanal, der zur Übertragung von Steuerungsinformation zwischen dem Netzwerk und den UEs verwendet wird. Dieser Kanal wird gewöhnlich durch UEs verwendet, die keine RRC-Verbindung mit dem Netzwerk haben, und durch UEs, die gemeinsame Transportkanäle verwenden, wenn sie nach der Neuauswahl auf eine neue Zelle zugreifen. Es gibt auch einen festgeschalteten Steuerkanal 312 (DCCH), bei dem es sich um einen bidirektionalen Punkt-zu-Punkt-Kanal handelt, der festgeschaltete Steuerungsinformation zwischen einer UE und einem Netzwerk überträgt. Dieser Kanal wird mittels einer RRC-Verbindungsaufbauprozedur aufgebaut. In den beispielhaften Ausführungsformen werden die Steuerkanäle 302 durch ein WCDMA-System verwendet, um eine UE zu rufen und freizugeben. In der gegenwärtigen Freigabeprozedur signalisieren der Funkruf-Steuerkanal 306, der CCCH 310 und der DCCH 312 eine UE und geben sie frei. Der PCCH 306 befördert eine Funkrufnachricht mit der Kennungsnummer der UE oder einer temporären Nummer. Die Funkrufnachricht weist die UE zum Beispiel auf einen ankommenden Anruf oder eine ankommende Nachricht hin. Umgekehrt signalisieren in der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der CCCH 310 (der einem Direktzugriffskanal zugeordnet ist) und der PCCH 306 eine UE und geben diese frei. Daher werden im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren weniger Kanäle und weniger Signalisierung benötigt, wenn die vorliegende Erfindung implementiert wird.
4 (Stand der Technik) ist ein Ablaufplan der herkömmlichen Freigabeprozedur einer UE gemäß der Ausgabe 99 des WCDMA-Standards. In Schritt s400 empfangt eine UE in einem verkehrsschwachen Bereich eine Funkrufnachricht. Unter Verwendung herkömmlicher Prozeduren wird eine Funkrufnachricht gesendet, zum Beispiel, um eine Signalisierungsverbindung aufzubauen, um einen bestimmten UE-Zustand auszulösen oder um das Lesen von aktualisierter Systeminformation auszulösen. In dieser bestimmten Prozedur wird in Schritt s402 die Funkrufnachricht gesendet, um die UE in den Zellen-FACH-Zustand umzuschalten. Wenn sie im neuen Zustand ist, sendet die UE eine CELL UPDATE-Nachricht an das UTRAN. Dieser Schritt s404 wird immer als Antwort auf einen Funkruf vorgenommen. In Schritt s406 sendet das UTRAN eine CELL UPDATE CONFIRM-Nachricht auf einem festgeschalteten Steuerkanal. Als nächstes aktualisiert die UE in Schritt s408 ihre Kennungen und sendet eine RNTI-(temporäre Funknetzwerkkennung)REALLOCATION COMPLETE-Nachricht auf dem DCCH. Wenn der DCCH durch den obigen Teil der Prozedur aufgebaut worden ist, kann der tatsächliche Freigabeabschnitt der Prozedur ausgeführt werden. Das UTRAN kann nun in Schritt s410 eine RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht auf dem DCCH an die UE senden, die jegliche laufenden Prozeduren in der UE unterbrechen kann. In Schritt s412 wird eine RRC CONNECTION RELEASE COMPLETE-Nachricht von der UE zurück an das UTRAN gesendet. An diesem Punkt erfolgen sowohl Schritt s414 als auch s416. Wenn das UTRAN die RRC CONNECTION RELEASE COMPLETE-Nachricht empfängt, löscht das UTRAN alte Konfigurationen. Wenn die UE die RRC CONNECTION RELEASE COMPLETE-Nachricht sendet, gibt die UE alle Funkressourcen frei und tritt in eine Frei-Betriebsart ein. Nachdem die beiden Schritte s414 und s416 erfolgt sind, endet die Prozedur sowohl in der UE als auch im UTRAN mit den Schritten s418 und s420. 5 zeigt ein erstes beispielhaftes Verfahren einer Freigabeprozedur gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Vorteile des beispielhaften Verfahrens sind unter anderem ein verminderter Umfang der Signalisierung, eine verringerte Überlastung und eine erhöhte Schnelligkeit. Im beispielhaften Verfahren wird kein festgeschalteter Steuerkanal benötigt, vielmehr sendet der erste Schritt, Schritt s500, eine Freigabemeldung in einer Funkrufnachricht oder sendet eine RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht auf dem Funkruf-Steuerkanal vom UTRAN, die jegliche laufenden Prozeduren in der UE unterbrechen kann. In Schritt s502 wird eine RRC CONNECTION RELEASE COMPLETE-Nachricht von der UE an das UTRAN auf dem CCCH gesendet. Auf den Schritt s502 folgen die Schritte s504 und s506. Wenn die UE die RRC CONNECTION RELEASE COMPLETE-Nachricht sendet, gibt die UE in Schritt s506 alle Funkressourcen frei und tritt in eine Frei-Betriebsart ein, und die Prozedur endet in Schritt s510 in der UE. Ebenso löscht das UTRAN, wenn das UTRAN die RRC CONNECTION RELEASE COMPLETE-Nachricht empfangen hat, in Schritt s504 alte Konfigurationen, und in Schritt s508 endet die Prozedur im UTRAN.
6 zeigt ein zweites beispielhaftes Verfahren einer Freigabeprozedur gemäß der vorliegenden Erfindung. Die zweite Ausführungsform verringert die Aufwärtsstreckenstörung, indem keine Aufwärtsstreckennachricht von der UE gesendet wird. Im ersten Schritt s600 wird eine Freigabemeldung in einer Funkrufnachricht gesendet oder eine RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht wird über den PCCH vom UTRAN an die UE gesendet. Nachdem die UE in Schritt s602 diese Nachricht empfangen hat, gibt die UE alle Funkressourcen frei und tritt in die Frei-Betriebsart ein. Schritt s604 beendet die Prozedur auf Seiten der UE. Als nächstes gibt das UTRAN in Schritt s606, der eine vorbestimmten Zeitraum später erfolgt, alle zur UE festgeschalteten Ressourcen frei. Schritt s608 beendet die Prozedur auf Seiten des UTRAN.
Aus dem Vorhergehenden kann der Fachmann ohne weiteres erkennen, daß die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Freigabe einer UE mit minimaler Signalisierung und ohne Aufbau eines festgeschalteten Steuerkanals bereitstellt. Das offenbarte Verfahren kann eine UE im Vergleich zum Stand der Technik auf effizientere Art und Weise freigeben. Insbesondere folgt in einem ersten beispielhaften Verfahren, das eine Freigabemeldung innerhalb der Funkrufnachricht nutzt, eine RRC CONNECTION COMPLETE-Nachricht unmittelbar auf die Funkrufnachricht. In einem zweiten beispielhaften Verfahren gibt die UE, wenn die Funkrufnachricht oder RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht empfangen wurde, alle Funkressourcen frei und tritt in eine Frei-Betriebsart ein, ohne das UTRAN darauf hinzuweisen. Es werden keine überschüssigen Signale oder Nachrichten übertragen, um die UE freizugeben. Es wird für den Fachmann auch offensichtlich, daß die Erfindung ohne weiteres in herkömmlichen UEs und im UTRAN implementiert werden kann, zum Beispiel durch geeignete Veränderungen an der Software, Hardware oder beidem.
Es sind zwar bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der vorangegangenen ausführlichen Beschreibung beschrieben worden, es versteht sich jedoch, daß die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist, sondern zu zahlreichen Neuanordnungen, Modifikationen und Ersetzungen imstande ist, ohne vom Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt und definiert ist, abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Freigeben einer Benutzereinrichtung, UE, in einem zellularen Telekommunikationssystem, das von einem Funkzugangsnetzwerk, RAN, über eine Luftschnittstelle mit der Benutzereinrichtung UE kommuniziert, die in einer Funkrufkanal-Betriebsart (PCH-Betriebsart) ist, wobei die Luftschnittstelle aufweist: einen Funkruf-Steuerkanal, PCCH, zur Übermittlung von Funkrufnachrichten an die UE von dem RAN; einen gemeinsamen Steuerkanal, CCCH, zur Übermittlung von Nachrichten zwischen der UE und dem RAN; gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: durch das Funkzugangsnetzwerk RAN erfolgendes Senden (S500, S600) einer Funkrufnachricht mit einer Freigabemeldung über einen Funkruf-Steuerkanal PCCH, während die UE in der PCH-Betriebsart ist, wobei die Freigabemeldung die UE anweist, vorbestimmte Funkressourcen freizugeben; durch die UE erfolgendes Empfangen der Freigabemeldung über den Funkruf-Steuerkanal; durch die UE erfolgendes Senden (S502) einer Antwortnachricht an das RAN über den gemeinsamen Steuerkanal CCCH; und durch das RAN erfolgendes Empfangen der Antwortnachricht von der UE über den gemeinsamen Steuerkanal.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die PCH-Betriebsart eine Zellen-PCH-Betriebsart ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die PCH-Betriebsart eine terrestrische UMTS-Funkzugangsnetzwerk-Registrierungsbereich-PCH-Betriebsart, URA-PCH-Betriebsart, ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Freigabemeldung ferner eine Funkressourcensteuerungsverbindungsfreigabenachricht, RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht, aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (S502) des Sendens einer Antwortnachricht auf dem gemeinsamen Steuerkanal durch die UE ferner die folgenden zusätzlichen Schritte aufweist: Freigeben (S506) mindestens einer vorbestimmten Funkressource; und Eintreten (S506) in eine Frei-Betriebsart.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Empfangen der Antwortnachricht durch das RAN ferner den folgenden Schritt aufweist: Löschen (S504) einer vorbestimmten Konfiguration in dem RAN.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem folgenden zusätzlichen Schritt: Unterbrechen laufender Prozeduren in der UE.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner mit dem folgenden zusätzlichen Schritt: Überwachen des Funkruf-Steuerkanals durch die UE unter verkehrsschwachen Bedingungen unter Verwendung von diskontinuierlichem Empfang, DRX.
Verfahren nach Anspruch 1, mit den folgenden Schritten: Unterlassen des durch die UE erfolgenden Sendens (S502) einer Antwortnachricht an das RAN über einen gemeinsamen Steuerkanal und des durch das RAN erfolgenden Empfangens der Antwortnachricht von der UE über den gemeinsamen Steuerkanal; und stattdessen Freigeben (S602) mindestens einer vorbestimmten Funkressource; und Eintreten (S602) in eine Frei-Betriebsart.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Freigabemeldung ferner eine RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht aufweist.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem folgenden Schritt: Löschen (S504) einer vorbestimmten Konfiguration in dem RAN, einen vorbestimmten Zeitraum nachdem die RRC CONNECTION RELEASE-Nachricht gesendet worden ist.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem folgenden zusätzlichen Schritt: Unterbrechen laufender Prozeduren in der UE.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner mit dem folgenden zusätzlichen Schritt: Überwachen des Funkruf-Steuerkanals PCCH durch die UE unter verkehrsschwachen Bedingungen unter Verwendung von diskontinuierlichem Empfang, DRX.