专利名称：管理分组交换通信网中下行链路建立的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及分组交换蜂窝通信网领域，并且特别涉及所述网络中的下行链路数据传送。
背景技术：
蜂窝网，例如通用分组无线服务(GPRS)蜂窝网，一般包括还称为基站系统(BSS)的无线接入网，并且该无线接入网特别负责管理还称为逻辑信道的(例如无线链路信道)资源的分配，所述资源允许与例如移动电话的移动台建立连接。
对于移动台与所述BSS之间的数据的双向交换，可以建立两种类型的链路从BSS到移动台的下行链路和从移动台到BSS的上行链路。如果在移动台的发起下建立链路(也称为接入)，则该移动台必须向所述BSS提出上行链路接入请求。如果在BSS的发起下建立链路(接入)，则该BSS自动向移动台分配下行链路资源。
在正常操作情况下，在上行链路或下行链路接入请求之后的链路建立过程一般不会出现任何问题。但是，如果基本上同时提出上行链路(分别地下行链路)接入请求与下行链路(分别地上行链路)接入请求，则所述移动台可能从所述BSS接收两组不同的指令(也称为分配)，该两组指令指定了与不相容的资源关联的两个链路，这将妨碍数据的交换。所述BSS利用其下行链路接入请求发送第一组指令，并在从所述移动台接收到上行链路接入请求之后发送第二组指令。由于传输延迟影响BSS级别的指令组，因此所述BSS没有时间登记这样的事实第二组指令是供与第一组指令相同的移动台使用的。所述BSS因而必须用复杂的过程去解决所述情况，并使得已经被不必要地分配的资源重新可用。
发明内容
因此，本发明的目的是解决所述问题。
为此，本发明建议了一种方法，其用于管理分组交换通信网(例如GPRS网)的无线接入网(BSS)与移动台之间的下行链路数据传送。
在本上下文中，表达“下行链路数据传送”是指在无线接入网的发起下建立双向链路(下行链路和上行链路)。因此，表达“上行链路数据传输”是指在移动台的发起下建立双向链路(上行链路和下行链路)。
本发明方法的特征在于，如果请求到移动台的下行链路数据传送，则在于通过无线接入网(BSS)向所述移动台发送链路建立请求(例如寻呼请求)，并且在所述无线接入网接收到由移动台发送的所述请求的响应(例如寻呼响应)时，由该无线接入网例如通过下行链路分配来建立下行链路接入(链路)，使得数据被发送到所述移动台。
因此所述BSS迫使移动台识别自身，并可以不再存在移动台级别的下行链路资源的任何冲突。
根据本发明的另一个特征，所述链路建立请求包括请求所述移动台向所述无线接入网发送上行链路接入(链路)请求的命令，并且当接收到所述请求时，例如通过上行链路分配来分配用于建立所述上行链路接入(链路)的网络资源，使得所述移动台可以通过所述上行链路接入来发送对该链路建立请求的响应。
由移动台产生的上行链路接入请求优选地能使无线接入网定位所述移动台。一旦获得了表征该移动台位置的元素(例如小区的标识符和时间提前(timingadvance)值)，和由该移动台在其上行链路接入请求中提供的例如随机参数的参数标识符，所述无线接入网就具有了建立所述上行链路接入所必需的信息。
所述响应(例如是寻呼响应)包括专用于移动台的、通信网络已知的呼叫标识符也是有利的，该标识符例如是移动台的TLLI。一旦提取到所述呼叫标识符，则该呼叫识别符能使所述无线接入网获得建立下行链路接入(链路)所必需的信息。
另外，取决于移动台的初始状态是“准备好’还是“待机”，所述链路建立请求优选地由通信网络的无线接入网或服务服务器(serving server)产生，该服务服务器例如是连接到无线电接入网的SGSN。
本发明还建议了一种系统，其用于管理分组交换通信网的无线接入网与移动台之间的下行链路数据传送。
所述系统的特征在于，其包括管理装置，该管理装置适于在接收到对移动台的下行链路数据传送请求时，指示通过所述无线接入网向所述移动台发送链路建立请求，随后在接收到由该移动台发送的该请求的响应后建立下行链路接入(链路)。
当移动台的初始状态为“准备好”时，所述管理装置指示无线接入网产生链路建立请求，该请求要求移动台向该无线接入网发送上行链路接入(链路)请求，这能使该无线接入网分配用于建立上行链路接入(链路)的网络资源，该上行链路接入(链路)又能使所述移动台发送其对该链路建立请求的响应。
本发明还建议了一种配备有上述类型的管理系统的无线接入网设备，例如网络节点(或控制器)，也称为基站控制器(BSC)，或连接到一个或者多个节点(控制器)以管理分组传送的控制单元。所述设备优选地能够根据由移动台产生的上行链路接入(链路)请求推测出该移动台的位置。一旦获得表征所述移动台位置的元素(例如小区标识符和时间提前值)以及参考标识符(例如由移动台在其上行链路接入请求中提供的随机参考)，所述设备就具有了建立所述上行链路接入所必需信息。
如果所述响应(例如是寻呼响应)包括所述移动台的呼叫标识符(例如TLL)，则所述设备优选地还能从所述响应中提取该呼叫识别符，以便建立所述下行链路接入(链路)。
本发明还建议了包括上述类型的无线接入网设备的无线接入网，例如BSS。
参考附图、读过下面的详细描述之后，本发明的其它特征和优点将变得明显，其中-图1示出了配备有本发明的管理系统的通信网络的一部分，所述管理系统被安装在网络节点(控制器)中；以及
-图2示出了本发明的方法的主要步骤，该主要步骤是在网络节点(控制器)的发起下建立下行链路。
以上附图构成本发明的说明书的一部分，并且如果必要，可以有助于本发明的定义。
具体实施例方式
本发明涉及系统和方法，其用于管理分组交换蜂窝通信网(例如GPRS网)与移动台(例如移动电话)之间的下行链路数据传送。
如图1所示，泛泛地说但足够详细以使能够理解本发明，GPRS蜂窝网可被认为是核心网(CN)，该核心网被连接到一个或多个其它公共和/或私人网(图1中用双向箭头F表示了到所述其它网络的连接)，并被连接到也称为基站系统(BSS)的无线接入网。
所述核心网CN一般包括第一服务器和第二服务器，所述第一服务器称为服务GPRS支持节点(SGSN)，用于在BSS与移动台MS之间传送下行链路和上行链路数据分组，所述第二服务器称为网关GPRS支持节点(GGSN)，其被连接到所述SGSN并提供GPRS网与其它公共和/或私人网之间的逻辑接口。
另外，所述无线接入网或BSS通常包括首先，经由接口连接到所述核心网CN的多个无线网络节点(或控制器)，也称为基站控制器(BSC)；以及其次，多个基站收发信机(BTS)，每个关联于一个或多个小区C，每个小区覆盖一个无线区域，并且所述BTS经由逻辑接口单个地或至少两个一组地被连接到所述BSC之一。
在如图1所示的例子中，所述BSS包括两个基站控制器BSCi(i＝1或2)和三个基站收发信机BTSSj(j＝1到3)。更准确地，第一BSC(BSC1)连接到基站收发信机BTS1和BTS2，并且第二BSC(BSC2)连接到基站收发信机BTS3。此外，每个BTSj控制限定一个地理区域(下面，该区域被认为与对应的小区Cj同义)的小区Cj。当然，所述基站收发信机可以控制不止一个小区以及由不止一个小区或者不止一个小区部分所限定的地理区域。最后，所述移动台是移动电话MS-k(k＝1到6)，其能够根据无线应用协议(WAP)与网络的其它设备交换数据。
给定其功能，本发明的管理系统D被安装在无线接入网BSS中，如图1所示，优选地被安装在BSS的每个网络控制器BSCi中。但是，也可以将该管理系统安装在所述无线接入网(BSS)的不同设备中，特别是安装在控制单元中以管理分组传送，该控制单元连接到一个或多个节点(控制器)以便同时管理由所述网络控制器控制的下行链路数据传送。
所述管理系统D包括能够检测每个下行链路数据传送请求的管理模块M，该请求在由安装了该管理模块的BSC所接收的数据中指定了移动电话MS。因此，当检测到对移动电话MS-k的下行链路传送请求时，所述管理模块M指示所述BSS，优选地以现有技术中所公知的寻呼请求形式，向该移动台发送链路建立请求。更确切地，当所述移动电话处于分组空闲模式(PIM，packet idle mode)并且其GPRS移动管理(GMM，GPRS Mobility Management)状态是“准备好”时，所述系统D指示向移动电话MS-k发送链路建立请求。
在上述情况下，所述管理模块M指示其中安装该管理模块M的BSCi产生请求，然后在公共控制信道(其可以是称为主PDCH的信道)上经由控制小区Cj的BTSj将该请求发送给移动电话MS-k，该移动电话MS-k位于所述小区Cj中。
当下行链路数据传送请求指定了处于非激活模式并且其GMM状态为“备用”的移动电话MS-k时，所述核心网CN的SGSN自动产生被发送到所述移动电话MS-k的链路建立请求。在公共控制信道(其可以是主PDCH)上，经由控制所述小区Cj的BTSj将该请求发送到有关的BSCi，并且由此发送到所述移动电话MS-k，该移动电话MS-k位于所述小区Cj中。
将所述BSC和SGSN设计为产生寻呼请求，并且因此无需对其进行修改。
所述链路建立请求优选地包括这样的命令(指令)请求所述移动电话MS-k在专用接入请求信道上向无线接入网BSS发送上行链路接入(链路)请求。所述上行链路接入请求包括由所述移动电话MS-k提供的参考标识符(例如，该标识符称为随机参考)，并当该标识符被并入来自所述BSS的下行链路消息中时，使所述移动电话知道所述消息是被发送到该移动电话的。另外，所述接入请求能使相关的BSCi确定发起该请求的移动电话MS-k的位置，并且因此分配网络资源以与该移动电话MS-k建立上行链路接入(链路)。
因此，当有关的BSCi从所述移动电话MS-k接收到上行链路接入请求时，其从该请求中提取参考标识符并确定表征该移动电话位置的元素(例如其小区的标识符和时间提前值)。然后所述BSCi确定限定分配给所请求的上行链路接入的上行链路资源的第一组指令，并在公共控制信道(其可以是主PDCH)上向所述移动电话MS-k发送上行链路分配消息，该上行链路分配消息包含所述第一组指令和从所述上行链路接入请求中提取的参考标识符。
当所述移动电话MS-k接收到所述上行链路分配消息时，所述移动电话MS-k识别其先前提供的参考标识符，并知道所述消息是对该移动电话发送的。然后所述移动电话MS-k从所述信息中提取这样的消息能使该移动电话在由所述BSCi分配的上行链路信道上立即配置其发射机模块，并且因此响应先前接收的寻呼请求。
所述移动电话MS-k从而产生响应，该响应优选地是寻呼响应，该响应包括所述无线接入网BSS，并且特别是BSCj所知道的呼叫标识符。所述呼叫标识符优选地是TLLI，该TLLI由所述SGSN分配给所述移动电话MS-k并且关联于该移动电话所在的路由区域。
当所述BSCi接收到由所述移动电话MS-k在为其分配的上行链路信道上发送的响应时，该BSCi从中提取所述呼叫标识符(TLLI)，该呼叫标识符能使所述BSCi获得与所述移动电话MS-k建立下行链路接入(链路)所需的信息。所述BSCi因而确定了限定分配给所述下行链路接入的下行链路资源的第二组指令，其能使该BSCi向所述移动电话MS-k传送从所述网络设备接收的数据。所述BSCi因而优选地在所分配的上行链路信道上，向所述移动电话MS-k发送包含所述第二组指令的下行链路分配消息。表达“所分配的上行链路信道”是指该信道能使所述移动台发送数据到所述BSS并能使该BSS发送业务信息或信令到该移动台。
在接收到所述下行链路分配消息时，所述移动电话MS-k拥有这样的信息能使该移动电话在由所述BSCi分配的下行链路信道上立即配置其接收机模块，并且因此接收等待传送的数据。
在发送所述下行链路分配消息后过一段时间(事实上该时间足够长以使所述移动电话MS-k配置其接收机模块)，所述BSCi在所分配的下行链路接入信道之一上向所述移动电话MS-k发送等待传送的数据。因而建立了所述下行链路接入(链路)和所述上行链路接入(链路)，并且所述网络可以与所述移动电话MS-k双向交换数据。
本发明系统D的管理模块M可以这样被实现以软件模块的形式、至少部分地以电子电路(硬件)的形式，或以软件模块和电子电路的组合的形式。
下面参照图2描述本发明的下行链路数据传送方法的主要步骤，例如按照由上述管理系统D所实现的。
通信网络设备，例如服务器(或固定或移动电话)，要求向位于由基站收发信机(BTS)控制的小区Cj中的、GPRS网的(另一个)移动电话MS-k发送数据，该基站收发信机(BTS)由GPRS网的BSS接入网的BSC之一管理。作为“下行链路”数据的目的地的移动电话MS-k处于非激活模式并且其GMM状态是“准备好”。
将被传送到所述移动电话MS-k的(下行链路)数据到达所述核心网CN，更精确地讲是该核心网的GGSN，其将该数据转发到SGSN，然后该SGSN将所述数据发送到BSS的适当的BSCi(箭头F1)。接收到所述数据时，所述管理系统D检测下行链路数据并指示BSCi向所述移动电话MS-k发送链路建立请求(寻呼请求)。所述BSCi执行该指示(箭头F2)。
如果所述移动电话MS-k处于非激活模式并且其GMM状态为“备用”，则所述SGSN自动产生所述链路建立请求(寻呼请求)，并将其发送到所述BSCi，以使该BSCi向所述移动电话MS-k转发该请求。
当接收到所述链路建立请求时，所述移动电话MS-k向BSS发送包括该移动电话的参考标识符的上行链路接入请求(箭头F3)。当接收到该上行链路接入请求时，所述BSCi提取该参考标识符，限定将被分配到所请求的上行链路接入(链路)的上行链路资源，并向所述移动电话MS-k发送上行链路分配消息，该上行链路分配消息限定了所述上行链路资源并包括该移动电话的参考标识符(箭头F4)。
当接收到所述上行链路分配消息时，所述移动电话MS-k识别其参考标识符，在由BSCi分配的上行链路信道上配置其发送模块，并且向所述BSCi发送对先前接收的链路建立请求的响应(寻呼响应)，该响应包括呼叫标识符(TLLI)(箭头5)。
当接收到该响应时，所述BSCi提取所述呼叫标识符(TLLI)，确定将被分配给所述下行链路接入(链路)的下行链路资源，并向所述移动电话MS-k发送限定所述上行链路资源的下行链路分配消息(箭头6)。
当接收到所述下行链路分配消息时，所述移动电话MS-k在由所述BSCi分配的下行链路信道上配置其接收机模块。所述下行链路接入(链路)和所述上行链路接入(链路)已经被建立，所述网络和所述移动电话MS-k可以双向交换数据。因此，所述BSCi可以向所述移动电话MS-k发送等待传送的数据(箭头7)。
本发明防止现有技术网络中可能出现的下行链路资源分配的冲突，特别是在下行链路接入请求与上行链路接入请求交叉的情况下。这有效利用了在所述交叉期间分配的无线资源，和由所述无线资源分配算法所使用的某些计算(CPU)资源。
另外，由于所述无线接入网请求所述移动台识别自身而不是分配下行链路资源，因此，本发明在丢失联系的情况下显著简化了移动台的搜索过程另外，本发明简化了GPRS协议的实现，其中特殊情况的数量显著减少。
本发明不限于上面通过例子的方式所描述的系统、无线接入网设备和方法的实施例，而是包括本领域的技术人员可以设想的、在后面的权利要求范围内的所有变化。
因此，描述了被安装在网络控制器中、管理下行链路数据传送的管理系统的例子。然而，该管理系统可以被安装在无线接入网的不同设备中，该不同的设备例如是用于控制分组传送的控制单元，该控制单元被连接到一个或多个节点(控制器)以同时管理由相关的网络节点(控制器)所控制的下行链路数据传送。
另外，描述了在GPRS分组交换蜂窝通信网中本发明的系统和方法的实现。然而，本发明不限于所述类型的网络。本发明同样可以应用于新的蜂窝网类型，其中，终端设备是移动的并可能丢失与控制设备的联系，在这种情况下，无论是由所述终端设备发起还是由控制分组传送的设备发起，都可以恢复联系。如果所述控制设备希望恢复与终端设备的联系，则本发明的系统在有限区域(restrictedperimeter)内向所述终端设备发送消息(请求)，该消息请求该终端设备通过识别自身来恢复联系。
本发明同样可以应用于分组交换通信网，在该网络中，例如由于受限的功耗或由于所述终端设备必须与多个控制系统保持联系并且一次只使用一个通信装置，因此，该终端设备不能建立持久的联系。这样，所述网络通过向所述终端设备发送请求以通过识别自身来恢复连接而从该终端设备接管。
权利要求
1.一种方法，其用于管理分组交换通信网的无线接入网(BSS)和移动台(MS-k)之间的下行链路数据传送，其特征在于，如果是到移动台(MS-k)的下行链路数据传送请求，则通过无线接入网(BSS)向所述移动台(MS-k)发送链路建立请求，并且当通过所述无线接入网(BSS)接收到由所述移动台(MS-k)发送的对该请求的响应时，建立下行链路接入以向该移动台(MS-k)发送数据。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述链路建立请求要求所述移动台(MS-k)向所述无线接入网(BSS)发送上行链路接入请求，并且当接收到所述请求时，分配用于建立所述上行链路接入的网络资源，使得所述移动台(MS-k)可以在该上行链路接入上发送对该链路建立请求的所述响应。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述上行链路接入请求包括由所述移动台(MS-k)识别的参考标识符，并且当接收到所述上行链路接入请求时，提取所述参考标识符以建立所述上行链路接入。
4.根据权利要求1到3的任何一个的方法，其特征在于，所述响应包括所述网络知道的、所述移动台(MS-k)的呼叫标识符，并且当接收到所述响应时，提取所述呼叫标识符以建立所述下行链路接入。
5.根据权利要求1到4的任何一个的方法，其特征在于，所述链路建立请求由所述无线接入网(BSS)产生。
6.一种系统(D)，其用于管理分组交换通信网的无线接入网(BSS)和移动台(MS-k)之间的下行链路数据传送，其特征在于，该系统包括管理装置(M)，当接收到移动台(MS-k)的下行链路数据传送请求时，该管理装置适于指示通过所述无线接入网(BSS)向所述移动台发送链路建立请求，随后在从所述移动台(MS-k)接收到对该请求的响应后，建立下行链路接入。
7.根据权利要求6的系统，其特征在于，所述管理装置(M)适于指示所述无线接入网(BSS)发送链路建立请求，该请求要求所述移动台(MS-k)向所述无线接入网(BSS)发送上行链路接入请求，使得当接收到该请求时，所述无线接入网(BSS)能够分配用于建立所述上行链路接入的网络资源，该上行链路接入能使所述移动台(MS-k)发送对所述链路建立请求的响应。
8.一种分组交换通信网的无线接入网(BSS)的设备(BSC)，其特征在于，该设备包括根据权利要求6或者权利要求7的系统(D)。
9.根据权利要求8的设备，其特征在于，当所述上行链路接入请求包括由所述移动台(MS-k)识别的参考标识符时，该设备适于从所接收的上行链路接入请求中提取所述参考标识符，以建立所述上行链路接入。
10.根据权利要求8或权利要求9的设备，其特征在于，当所述响应包括所述通信网络知道的、所述移动台(MS-k)的呼叫标识符时，该设备适于从所述响应中提取所述呼叫标识符，以建立所述下行链路接入。
11.根据权利要求8到10的任何一个的设备，其特征在于，该设备采用基站控制器(BSC)的形式。
12.根据权利要求8到10的任何一个的设备，其特征在于，该设备采用分组传送控制单元的形式。
13.一种分组交换通信网的无线接入网(BSS)，其特征在于，该无线接入网包括根据权利要求8到12的任何一个的设备(BSC)。
全文摘要
一种系统(D)，其专用于管理分组交换通信网的无线接入网(BSS)和移动台(MS－k)之间的下行链路数据传送。所述系统(D)包括管理装置(M)，当接收到移动台(MS－k)的下行链路数据传送请求时，该管理装置适于指示通过所述无线接入网(BSS)向所述移动台发送链路建立请求，并且然后在接收到由所述移动台(MS－k)发送的对该请求的响应之后，建立下行链路接入。
文档编号H04L12/56GK1695393SQ03823666
公开日2005年11月9日 申请日期2003年9月26日 优先权日2002年10月3日
发明者F·迪阿梅尔, D·拉克鲁瓦 申请人:埃沃柳姆公司