Método e aparelho de sustentação de handover de GPRS/GERAN para LTE EUTRAN
CAMPO DA INVENÇÃO
[001] O presente pedido refere-se a comunicações sem fio.
ANTECEDENTES
[002] Existem diferentes tipos de sistemas de comunicação sem fio. Alguns sistemas de comunicação sem fio incluem, por exemplo, serviço geral de rádio pacotes (GPRS), sistema global de rede de acesso via rádio de comunicações móveis (GERAN) e rede de acesso via rádio terrestre evoluída (EUTRAN) de Evolução de Longo Prazo (LTE).
[003] Quando uma unidade móvel estiver viajando, ela pode necessitar ser passado (handover) de uma rede para outra. Como nem todas as redes são idênticas, seria benéfico um método de sustentação do handover entre os sistemas. Um sistema e um método conhecidos são descritos em Huawei: Inter RAT handover procedures between 3GPP access systems, 3GPP draft; S 2-070078_ INTER RAT HANDOVER PROCEDURES BETWEEN 3GPP ACCESS SYSTEMS. 3RD GENERATION PARTNERSHIP PROJECT (3GPP), Mobile Conference Centre; 650, Route Des Lucioles; F-06921 Sophia-Antipolis Cedex; France, vol. SA WG2, no Florance; 20070109, 9 Janeiro 2007.
RESUMO DA INVENÇÃO
[004] São descritos um método e aparelho de sustentação do handover de GPRS/GERAN para LTE EUTRAN. O método inclui o recebimento de um relatório de medição de LTE. Uma HO é iniciada para a rede LTE e é transmitido um sinal de solicitação de reposicionamento. É recebido um sinal de comando de reposicionamento que inclui um identificador (ID) de Nó B evoluído (eNB).
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[005] Pode-se obter uma compreensão mais detalhada a partir da descrição a seguir, fornecida como forma de exemplo em conjunto com as figuras anexas, nas quais:
- a figura 1 exibe um exemplo de uma arquitetura de rede geral de uma arquitetura de sistema de LTE;
- a figura 2 exibe um exemplo de procedimento de handover de primeira etapa de um sistema GERAN para um sistema LTE;
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- a figura 3 exibe um exemplo de procedimento de handover de segunda etapa de um sistema GERAN para um sistema LTE;
- a figura 4 exibe um exemplo de procedimento de handover de terceira etapa de um sistema GPRS/GERAN para um sistema LTE;
- a figura 5 é um diagrama de bloco funcional de uma unidade de transmissão e recepção sem fio e uma estação base;
- as figuras 6A a 6C exibem um exemplo de diagrama de sinal de um procedimento de handover; e
- as figuras 7A a 7C exibem um exemplo de diagrama de sinal de um procedimento de handover alternativo.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[006] Quando indicado a seguir, a terminologia unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU) inclui, mas sem limitar-se a um equipamento de usuário (UE), estação móvel (STA), unidade de assinante fixa ou móvel, pager, telefone celular, assistente digital pessoal (PDA), computador ou qualquer outro tipo de dispositivo de usuário capaz de operar em um ambiente sem fio. Quando indicado a seguir, a terminologia estação base inclui, mas sem limitar-se a um Nó B, controlador de local, controlador de estação base, ponto de acesso (AP) ou qualquer outro tipo de dispositivo de interface capaz de operar em um ambiente sem fio.
[007] A figura 1 exibe um exemplo de arquitetura de rede geral de uma arquitetura de sistema LTE 100. O sistema LTE 100 exibe o intetrabalho entre a arquitetura de sistema LTE e o núcleo de GPRS com base em GERAN, UTRAN existente. O sistema LTE inclui uma rede de acesso via rádio (RAN) evoluída (E-Nó B) conectada a um núcleo de pacote evoluído que contém uma entidade de administração de mobilidade/entidade de plano de usuário (MME/UPE) e um portal de âncora inter AS. O núcleo de pacote evoluído conecta-se a um HSS, PCRF, HSS, servidores de IP operadores (tais como IMS, PSS e similares), uma rede de acesso IP não 3GPP e um bloco de acesso de IP 3GPP da rede de área local sem fio (WLAN). Um servidor de IP de operações (tal como IMS, PSS e similares) também é incluído no sistema LTE 100. O núcleo de GPRS contém o Nó de Suporte a GPRS em Serviço (SGSN) que é responsável pela administração de mobilidade,
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3/9 procedimentos de acesso e controle de plano de usuário. Ele também contém o Nó de Suporte a GPRS de Portal (GGSN), em que a rede é conectada a redes externas e outros servidores operadores. O serviço de IP de operador inclui o Subsistema de Serviços Multimídia de IP (IMS), em que voz por IP (VoIP) e outros serviços multimídia são controlados. A rede de acesso de IP não 3GPP inclui conexões a outras tecnologias tais como 3GPP2 (CDMA2000) e WiMAX (tais como sistemas IEEE 802.16). O Núcleo Evoluído também se conecta a redes WLAN que são incorporadas a sistemas 3GPP por meio de arquitetura intertrabalho definida em 3GPP.
[008] A figura 2 exibe um exemplo de procedimento de handover de primeira etapa 200 em que uma WTRU está transitando da cobertura em um sistema GERAN para cobertura em um sistema LTE. Conforme exibido na figura 2, uma WTRU (ilustrada pelos ovais exibidos no fundo da figura) está sendo passado (handover) de um sistema para o outro. A WTRU é atualmente conectada a um nó de suporte de GPRS de portal (GGSN) por meio de um nó de suporte de GPRS em serviço (SGSN) e um controlador de estação base alvo (BSC).
[009] As células pertencentes a sistemas GERAN podem incluir Áreas de Posicionamento/Áreas de Roteamento (LA1/RA1) diferentes das pertencentes a células com base em LTE (LA2/RA2). Em certos desdobramentos, embora células de GERAN possam ser coposicionadas com células de LTE, essas células podem permanecer sob diferentes configurações de LA/RA devido à diferença entre as duas arquiteturas de sistema.
[0010] A figura 3 exibe um exemplo de procedimento de handover de segunda etapa 300 de um sistema GERAN para um sistema LTE, que pode ser utilizado opcionalmente. Pode ser criado um túnel entre o BSC alvo e um Nó B evoluído à medida que a WTRU é passada (handover) de um sistema para outro. O túnel encaminha temporariamente a transferência de dados pendentes atuais entre o sistema GERAN e a WTRU por meio do ENó B enquanto é estabelecida a nova conexão por meio da Rede Central Evoluída. Isso deverá garantir que nenhum dado seja perdido durante a transição. O operador pode optar por não implementar esta etapa e seguir para um caso de transição completa em que nenhuma conexão é estabelecida entre o BSC de GERAN e o eNó Β. O
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4/9 encaminhamento de dados ocorre em camadas superiores entre as duas redes centrais. [0011] A figura 4 exibe um exemplo de procedimento de handover de terceira etapa 400 de um sistema GPRS/GERAN para um sistema LTE. Conforme exibido na figura 4, a WTRU é agora conectada a um portal de acesso (AGW) por meio de um novo MME e E-Nó B alvo.
[0012] A figura 5 é um diagrama de bloco funcional de uma WTRU 510 e uma estação base 520. Conforme exibido na figura 5, a WTRU 510 encontra-se em comunicação com a estação base 520 e ambas são configuradas para sustentar o handover da GPRS/GERAN para a LTE EUTRAN.
[0013] Além dos componentes que podem ser encontrados em uma WTRU típica, a WTRU 510 inclui um processador 515, um receptor 516, um transmissor 517 e uma antena 518. O processador 515 é configurado para sustentar o handover da GPRS/GERAN para LTE EUTRAN. O receptor 516 e o transmissor 517 encontram-se em comunicação com o processador 515. A antena 518 encontra-se em comunicação com o receptor 516 e o transmissor 517 para facilitar a transmissão e a recepção de dados sem fio. O processador 515, o receptor 516, o transmissor 517 e a antena 518 podem ser configurados como um transceptor de rádio GPRS/GERAN ou configurados como um transceptor de rádio LTE EUTRAN. Além disso, embora seja exibido apenas um processador, receptor, transmissor e antena, dever-se-á observar que diversos processadores, receptores, transmissores e antenas podem ser incluídos na WTRU 510, em que diferentes agrupamentos de processadores, receptores, transmissores e antenas operam em modos diferentes (tais como transceptor GPRS/GERAN ou transceptor LTE EUTRAN).
[0014] Além dos componentes que podem ser encontrados em uma estação base típica, a estação base 520 inclui um processador 525, um receptor 526, um transmissor 527 e uma antena 528. O processador 525 é configurado para sustentar o handover da GPRS/GERAN para a LTE EUTRAN. O receptor 526 e o transmissor 527 encontram-se em comunicação com o processador 525. A antena 528 encontra-se em comunicação com o receptor 526 e o transmissor 527 para facilitar a transmissão e a recepção de dados sem fio.
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[0015] Dever-se-á observar que a WTRU 510 e a estação base 520 podem encontrarse em comunicação com outros dispositivos de rede.
[0016] As figuras 6A a 6C exibem um exemplo de diagrama de sinal de um procedimento de handover 600. No diagrama de sinal das figuras 6A a 6C, é exibida uma WTRU de modo duplo (LTE/GERAN) 510, um e-Nó B alvo (T-ENB) 520, um BSC em serviço (S-BSC) 530, um LTE-MME 540, uma SGSN de segunda geração (2G) em serviço 550 e um LTE UPE/Portal/GGSN 560. A WTRU 510 inclui um transceptor de LTE e GERAN. [0017] Conforme exibido nas figuras 6A a 6C, tráfego de link inferior (DL) e link superior (UL) de usuário está ocorrendo entre as entidades e no modo GERAN da WTRU de modo duplo 510. Na etapa 601, são realizadas medições na WTRU 510. Em um exemplo, as medições são realizadas pelo transceptor de GERAN na WTRU 510 em uma rede LTE. A WTRU 510 transmite em seguida um sinal de relatório de medição (LTE) (602) para o S-BSC 530. Inicia-se HO intersistemas, em que LTE é o alvo (etapa 603). Um sinal de solicitação de reposicionamento 604, que contém a ID de célula fonte e a ID de célula alvo, é transmitido pelo S-BSC 530 para a SGSN 2G em serviço 550. A SGSN 2G em serviço determina a ID do sistema alvo e a ID de MME (etapa 605) e encaminha a solicitação de reposicionamento para o LTE-MME 540.
[0018] O LTE-MME 540 determina a ID do e-Nó B alvo e solicita o perfil e contexto de usuário caso não fosse incluído na mensagem de sinalização 606 (etapa 607). O LTE-MME 540 envia um sinal de solicitação de handover (608) para o T-ENB 520, que contém a ID de célula, ID de MME, TEID de GGSN e a identidade de assinante móvel internacional/identidade de assinante móvel temporária (IMSI/TMSI). O T-ENB 520 determina a disponibilidade de canal e inicia o estabelecimento de portadora de acesso via rádio (RAB) (etapa 609). O T-ENB 520 transmite um ACK de solicitação de handover (que inclui a IMSI/TMSI), sinal (610) para o LTE-MME 540, que transmite um sinal de resposta de reposicionamento 611, que inclui a IMSI e a ID do T-E Nó B para a SGSN 2G em serviço 550. O LTE-MME 540 cria em seguida um estado MM e estado SM para preparar a ativação das informações de contexto do protocolo de dados de pacote (PDP) (etapa 612). [0019] A 2G SGSN em serviço 550 transmite um sinal de comando de reposcionamento (613), que inclui a TMSI e a ID de E-Nó B para o S-BSC 530, que estabelece um túnel
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6/9 temporário para que o E-Nó B encaminhe dados (etapa 614). Os dados de usuário são encaminhados em seguida entre o T-ENB 520 e o S-BSC 530 e o comando de HO 615 é transmitido pelo T-ENB 520 para o transceptor GERAN da WTRU 510, que transmite um sinal de rádio de início/sincronização (616), que inclui a ID de canal alvo, para o transceptor de LTE. O T-ENB 520 envia um sinal de detecção de reposicionamento (617) para o LTE-MME 540 e o transceptor de LTE reconhece (618) o sinal de rádio de início/sincronização.
[0020] Um sinal de HO completa (619) é enviado pelo transceptor de GERAN para o SBSC. Informações de RAN e estabelecimento de RAB são realizados entre o transceptor LTE e o T-ENB 520 (620) e fluxos de tráfego de DL/UL de usuário. Um sinal de conexão de PS (621) é transmitido pelo transceptor de LTE para o T-ENB 520, que encaminha o sinal para o LTE-MME 540 (622). O LTE-MME 540 transmite um sinal de aceitação de conexão de PS (623) para o transceptor LTE por meio do T-ENB 520, que responde com um ACK de aceitação de conexão de PS (624), que é encaminhado para o LTE-MME 540 por meio do T-ENB 520.
[0021] O MME-LTE atualiza o contexto de PDP com a nova TEID de E-Nó B (etapa 625) e transmite um sinal de contexto de atualização de PDP (626) para o UPE/Portal/GGSN 6560. Além disso, dados de usuário podem ser transmitidos ao longo de um plano de usuário de protocolo de túnel GPRS (GTP-U).
[0022] Um sinal de HO completa (627) é enviado pelo LTE-MME 540 para a SGSN 2G em serviço 550, que envia um sinal de liberação (628) para o S-BSC 530 e um ACK de HO completa (629) para o LTE-MME 540. O tráfego é comutado da SGSN para o E-Nó B (etapa 630) pelo LTE UPE/Portal/GGSN 560 e o S-BSC 530 libera o túnel BSS do E-Nó B e para de encaminhar dados (etapa 631). É transmitido um ACK de liberação (632) pelo SBSC 530 para a SGSN 2G em serviço e dados de DL/UL de usuário e dados de controle seguem entre o transceptor de LTE, o T-ENB 520 e o LTE UPE/Portal/GGSN 560.
[0023] As figuras 7A a 7C exibem um exemplo de diagrama de sinal de um procedimento de handover alternativo 700. Conforme exibido nas figuras 7A a 7C, tráfego de link inferior (DL) e link superior (UL) de usuários está ocorrendo entre as entidades e no modo GERAN da WTRU de modo duplo 510. Na etapa 701, são realizadas medições na
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WTRU 510. A WTRU 510 transmite em seguida um sinal de relatório de medição (LTE) (702) para o S-BSC 530. Inicia-se a HO intersistemas, em que LTE é o alvo (etapa 703). Um sinal de solicitação de reposicionamento 704, que contém a ID da célula fonte e a ID da célula alvo, é transmitido pelo S-BSC 530 para a SGSN 2G em serviço 550. A SGSN 2G em serviço determina a ID do sistema alvo e a ID de MME (etapa 705) e encaminha a solicitação de reposicionamento para o LTE-MME 540.
[0024] O LTE-MME 540 determina a ID do e-Nó B alvo e solicita o perfil de usuário e contexto caso não tenha sido incluído na mensagem de sinalização 706 (etapa 707). O LTE-MME 540 envia um sinal de solicitação de handover (708) para o T-ENB 520, que contém a ID da célula, ID de MME, TEID de GGSN e a identidade de assinante móvel internacional/identidade de assinante móvel temporária (IMSI/TMSI). O T-ENB 520 determina a disponibilidade de canais e inicia o estabelecimento de portadora de acesso via rádio (RAB) (etapa 709). O T-ENB 520 transmite um ACK de solicitação de handover (que inclui a IMSI/TMSI), sinaliza (710) o LTE-MME 540, que transmite um sinal de resposta de reposicionamento 711, que inclui a IMSI e a ID do T-E Nó B para a SGSN 2G em serviço 550. O LTE-MME 540 cria em seguida um estado de MM e um estado de SM para preparar para a ativação de informações de contexto de protocolo de dados de pacote (PDP) (etapa 712).
[0025] A 2G SGSN em serviço 550 transmite um sinal de comando de reposicionamento (713), que inclui a TMSI e ID de E-Nó B para o S-BSC 530, que estabelece um túnel temporário para o E-Nó B para encaminhamento de dados (etapa 714). Os dados de usuário são encaminhados em seguida entre o T-ENB 520 e o S-BSC 530 e o comando de HO é transmitido pelo T-ENB 520 para o transceptor GERAN da WTRU 510, que transmite um sinal de rádio de início/sincronização (716), que inclui a ID de canal alvo, para o transceptor de LTE. Um ACK (717) é enviado pelo transceptor de LTE e uma mensagem de HO completa (718) é enviada pelo transceptor de GERAN para o S-BSC 530, que encaminha um sinal de HO completa (719) para o T-ENB 520. O estabelecimento de RAN e RAB ocorre entre o transceptor de LTE e o T-ENB 520 e o TENB 520 transmite uma mensagem de detecção de reposicionamento (720) para o LTEMME 540.
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[0026] Tráfego de DL/UL de usuário ocorre entre o transceptor de LTE e o T-ENB 520. O MME-LTE atualiza o contexto de PDP com a nova TEID de E-Nó B (etapa 721).
[0027] Um sinal de HO completa (722) é enviado pelo LTE-MME 540 para a SGSN 2G em serviço 550, que envia um sinal de liberação (723) para o S-BSC 530 e um ACK de HO completa (724) para o LTE-MME 540. O tráfego é comutado da SGSN para o E-Nó B (etapa 725) pelo LTE UPE/Portal/GGSN 560 e o S-BSC 530 libera o túnel BSS de E-Nó B e para de encaminhar dados (etapa 726). Um ACK de liberação (727) é transmitido pelo SBSC 530 para a SGSN 2G em serviço 550 e dados de DU/UL de usuário e dados de controle seguem entre o transceptor de LTE, o T-ENB 520 e o LTE UPE/Portal/GGSN 560.
[0028] Conforme descrito nas figuras 1 a 7C acima, recursos de rádio são preparados no sistema de acesso a 3GPP alvo antes que a WTRU 510 seja comandada pelo sistema de acesso a 3GPP fonte para alterar o sistema de acesso a 3GPP alvo. É estabelecido um túnel entre as duas redes de acesso via rádio (RANs) (conjunto de serviços básicos (BSS) e E-Nó B), a fim de encaminhar os dados enquanto os recursos de rede centrais são atribuídos.
[0029] Pode existir uma interface de controle no nível central entre a 2G/3G SGSN e o MME correspondente para trocar o contexto de mobilidade e o contexto de sessão do Móvel. Além disso, o sistema alvo pode fornecer instruções para a WTRU 510 com relação às necessidades de acesso via rádio, tais como a configuração de recursos de rádio, informações de sistema de células alvo e similares.
[0030] Existe um estado intermediário durante o handover em que os dados de plano U de DL são enviados pelo sistema fonte para o sistema alvo antes que o plano U seja comutado diretamente para o sistema alvo, a fim de evitar a perda de dados de usuário (tal como por meio de encaminhamento). Pode-se também utilizar bicasting até que a âncora 3GPP determine que pode enviar dados em plano U de DL diretamente para o sistema alvo.
[0031] Embora as características e os elementos sejam descritos acima em combinações específicas, cada característica ou elemento pode ser utilizado isoladamente, sem as demais características e elementos ou em várias combinações com ou sem outras características e elementos. Os métodos ou fluxogramas fornecidos no presente podem
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9/9 ser implementados em um programa de computador, software ou firmware incorporado em um meio de armazenagem legível por computador para execução por um processador ou computador de uso geral. Exemplos de meios de armazenagem legíveis por computador incluem memória somente de leitura (ROM), memória de acesso aleatório (RAM), registro, memória de cache, dispositivos de memória semicondutores, meios magnéticos tais como discos rígidos internos e discos removíveis, meios magneto-óticos e meios óticos tais como discos CD-ROM e discos versáteis digitais (DVDs).
[0032] Processadores apropriados incluem, por exemplo, um processador para uso geral, processador para fins especiais, processador convencional, processador de sinais digitais (DSP), uma série de microprocessadores, um ou mais microprocessadores em associação com um núcleo de DSP, controlador, microcontrolador, Circuitos Integrados Específicos de Aplicação (ASICs), circuitos de Conjuntos de Portal Programáveis de Campo (FPGAs), qualquer outro tipo de circuito integrado (IC) e/ou máquina de estado.
[0033] Um processador em associação com software pode ser utilizado para implementar um transceptor de rádio frequência para uso em uma unidade de transmissão e recepção sem fio (WTRU), equipamento de usuário (UE), terminal, estação base, controlador de rede de rádio (RNC) ou qualquer computador host. A WTRU pode ser utilizada em conjunto com módulos, implementada em hardware e/ou software, tal como uma câmera, módulo de câmera de vídeo, videofone, fone de ouvido, dispositivo de vibração, alto-falante, microfone, transceptor de televisão, fone de ouvido para mãos livres, teclado, módulo Bluetooth®, unidade de rádio em frequência modulada (FM), unidade de visor de cristal líquido (LCD), unidade de visor de diodo emissor de luz orgânico (OLED), aparelho de música digital, aparelho de mídia, módulo de vídeo game, navegador da Internet e/ou qualquer módulo de rede de área local sem fio (WLAN) ou Banda Ultra Larga (UWB).