Radio Ressource-Layer Informationen (RR-Layer-Informationen, Funkschnittstellen-bezogene Informationen) sind sich auf die Nutzung der Funkschnittstelle beziehende Informationen in ei- nem zellularen Mobilfunknetz, wie beispielsweise Informatio- nen betreffend die Identität einer von einem Mobilfunkendge- rät aktuell genutzten oder nutzbaren Mobilfunkzelle, die Fre- quenzen und die Verwendung von Funkkanälen in der aktuellen Mobilfunkzelle, die Frequenzen von durch ein Mobilfunkendge- rät zu messenden oder zu beobachtenden aktuellen Nachbarzel- len, die Unterstützung von bestimmten Eigenschaften (fea- tures) durch das Mobilfunknetz, Information über die Unter- stützung bestimmter Protokolle oder Protokollerweiterungen oder Features im Bereich des RR-Layers usw..

Mobilfunksysteme der zweiten und dritten Generation wie GSM und UMTS besitzen eine Architektur, bei der die Software nach den zu erfüllenden Aufgaben in verschiedene Layer unterglie- dert ist (siehe Fig. 1). Typischerweise gibt es dabei einen Radio Resource Management Layer (RR-Layer), der sich mit der Verwaltung der physikalischen Ressource"Funkkanal"befasst, einen Mobility Management Layer (MM-Layer), der sich mit der Verfolgung des Aufenthaltsorts des Mobilfunkendgeräts be- fasst, sowie einen weiteren Layer, der für die Abwicklung der eigentlichen Dienste zuständig ist (Call Control oder Session Management Layer). Für die verschiedenen Layer sind getrennte Protokolle definiert.

Zur Auswahl und zur Nutzung eines Mobilfunknetzes benötigt ein Mobilfunkendgerät in verschiedenen Phasen unterschiedli- che RR-Layer-spezifische Information, d. h. Information die

dem Radio Resource Management Layer zuzuordnen ist und häufig von der Art des Radio Access Netzes (GSM/GERAN, UMTS, etc.) abhängt : (i) Information, die vor dem ersten Access (Zugang eines Mo- bilfunkendgerätes zum Mobilfunknetz) bzw. für den ersten Ac- cess benötigt wird : darunter fällt z. B. in einem GSM Netz die Information, die zur Auswahl einer bestimmten Zelle verwendet wird (Cell-ID) oder die die Kanalstruktur beschreibt ; (ii) Information, die erst dann benötigt wird, wenn das Mo- bilfunkendgerät bereits im Netz angemeldet ist und Dienste in Anspruch nehmen möchte (z. B. Information über die Unterstüt- zung bestimmter Protokolle oder Protokollerweiterungen oder Features im Bereich des RR-Layers). Im folgenden nehmen wir an, dass diese Information für alle Zellen innerhalb eines gewissen Netzwerkbereichs (Routing Area, Location Area oder die gesamte PLMN Area) den gleichen Wert besitzt. Diese An- nahme lässt sich in der Praxis dadurch erfüllen, dass das entsprechende Feature erst dann'aktiv'geschaltet wird, wenn ein entsprechender Teil des Netzwerkes hochgerüstet worden ist.

(iii) Information zum Auf-und Abbau einer Verbindung zum Netz und zur Modifikation dieser Verbindung, wenn ein Dienst in Anspruch genommen wird.

Die Erfindung befasst sich mit Information vom Typ (ii).

Information vom Typ (i) wird in der Regel über einen System Information Broadcast-Kanal ausgestrahlt, den alle Mobilfunk- endgeräte in einem bestimmten örtlichen Gebiet abhören. In- formation vom Type (iii) wird in der Regel über einen dedi- zierten Kanal zwischen einem Mobilfunkendgerät und einem Mo- bilfunknetz übertragen.

Information vom Typ (ii) wurde bisher in der Regel ebenfalls über den System Information Broadcast-Kanal ausgestrahlt. Das Problem dabei ist, dass dieser Broadcast-Kanal nur über eine

begrenzte Kapazität verfügt. Neue Information kann deshalb entweder überhaupt nicht mehr aufgenommen werden, wenn sie sehr umfangreich ist, oder nur noch mit einer größeren Perio- de ausgestrahlt werden. In letzterem Fall braucht das Mobil- funkendgerät mehr Zeit, bis es die gesamte Broadcast- Information in der neuen Zelle einmal ganz gehört hat und voll einsatzbereit ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, unter optimierter Belastung eines Rundspruchkanals (System Information Broad- cast-Kanal eines zellularen Mobilfunknetzes RR-Layer- Informationen vom Mobilfunknetz an ein Mobilfunkendgerät zu übertragen. Die Erfindung wird jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Erfindung ist durch die Einführung einer neuen Prozedur im RR-Layer realisierbar, die von der MM-Entity im Core- Netzknoten während eines Location Update, Attach oder Routing Area Update gestattet wird (Figuren 2,3 und 4). Außerdem kann die zugehörige Signalisierung zwischen einem Basisstati- ons-Subsystem BSS und einem Mobilfunkendgerät MS auch während eines circuit-switched Calls vewendet werden, um RR-Layer- spezifische Information im Mobilfunkendgerät zu aktualisieren (Figur 5).

Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die RR-layer spezifische Information nicht im System-Information-Broadcast-Kanal aus- gestrahlt werden muss. Dadurch wird dieser Kanal nicht unnö- tig belastet und das Mobilfunkendgerät ist nach einem Zell- wechsel schneller wieder voll betriebsbereit. Ferner muss die RR-layer spezifische Information nicht bei jedem Funkkana- lauf-und-abbau mitgesendet werden, sondern nur dann, wenn das Mobilfunkendgerät sich in eine neue Routing Area oder Lo- cation Area bewegt hat. Durch verschiedene nachfolgend beschriebenen Optimierungen kann die Menge der zu übertragenden Information sowie die Häufigkeit, mit der sie gesendet wird, weiter redu-

ziert werden. Eine funktionale Trennung von Mobility Manage- ment und Radio Resource Management wird dabei ermöglicht. Die Knoten eines Core-Netzes (MSC, SGSN) eines Mobilfunknetzes müssen daher nur einmal eine allgemeine Logik zum Senden der "Send RR Info Request"Nachricht zum BSS und des"keep RR- Info"Parameters in den Accept Nachrichten implementieren, aber nicht die einzelnen RR-layer spezifischen Parameter, die künftig im Laufe der Zeit nach und nach eingeführt werden können. Die RR-layer spezifische Information kann aktuali- siert werden, wenn das Mobilfunkendgerät während eines circu- it-switched Calls durch einen Handover in ein anderes Gebiet (Routing Area, Location Area oder PLMN) gerät, in dem die In- formation nicht mehr den gleichen Wert besitzt wie in der Ausgangszelle. Dies ermöglicht die Aktivierung neuer Features bereits zu einem Zeitpunkt, wenn diese noch nicht im ganzen Netz unterstützt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an- hand der Zeichnung. Dabei zeigt : Fig. 1 schematisch eine Mobilstation MS, die über ein Ba- sisstations-Subsystem BSS mit Vermittlungseinrich- tungen MSC/SGSN eines Mobilfunknetzes verbunden ist, Fig. 2,3 jeweils schematisch die Signalisierung von "RR-Layer"-Informationen nach einem Location Update Request, bzw. Routing Area Update Request Fig. 4 schematisch die Signalisierung von "RR-Layer"-Informationen nach einem Routing Area Update Request bei einer Aktualisie- rung des Aufenthaltsorts einer Mobilstation gegen- über einer CS-und einer PS-Domäne, Fig. 5 die Signalisierung bei einem Handover.

Die Funktion von zellularen Mobilfunknetzen (wie GSM, WCDMA, <BR> <BR> TDCDMA, TDSCDMA, CDMA2000 etc. ) ist dem Fachmann aus ein-<BR> schlägigen (für GSM beispielsweise aus www. etsi. org abrufba- ren) Standardisierungsdokumenten bekannt. Es werden deshalb im Folgenden nur die für das Verständnis der Erfindung rele- vanten Komponenten eines Mobilfunknetzes angesprochen.

Figur 1 zeigt schematisch ein Mobilfunkendgerät MS, das über eine als Pfeil dargestellte Luftschnittstelle mit einem Ba- sisstations-Subsystem BSS eines Mobilfunknetzes kommuniziert, welches mit einer Vermittlungseinrichtungen (MSC und/oder SGSN) über ein A-Interface beziehungsweise Gb-Interface kom- muniziert. Sowohl die Mobilstation MS wie auch die Vermitt- lungseinrichtungen MSC und SGSN verwenden zur Steuerung die Bewegung einer Mobilstation durch ein Mobilfunknetz betref- fender Abläufe einen Mobility Management Layer/MM-Layer (also die Bewegung des Mobilfunkendgerätes betreffende Steuerungs- Software-Schichten), sowie einen das Management von Funk- schnittstellen-Ressourcen (Radio Ressource Management) betreffenden Radio Ressource Management Layer/RR-Layer. Das Basisstationssteuerungen und Basisstationen eines Mobilfunk- netzes umfassende Basisstations-Subsystem BSS hat insbesonde- re einen RR-Layer.

Figur 2 zeigt schematisch die Mobility Management Layer- Softwareschicht (MS (MM)) und Radio Ressource Management Layer Softwareschicht (MS (RR)) eines Mobilfunkendgerätes MS, eine Radio Ressource Management Schicht eines Basisstations- Subsystems (BSS (RR)) und die Radio Ressource Management- schicht einer Vermittlungseinrichtung MSC (MSC (RR)) und eine Mobility Layer Softwareschicht einer Vermittlungseinrichtung MSC (MSC (MM)).

Die Schritte 1, 2 und 8 in Fig. 2 und ebenso Fig. 3 entspre- chen im Wesentlichen bekannten Abläufen in standardisierten Mobilfunknetzen. Die in den Schritten 3 bis 7 in Fig. 2 und ebenso Fig. 3 eingefügten Schritte sind neu und ermöglichen

durch eine Point-to-Point-Übertragung über einen Kanal zwi- schen dem Mobilfunknetz und nur einem Mobilfunkendgerät an das Mobilfunkendgerät ohne Überlastung eines Broadcastkanals eines zellularen Mobilfunknetzes diejenigen RR-Layer- Informationen zu übertragen, welche nicht notwendigerweise über einen Broadcastkanal übertragen werden müssen.

Bevor die MM-Entity (=layer MSC (MM)) im Netzwerkknoten (MSC bzw. SGSN) bei einem Location Update (Ortsaktualisierung), Attach (Verbindung einer MS mit der PS-Domäne eines Mobil- funknetzes) oder Routing Area Update (Aktualisierung der Rou- ting Area) die Accept (Akzeptiert) Nachricht sendet (Schritt 8), stößt sie gemäß der Erfindung die eigene RR-Entity (=layer MSC (RR)) dazu an, eine (neue) Signalisierungsprozedur zum Basisstations-Subsystem BSS hin auszuführen (Schritt 3).

Die RR-Entity sendet dazu eine Nachricht"Send RR Info Re- quest"an das Basisstations-Subsystem (Schritt 4). Die RR- Entity im BSS sendet darauf mit der Nachricht"RR Informati- on"die in der jeweiligen Routing Area/Location Area bzw. in dem PLMN gültigen RR-layer spezifischen Information an das Mobilfunkendgerät (Schritt 5).

Wenn der MM-Layer im Netzwerkknoten über die erfolgreiche Übertragung der"RR Information"Nachricht informiert worden ist (Schritt 6 und 7), sendet er eine Location Update Accept Nachricht bzw. Routing Area Update Accept Nachricht an das Mobilfunkendgerät (Schritt 8).

Die im Mobilfunkendgerät gespeicherte RR-layer spezifische Information bleibt erhalten, wenn das Gerät aus-und wieder eingeschaltet wird.

Um die RR-layer spezifischen Information im Mobilfunkendge- rät wieder zu löschen, ist im Mobilfunkendgerät eine engere Koordination zwischen MM-und RR-Layer vorgesehen :

Wenn die MM-Entity im Mobilfunkendgerät bemerkt, dass sich die Location oder Routing Area geändert hat, wird die RR- Entity darüber verständigt, dass die derzeit abgespeichert RR-layer spezifische Information nicht mehr gültig ist. Die RR Information wird aber noch nicht gelöscht. Außerdem star- tet das Mobilfunkendgerät ein Location Area Update (Ortsaktu- alisierungsprozedur) oder Routing Area Update (Routing- Bereich-Aktualisierungsprozedur).

Wird im folgenden während des Location oder Routing Area Up- dates eine neue RR-Information Nachricht empfangen, dann wird die neue RR-layer spezifische Information von der Mobilfunk- station zwischengespeichert. Die alte RR-layer spezifische Information bleibt in immer noch erhalten.

Nach dem Empfang einer Location Update Accept Nachricht oder einer Routing Area Update Accept Nachricht verständigt die MM-Entity die RR-Entity, dass die alte, nicht mehr gültige RR-layer spezifische Information von der neu empfangenen ü- berschrieben werden muß. Wenn keine neue empfangen wurde, wird nur die alte gelöscht.

Wenn das Update nicht erfolgreich beendet werden konnte, gibt es folgende Möglichkeiten : (i) Das Core Netz hat eine Reject Nachricht mit einen Reject Cause gesendet, so dass das Mobilfunkendgerät Daten betref- fend die alte Location Area/Routing Area, in der er sich zu- letzt erfolgreich registriert hat, gelöscht hat. In diesem Fall muß auch die alte und die neue RR-layer spezifische In- formation gelöscht werden.

(ii) Das Core Netz hat eine Reject Nachricht mit einen Reject Cause gesendet, so dass das Mobilfunkendgerät Daten betref- fend die alte Location Area/Routing Area, in der er sich zu- letzt erfolgreich registriert hat, nicht gelöscht hat. Oder das Mobilfunkendgerät hat die Prozedur aus einem anderen

Grund abgebrochen, ohne dass es eine Location/Routing Area Update Accept oder Reject Nachricht empfangen hat. In diesem Fall wird nur die neu empfangene RR-layer spezifische Infor- mation gelöscht.

Wenn im weiteren Verlauf das Mobilfunkendgerät in die Locati- on/Routing Area zurückwechselt, in der es sich zuletzt er- folgreich registriert hat, wird die alte RR-layer spezifische Information wieder als"gültig"markiert.

Wenn es in eine andere, dritte Location/Routing Area wech- selt, bleibt die alte Information als"ungültig"markiert.

Schritt 1, 2 und 8 in Abbildung 2 und 3 zeigen die übliche Signalisierung im GSM System bei einem Location Update bzw.

Routing Area Update. Einen entsprechenden Message Flow für eine Attach Prozedur in der PS Domäne erhält man, wenn man in Fig. 3 die Nachrichten Routing Area Update Request und Rou- ting Area Update Accept durch die Nachrichten Attach Request und Attach Accept ersetzt.

In einem GSM-oder UMTS-Netzwerk mit Gs-Interface zwischen einem SGSN und einer MSC (siehe Fig. 1) kann sich das Mobil- funkendgerät mit einer einzigen Prozedur in der CS-und der PS-Domäne anmelden bzw. seinen Aufenthaltsort gegenüber bei- den Domänen aktualisieren. Neu ist in diesem in Fig. 4 ge- zeigten Fall der Dialog zwischen SGSN und MSC in Schritt 3 und 4, der weitere Ablauf (Schritt 5 bis 11) entspricht Fig.

3.

Um die Menge der während einer Location Update, Attach oder Routing Area Update Prozedur übertragenen RR-layer spezifi- schen Information zu verringern sowie die Häufigkeit, mit der diese Information übertragen wird, zu verringern, sind fol- gende Optimierungen möglich : 1) Die Nachricht Location Update Accept, Attach Accept oder Routing Area Update Accept (Schritt 8 in Fig. 2 und 3) erhält einen (neuen) Parameter, der dem Mobilfunkendgerät anzeigt,

daß die zuletzt empfangene RR-layer spezifische Information gespeichert bleiben soll, wenn während der Location Update, Attach oder Routing Area Update Prozedur keine neue"RR In- formation"empfangen wurde. Wenn der"keep RR Info"Parameter in der Nachricht Location Update Accept, Attach Accept oder Routing Area Update Accept fehlt und während der entsprechen- den Prozedur keine neue"RR Information"empfangen wurde, muß das Mobilfunkendgerät die zuletzt empfangene RR-layer spezi- fische Information löschen. Dazu wird der Parameter im Mobil- funkendgerät von der MM-Entity an die RR-Entity weiterge- reicht (Schritt 9).

Z. B. in GSM und UMTS meldet sich ein im Netz registriertes Mobilfunkendgerät in festen zeitlichen Abständen beim Netz, auch wenn es seinen Aufenthaltsort gegenüber dem letzten Lo- cation oder Routing Area Update nicht geändert hat (sogenann- tes"Periodic Update"). In diesem Fall muß die RR-layer spe- zifische Information nicht noch einmal gesendet werden. Es genügt, in der abschließenden Accept Nachricht den"keep RR Info"Parameter mitzusenden.

2) Unterteilung in domänen-spezifische Information und, in- nerhalb einer Domäne, in routing area/location area- spezifische und PLMN-spezifische Information : Die RR-layer spezifische Information kann zum einen danach unterteilt werden, ob sie nur für die CS oder die PS Domäne oder für beide Domänen relevant ist. Zum anderen kann sie da- nach unterteilt werden, ob ein Parameter routing a- rea/location area-weit oder PLMN-weit konstant ist.

In den Schritten 3 und 4 in Fig. 2 und 3 kann der Core Netz- Knoten (MSC/SGSN) daher dem Basisstations-Subsystem BSS ge- zielt mitteilen, welche Information zu senden ist : - für die CS-oder PS-Domäne oder für beide Domänen. Mögliche Werte für den"domain"Parameter in Fig. 2,3 und 4 :'CS', 'PS','both'; - nur die routing area/location area-spezifische Information (bei einem Wechsel der Routing oder Location Area innerhalb

des PLMNs) oder auch die PLMN-spezifische Information (bei einem PLMN-Wechsel). Mögliche Werte für den"type of area change"Parameter in Fig. 2,3 und 4 :'change of rou- ting/location area','PLMN change', am Gs-Interface auch :'no change' (Schritt 4 in Fig. 4).

Fig. 5 zeigt die Signalisierung, wie sie im GSM System für einen Handover üblich ist, bei dem das Mobilfunkendgerät vom Versorgungsbereich der BSS-A in den Versorgungsbereich der BSS-B wechselt. Das BSS-B erkennt aus dem Vergleich der Zelle nach dem Handover (target cell) mit der Zelle vor dem Hando- ver (serving cell), ob ein Wechsel der Location Area stattge- funden hat. Wenn dies der Fall ist, kann das BSS-B dem Mobil- funkendgerät nach dem Handover die neue RR-layer spezifische Information mitteilen (Schritt 10). Wenn die Information un- mittelbar nach dem Handover zur Verfügung stehen muß, kann sie BSS-B auch mit dem Handover Command mitsenden, das in Schritt 3 bis 5 an das Mobilfunkendgerät übermittelt wird.

Dies ist z. B. dann der Fall, wenn bei einem inter-PLMN Hando- ver bekannt ist, dass das BSS-B im Nachbar-PLMN das Senden der RR Information Nachricht (Schritt 10) nicht unterstützt.

In diesem Fall muß die RR-layer spezifische Information noch vom BSS-A explizit gelöscht werden. (Die Übertragung in Schritt 10, nach dem Handover, ist allerdings die bevorzugte Variante, weil die Nachricht Handover Command möglichst kurz bleiben sollte, damit das Handover möglichst wenig Zeit in Anspruch nimmt.) Wenn das Mobilfunkendgerät in GSM während eines circuit- switched Calls die Location Area gewechselt hat, führt es nach der Beendigung des Calls ein Location Update durch. Um die Menge der übertragenen RR-layer spezifischen Information zu reduzieren sowie die Häufigkeit, mit der diese Information übertragen wird, ist folgende Optimierung möglich : Nach dem Senden der"RR Information"Nachricht an das Mobil- funkendgerät teilt BSS-B der MSC mit einer Nachricht"RR Info <BR> <BR> Delivered (serving cell) "mit, in welcher Zelle die RR-layer

spezifischen Information zuletzt aktualisiert worden ist (Fig. 5, Schritt 13). Die MSC kann aus der Zelle die zugehö- rige Location Area ableiten und speichert diese Information ab. Wenn sich das Mobilfunkendgerät nach Beendigung des Calls zum Location Update meldet, kann die MSC erkennen, ob eine Aktualisierung der RR-layer spezifischen Information notwen- dig ist oder nicht.

Die gleiche Nachricht"RR Info Delivered (serving cell)"kann auch verwendet werden um die MSC zu informieren, wenn BSS-B ein BSS-internes Handover mit Wechsel der Location Area durchgeführt und deshalb eine weitere"RR Information"Nach- richt an das Mobilfunkendgerät gesendet hat.

In einem GSM System kann die Nachricht"RR Information"in Abbildung 2 bis 5 eine neue Nachricht sein, es kann aber auch eine bereits existierend Nachricht, z. B. Classmark Enquiry verwendet werden. Die Verwendung der Classmark Enquiry hätte den Vorteil, dass diese Nachricht auch an alte Mobilfunkend- geräte gesendet werden kann, die die RR-layer spezifischen Information noch nicht implementiert haben.

Die Message Flows in Fig. 2 bis 5 sind für ein GSM System ge- zeichnet. Die Abläufe ähneln denen im UMTS System aber so stark, dass die Erfindung grundsätzlich auch auf das UMTS System anwendbar ist. Auch in anderen Systemen als GSM oder UMTS ist die Erfindung einsetzbar.