BRPI0115930B1 - "método e equipamento para o handoff de uma conexão sem fio de serviços de dados em pacotes". - Google Patents

Abstract

"método e equipamento para o handoff de uma conexão sem fio de serviços de dados em pacotes". são descritos um método e um equipamento novos para efetuar o handoff total (seamless) de uma estação móvel (ms) entre redes de acesso rádio (rans) que usam diferentes tipos de interfaces sem fio. as modalidades descritas habilitam uma estação móvel a ser repassada entre diferentes rans sem causar ambigüidades de roteamento e sem perda substancial de dados de rede. ao se movimentar da área de cobertura de uma primeira ran usando uma primeira interface sem fio para a área de cobertura de uma segunda ran usando uma segunda interface sem fio, uma estação móvel determina se ambigüidades de roteamento podem resultar da mudança de ran e, com base em tal determinação, aciona um re-registro (re-registration) de seu endereço de rede. um agente externo (fa - foreign agent) dentro de um nodo servidor de dados em pacotes (pdsn) monitora registros registrados novamente de endereços de rede que estão sendo criados para a mesma estação móvel. com base em tal determinação, o pdsn finaliza conexões de rede r-p redundantes que resultam do movimento da estação móvel entre diferentes rans.

Description

"MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA O HANDOFF DE UMA CONEXÃO SEM FIO DE SERVIÇOS DE DADOS EM PACOTES" HISTÓRICO I. Campo. A presente invenção está relacionada a comunicações sem fio. Mais particularmente, a presente invenção está relacionada a um método e um equipamento novos para efetuar handoffs sem descontinuidade de uma estação móvel entre redes de acesso rádio possuindo diferentes interfaces sem fio durante a operação sem fio de serviços de dados em pacotes. II. Embasamento. 0 uso de técnicas de modulação com acesso múltiplo por divisão de código (CDMA) constitui uma dentre diversas técnicas para facilitar as comunicações quando está presente um grande número de usuários do sistema. São conhecidas outras técnicas de sistemas de comunicação de acesso múltiplo, tais como a de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA), acesso múltiplo por divisão de freqüência (FDMA) e esquemas de modulação AM tais como o ACSSB (Amplitude Companded Single Sideband). Tais técnicas foram padronizadas para facilitar a interoperação entre equipamentos fabricados por diferentes companhias. Os sistemas de acesso múltiplo por divisão de código foram padronizados nos EUA pela norma da Telecommunications Industry Association TIA/EIA/IS-95B, intitulada "Mobile Station Base Station Compatibility Standard for Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Systems", aqui designada como IS-95. Além disso, uma nova norma para sistemas de comunicação CDMA foi proposta nos EUA pela Telecommunications Industry Association (TIA), intitulada "Upper Layer (Layer 3) Signaling Standard for CDMA 2000 Spread Spectrum Systems, Release A - Addendum 1", de 27 de outubro de 2000 e aqui designada como "lx". Outra norma para o provimento de serviços de dados de alta velocidade foi proposta pela TIA sob o titulo "CDMA 2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification", de 27 de outubro de 2000, aqui designada como "HDR". A União Internacional das Telecomunicações requisitou recentemente a apresentação de métodos propostos para o provimento de serviços de voz de taxa de dados elevada e alta qualidade através de canais de comunicação sem fio. Uma primeira de tais propostas foi emitida pela Telecommunications Industry Association, intitulada "The CDMA 2000 ITU-R RTT Candidate Submission". Uma segunda proposta foi emitida pelo European Telecommunications Standards Institute (ETSI), intitulada "The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission", também conhecida como "CDMA de banda larga", e a seguir designada simplesmente como "W-CDMA". Uma terceira proposta foi apresentada por U.S. TG 8/1, intitulada "The UWC-136 Candidate Submission", a seguir designada como "EDGE". 0 teor de tais propostas é de registro público e bem conhecido pelos versados na técnica. A IS-95 foi originalmente otimizada para a transmissão de frames de voz de taxa variável. Normas subseqüentes foram montadas sobre essa norma para suportar uma diversidade de serviços adicionais diferentes de voz, incluindo os serviços de dados em pacotes. Um de tais conjuntos de serviços de dados em pacotes foi normalizado nos EUA pela norma da Telecommunications Industry Association TIA/EIA/IS-707-A, intitulada "Data Service Options for Spread Spectrum Systems", aqui incorporada pela presente referência e a seguir designada como "IS-707". A IS-707 descreve técnicas usadas para prover suporte para o envio de pacotes de protocolo Internet (IP) através de uma rede sem fio IS-95. Os pacotes são encapsulados em um fluxo de bytes não caracterizado, usando-se um protocolo denominado protocolo ponto-a-ponto (ΡΡΡ - Point-to-Point Protocol) . Pelo uso do PPP, datagramas IP possuindo comprimentos de até 1500 bytes podem ser transportados através de uma rede sem fio em segmentos de tamanho arbitrário. A rede sem fio mantém informações de estado PPP por toda a duração da sessão PPP, ou enquanto bytes adicionais possam ser enviados no fluxo de bytes continuo entre os pontos terminais do PPP.

Um nó de rede remoto, tal como um computador pessoal (PC) ou "laptop" conectado a uma estação móvel (MS - Mobile Station) sem fio capaz de transportar dados em pacotes pode acessar a Internet através de uma rede sem fio de acordo com a norma IS-707. Alternativamente, o nó de rede remoto, tal como um web browser pode estar embutido na MS, tornando o PC opcional. Uma MS pode ser qualquer um dentre vários tipos de dispositivos, incluindo, porém não limitado a, uma placa de PC, um assistente de dados pessoal (PDA - Personal Data Assistant) , um modem externo ou interno, ou um telefone ou terminal sem fio. A MS envia dados através da rede sem fio, onde eles são processados por um nó de serviço de dados em pacotes (PDSN - Packet Data Serving Node). O estado PPP para uma conexão entre uma MS e a rede sem fio é tipicamente mantido dentro do PDSN. O PDSN é conectado a uma rede IP, tal como a Internet, e transporta dados entre a rede sem fio e outras entidades e agentes conectados à rede IP. Dessa forma, a MS pode enviar e receber dados para outra entidade na rede IP através da conexão de dados sem fio. A entidade meta ou desejada na rede IP é também denominada como um nó correspondente. A MS deve obter um endereço IP antes de enviar e receber pacotes IP através da rede IP. Em algumas implementações mais antigas, a MS recebia um endereço IP a partir de um "pool" de endereços pertencentes exclusivamente ao PDSN. Cada PDSN ficava conectado a uma ou mais redes de acesso rádio (RANs - Radio Access Networks) associadas a uma área geográfica limitada. Quando a MS se movimentava para fora da área servida pelo primeiro PDSN, os dados endereçados à MS através do primeiro PDSN não podiam chegar à MS. Caso a MS se movimentasse para uma área servida por um segundo PDSN, a MS teria que receber um novo endereço IP proveniente do espaço de endereços do segundo PDSN. Quaisquer conexões "em andamento" com um nó correspondente que se baseavam no endereço IP anterior seriam abruptamente terminadas.

Para impedir que as conexões fossem perdidas quando da movimentação de PDSN para PDSN, as MSs usam um protocolo conhecido como IP móvel. A Internet Engineering Task Force (IETF) padronizou o IP móvel na requisição por comentários (RFC - Request For Comments) 2002, intitulado "IP Mobility Support", publicado em outubro de 1996, sendo bem conhecido pelos versados na técnica. O uso do IP móvel em redes CDMA 2000 foi padronizado na EIA/TIA/IS-835, intitulada "Wireless IP Network Standard", de junho de 2000 e aqui designada como "IS-835". No IP móvel, o PDSN não provê um endereço IP proveniente de seu próprio pool de endereços. Em lugar disto, o PDSN atua como um agente externo (FA - Foreign Agent) que facilita a designação de um endereço de um agente local (HA - Home Agent) localizado em algum ponto da rede IP. A MS se comunica através do FA para o HA e recebe um endereço IP designado a partir de um pool de endereços pertencente ao HA. Quando a MS se movimenta de um primeiro PDSN para um segundo PDSN, a MS se comunica através do segundo PDSN e FA de modo a registrar novamente (re-register) seu endereço IP existente junto ao HA. A IS-707 e a IS-835 descrevem um modo de repouso (dormant) , no qual um link sem fio que foi estabelecido para o transporte de dados em pacotes, mas que está inativo (idle) por um certo período de tempo, pode ser recuperado pela rede sem terminar a sessão PPP associada. Quando o fluxo de dados em pacotes é retomado, o link sem fio é restabelecido sem ter que repetir a configuração e negociação PPP. A preservação do estado PPP quando o link sem fio foi terminado habilita desse modo a MS e a rede sem fio a retomar o envio de dados em pacotes mais rapidamente do que se o estado PPP tivesse de ser restabelecido. A norma lx proposta propicia mecanismos para atualizar o roteamento entre um HA e múltiplos PDSNs e RANs lx. As normas HDR propostas propiciam mecanismos para atualizar o roteamento entre um HA e múltiplos PDSNs e RANs HDR. Tanto as normas HDR como as lx podem efetivamente atualizar o roteamento de pacotes, mesmo quando uma MS muda de RANs enquanto no modo de repouso, contanto que a MS não passe para uma RAN utilizando um tipo diferente de interface sem fio. Como exemplo, caso uma MS passe de uma RAN lx para uma RAN HDR enquanto em repouso, podem ocorrer ambigüidades ou redundâncias de roteamento e pacotes podem ser perdidos. A medida que esses vários sistemas são implementados, existirá uma demanda por mecanismos que atualizem eficientemente o roteamento de pacotes para uma MS que se movimenta entre RANs utilizando diferentes tipos de interfaces sem fio.

RESUMO

As modalidades da presente invenção estão direcionadas a possibilitar o handoff total (seamless) de uma MS (MS) entre redes de acesso rádio (RANs) que utilizam diferentes tipos de interfaces sem fio. As modalidades aqui descritas habilitam uma MS ao handoff entre diferentes RANs sem causar ambigüidade de roteamento e sem perda substancial de dados de rede. Ao se movimentar da área de cobertura de uma primeira RAN usando uma primeira interface sem fio para a área de cobertura de uma segunda RAN usando uma segunda interface sem fio, uma MS determina se ambigüidades de roteamento podem resultar da mudança de RAN e, com base em tal determinação, aciona um novo registro (re-registration), de seu endereço de rede. Um agente externo (FA - Foreign Agent) dentro de um nó de serviço de dados em pacotes (PDSN) monitora os novos-registros de endereços de rede de modo a determinar se estão sendo criadas múltiplas conexões RAN-PDSN (R-P) para a mesma MS. Com base em tal determinação, o PDSN finaliza conexões de rede R-P redundantes que resultam do movimento da MS entre diferentes RANs.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As características, objetivos e vantagens da presente invenção ficarão mais claros através da descrição detalhada apresentada a seguir, quando tomada em conjunto com os desenhos, nos quais referências numéricas similares identificam itens correspondentes e nos quais: A Figura 1 é um diagrama da configuração de um sistema sem fio usando apenas redes de acesso rádio (RANs) lx; A Figura 2 é um fluxograma de mensagem exemplar mostrando a designação de um endereço IP para uma MS 2 de acordo com a norma IP móvel; A Figura 3 é um diagrama da configuração de um sistema sem fio usando apenas redes de acesso rádio (RANs) HDR; A Figura 4 é um diagrama de blocos de um equipamento de estação de assinante configurado de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 5 é um fluxograma mostrando um processo exemplar usado por uma MS quando do handoff entre uma RAN lx e uma RAN HDR capaz de efetuar a autenticação de identidade internacional de MS (IMSI), de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 6 é um fluxograma mostrando um processo exemplar usado por uma MS quando do handoff entre RANs diferentes, onde não é sabido se as RANs HDR são capazes de efetuar a autenticação IMSI, de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Figura 7 é um fluxograma de um processo de handoff para uma rede de destino incluindo um PDSN de destino e uma RAN de destino e de acordo com uma modalidade da presente invenção; e A Figura 8 é um diagrama de blocos de uma MS exemplar configurada de acordo com uma modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA A palavra "exemplar" é usada no presente documento com o significado de "servindo como um exemplo, caso, ou ilustração". Qualquer modalidade descrita como uma "modalidade exemplar" não deve ser considerada como sendo necessariamente preferida ou vantajosa em relação a outras modalidades aqui descritas. A Figura 1 representa uma configuração de rede de um sistema usando apenas redes de acesso rádio (RANs) lx 32, 34, 36. Em uma modalidade exemplar, um computador pessoal (PC) ou "laptop" 4 é conectado a uma MS (MS) sem fio 2 através de uma conexão de dados 12. A conexão de dados 12 entre o PC e a MS 2 pode usar um cabo físico, tal como um cabo para Ethernet, serial, ou de barramento serial universal (USB - Universal Serial Bus). Alternativamente, a conexão de dados 12 pode ser uma conexão sem fio, tal como uma conexão por infravermelho ou outra conexão óptica, ou uma rádio conexão tal como o Bluetooth ou IEEE 802.11. Como foi acima mencionado, o PC pode alternativamente estar incorporado à MS 2 para permitir o acesso à rede através de um único equipamento. Na figura, a MS 2 muda sua localização física entre várias áreas de cobertura 6, 8, 10, associadas à RANa 32, à RANB 34 e à RANC 36, respectivamente. A RANa 32 e a RANB 34 estão conectadas ao PDSNi 14, o qual por sua vez está conectado a uma rede IP 18. A RANC 36 está conectada ao PDSN2 16, o qual está então conectado à rede IP 18. Podem também ser acessados através da rede IP 18 um agente local (HA) 20, um servidor de autenticação, autorização e controle (AAA) 22 e um correspondente nó 24. Múltiplos PDSNs, servidores AAA e os nodos correspondentes podem estar conectados à rede IP 18, sendo porém, omitidos para maior simplicidade.

Quando a MS 2 se conecta inicialmente a uma RAN, por exemplo à RANa 32, a MS 2 deve obter um endereço IP a partir de alguma entidade que está conectada à rede IP 18. Como foi acima mencionado, em implementações anteriores, a MS 2 era designada a um endereço IP a partir de um pool de endereços alocados ao PDSN 14. Devido ao fato de que todos os pacotes portando um endereço IP proveniente de tal pool de endereços seriam direcionados ao PDSN 14 pela rede IP 18, o PDSN 14 poderia então direcionar tais pacotes à MS 2 correspondente. No entanto, caso a MS 2 se movimentasse para fora da cobertura de qualquer RAN conectada ao PDSN 14, o PDSN 14 não mais seria capaz de repassar pacotes para a MS 2. Como exemplo, caso a MS 2 se movimentasse da área de cobertura 6 da RANa 32 para a área de cobertura 10 da RAN C 36, a MS 2 teria que obter um novo endereço IP a partir do pool de endereços do PDSN 2 16. Quaisquer pacotes enviados ao endereço antigo associado ao PDSN 1 14 deveríam ser descartados e quaisquer conexões de rede em atividade que utilizassem o endereço antigo não mais poderíam ser usadas.

Em implementações de IP móvel mais recentes, a MS 2, em lugar disso, obtém seu endereço IP a partir de um HA 20 conectado à rede IP. Após obter um endereço a partir do pool associado ao HA 20, o protocolo IP móvel habilita a MS 2 a receber pacotes contendo tal endereço IP através de múltiplas RANs 32, 34, ou 36, ou através de quaisquer dentre os múltiplos PDSNs 14 ou 16. Como uma alternativa à alocação dinâmica de um endereço IP a partir do HA 20, a MS 2 pode também ter um endereço IP dentro do pool de endereços do HA 20 armazenado na memória da MS 2 antecipadamente, por exemplo quando da ativação dos serviços. A Figura 2 é um fluxograma de mensagem exemplar mostrando a designação de um endereço IP para uma MS 2 de acordo com a norma IP móvel. Primeiramente, a MS 2 dá origem a um link sem fio para uma RAN conectada ao PDSN 14 e envia uma primeira mensagem 202 através de uma RAN para o PDSN 14. Caso a MS 2 possua uma identidade internacional de MS (IMSI - International Mobile Station Identity), a MS 2 envia a IMSI na primeira mensagem 202. A primeira mensagem 202 pode ser uma dentre vários tipos diferentes, dependendo do tipo de interface sem fio suportada pela RAN, ou do estado da conexão do link sem fio entre a MS 2 e a RAN. Como exemplo, a primeira mensagem 202 pode ser uma mensagem de origem caso a MS 2 não esteja conectada à RAN, ou pode ser uma mensagem de solicitação de agente caso a MS 2 já esteja se comunicando através de um link sem fio com a RAN. Apesar da numeração no exemplo apresentado indique o PDSNi 14, a primeira mensagem 202 podería também ser enviada através de uma RAN conectada a outro PDSN, tal como o PDSN2 16.

Em resposta à primeira mensagem 202, o PDSN 14 responde com uma mensagem 204 contendo um aviso de agente e um questionamento (challenge) para autenticação. 0 aviso de agente identifica o endereço do agente externo (FA) dentro do PDSN 14. 0 questionamento para autenticação faz parte de um handshake que impede que outras entidades da rede usem acidental ou maliciosamente a identidade para interceptar pacotes de dados destinados à MS 2. A MS 2 e o servidor de autenticação, autorização e controle (AAA) 22 são programados com informações secretas compartilhadas não disponíveis por toda a rede IP 18. As informações secretas compartilhadas permitem ao servidor AAA 22 verificar a identidade da MS 2 antes que a MS 2 seja permitida a enviar requisições ao HA 20. Caso a autenticação junto ao servidor AAA 22 falhe, então a MS 2 não poderá requisitar um endereço IP a partir do HA 20. Em uma modalidade exemplar, o segredo compartilhado toma a forma de um nome de usuário e uma senha.

Ao receber o questionamento na mensagem 204 recebida a partir do PDSN 14, a MS 2 usa suas informações secretas compartilhadas em combinação com as informações de questionamento para formar uma resposta a questionamento que irá permitir ao HA 20 verificar a identidade da MS 2. Como exemplo, a MS 2 usa uma função hash de duas vias para combinar as informações secretas compartilhadas com as informações de questionamento. A MS 2 envia uma mensagem 206 de volta ao PDSN 14 contendo as informações de questionamento, a resposta ao questionamento e uma requisição de registro. O PDSN 14 a seguir repassa as três informações para o servidor AAA 22 em uma mensagem 208. Usando a mesma função hash de uma via, o servidor AAA 22 pode verificar as informações secretas compartilhadas usadas pela MS 2, mesmo que as próprias informações secretas compartilhadas não seja enviadas pela rede. 0 servidor AAA 22 pode ser um dentre vários tipos ou marcas. Em uma modalidade exemplar, é usado um servidor RADIUS (Remote Authentication Dial In User Service).

Caso o servidor AAA 22 determine que a resposta ao questionamento proveniente da MS 2 é válida, o servidor AAA 22 repassa a requisição de registro 210 para o HA 20. 0 HA 20 possui um pool de endereços IP disponíveis que ele designa para entidades de rede móveis tais como a MS 2. Qualquer pacote IP enviado através da rede IP 18 contendo um endereço de destino proveniente do pool de endereços do HA 20 é direcionado pela rede IP 18 para o HA 20. Com base no conteúdo da requisição de registro 210, o HA 20 forma uma resposta de registro 212 contendo um endereço IP a ser usado como um endereço fonte ou de origem em pacotes enviados pela MS 2 para outras entidades de rede. O HA 20 envia a resposta 212 para o FA no PDSN 14. 0 FA registra o endereço IP o associa e estabelece uma sessão RAN - PDSN (R-P). Em uma modalidade exemplar, o FA armazena as informações R-P em uma tabela que é indexada de acordo com o endereço IP. Para completar a designação do endereço IP para a MS 2, o PDSN envia uma mensagem 214 para a MS 2 através da RAN. A mensagem 214 contém a resposta de registro proveniente do HA 20 e inclui o endereço IP alocado à MS 2.

Após seu endereço IP ter sido registrado, a MS 2 pode iniciar o envio de pacotes IP por toda a rede IP 18. Como exemplo, a MS 2 pode iniciar a comunicação com um nó 24 correspondente, tal como um servidor da web. Os pacotes enviados pela MS 2 contêm o endereço de destino do nó correspondente 24 e o endereço de origem designado para a MS 2. Todas as mensagens enviadas pela MS 2 são roteadas através do FA no PDSN 14. O FA pode enviar um pacote diretamente para a rede IP 18 ou pode encapsulá-lo em um pacote maior endereçado ao HA 20. Caso seja adotada esta última estratégia, o HA 20 abre ou "desencapsula" o pacote recebido a partir do PDSN 14 e repassa o pacote desencapsulado para seu destino dentro do nó correspondente 24.

As respostas provenientes do nó correspondente 24 conterão o endereço de destino designado para a MS 2 a partir do pool de endereços pertencente ao HA 20. Todas essas mensagens são direcionadas pela rede IP 18 para o HA 20. O HA 20 inspeciona o endereço de destino de cada pacote IP recebido para identificar a MS 2 e o PDSN 14 associado. A seguir, o HA 20 encapsula o pacote em um pacote maior contendo o endereço de destino do PDSN 14. O pacote encapsulado é recebido pelo FA no PDSN 14. O FA desencapsula o pacote e encontra o endereço IP de destino do pacote desencapsulado em sua tabela R-P. O FA a seguir repassa o pacote através da RAN associada à sessão R-P correspondente. Para a MS 2, o processo IP móvel é transparente, exceto por um bit de retardo adicionado para todo o encapsulamento, dencapsulamento e handoff.

Na Figura 1, a MS 2 é apresentada como estando localizada na área de cobertura 6 da RANa 32. Na Figura 1, todas as RANs 32, 34, 36, utilizam uma interface sem fio do tipo lx. As redes que usam uma interface sem fio lx usam IMSIs para identificar MSs. Uma MS 2 estabelecendo um novo link sem fio envia sua IMSI na mensagem de origem. A RAN autentica a IMSI trocando mensagens de questionamento e resposta de questionamento com um registrador de localização doméstico (HLR - Home Location Register) (não é mostrado). 0 HLR faz parte de uma rede de telefonia sem fio de um sistema de sinalização 7 (SS7) que é padronizado e bem conhecido pelos técnicos na área. A autenticação de IMSIs é efetuada usando-se técnicas similares às técnicas de função hash de um sentido acima, descritas com relação à autenticação de IP móvel.

Em uma modalidade exemplar, tal como mostrado na Figura 1, a MS 2 primeiramente estabelece uma conexão através de uma primeira RANa 32 lx e se registra junto ao HA 20 tal como foi acima descrito com referência à Figura 2. Após completado o registro IP, a MS 2 usa um endereço proveniente do pool de endereços do HA 20 e envia pacotes usando um estado PPP dentro do FA no PDSNi 14. Em um sistema lx, o PDSNi 14 identifica a MS 2 por meio de sua IMSI. Dentro da área de cobertura 6 da RANa 32, a MS 2 monitora as mensagens de overhead irradiadas a partir de estações base na RANa 32. Entre outros tipos de informações, tais mensagens de overhead identificam a ID de zona de pacotes (PZID - Packet Zone ID) da RANa 32.

Quando a MS 2 deixa a área de cobertura 6 da RANa 32 e entra na área de cobertura 8 da RANB 34, a MS 2 decodifica as mensagens de overhead irradiadas pelas estações base na RANB 34. As mensagens de overhead da RAN B contêm uma PZID diferente daquela irradiada pelas estações base na RANa. Quando a MS 2 detecta a mudança na PZID, ela envia uma "origem falsa" para a RAN B 34. Em uma modalidade exemplar, a mensagem de origem contém a IMSI da MS 2, um campo de dados prontos para envio (DRS - Data Ready to Send) e um campo PREV_PSID. Devido ao fato de que a origem serve principalmente para propósitos de atualização de direcionamento, o campo DRS é ajustado para 0, indicando que a MS 2 não possui quaisquer pacotes para envio. Caso a MS 2 tenha novos dados em pacotes a serem enviados para a rede, ela pode dar origem a uma chamada normal, usando uma origem possuindo um 1 no campo DRS. O campo PREV_PZID contém a PZID do sistema anterior ao qual a MS 2 estava conectada. A RANB 34 recebe a origem e repassa a IMSI e a PREV_PZID da MS 2 para seu PDSN servidor, o PDSNi 14. O PDSNi 14 determina, a partir da IMSI, que a MS 2 possui um estado PPP existente dentro do PDSNi 14 e determina, a partir do valor de PREV_PZID, que a MS 2 veio da RANa 32. Devido ao fato de que o PDSN 1 está conectado à RANa 32 de origem e à RANB 34 de destino, o PDSN 1 pode, de um modo geral, simplesmente redirecionar o mesmo estado PPP para a RAN 34 de destino. Caso, por alguma razão, o PDSNi 14 não possa redirecionar o mesmo estado PPP para a RAN 34 de destino, o PDSNi 14 reajusta seu estado PPP e força a MS 2 a estabelecer uma nova sessão PPP.

Quando a MS 2 deixa a área de cobertura 8 da RANB 34 e entra na área de cobertura 10 da RANC 36, a MS 2 decodifica as mensagens de overhead irradiadas pelas estações base na RANC 36. As mensagens de overhead da RANC 36 contêm uma PZID diferente daquela irradiada pelas estações base na RANB 34. Quando a MS 2 detecta a mudança na PZID ela envia uma "origem falsa" para a RANC 36 contendo a IMSI da MS 2, um campo DRS possuindo um valor de zero e um campo PREV_PZID identificando a PZID da RAN anterior, a RANB 34. A RANC 36 recebe a origem e repassa a IMSI e A PREV_PZID da MS 2 para seu PDSN servidor, o PDSN2 16. Dependendo de se a MS 2 estava anteriormente conectada ao PDSN2 16, o PDSN2 16 pode ter um estado PPP associado à IMSI da MS 2. Independentemente da existência de um estado PPP anterior, o PDSN2 16 determina, a partir do valor de PREV_PZID que a MS 2 veio de uma RAN conectada a um PDSN diferente. 0 PDSN 2 16 não pode recuperar um estado PPP a partir de um PDSN diferente e deve, conseqüentemente, estabelecer uma nova seção PPP com a MS 2. Caso o PDSN2 16 possuísse uma sessão PPP anterior estabelecida com a MS 2, isto significa que o PDSN2 16 deve descartar tal sessão PPP.

Após ser estabelecida uma nova sessão PPP entre a MS 2 e o PDSN2 16, o PDSN2 16 envia uma mensagem de aviso de agente para a MS 2 identificando o endereço do FA dentro da PDSN2 16. Devido ao fato de que o endereço de cada FA é diferente, o endereço do FA do PDSN2 16 será diferente do endereço de FA do PDSNi 14. Quando a MS 2 recebe um aviso de agente possuindo um endereço diferente, a MS determina que ele deve registrar novamente seu endereço IP junto ao HA 20. A MS 2 registra novamente seu endereço IP com o HA 20, por exemplo de acordo com o protocolo descrito com referência à Figura 2. Usando a autenticação de IP móvel tal como foi acima descrito, o HA 20 reconhece que a MS 2 se movimentou e está requisitando o mesmo endereço IP. Se possível, o HA 20 aloca o mesmo endereço IP para a MS 2 e redireciona as mensagens destinadas para tal endereço ao PDSN2 16. De um modo geral, o HA 20 não envia notificação do redirecionamento para o PDSN original, o PDSNi 14. A Figura 3 apresenta uma configuração de rede em um sistema usando apenas as RANs HDR 42, 44, 46. A MS 2 está inicialmente localizada na área de cobertura 6 da RANa 42. Na Figura 3, todas as RANs 42, 44, 46, usam um tipo HDR de interface sem fio. As redes que usam uma interface sem fio HDR usam UATIs (Unicast Access Terminal Identifiers) para identificar as MSs.

Uma RAN HDR em geral não obtém uma IMSI a partir de uma MS 2, porém designa uma IMSI para cada MS 2 principalmente para permitir a identificação de sessões R-P com um PDSN. Ao prover algum suporte IMSI, uma rede HDR pode usar o mesmo tipo de PDSN usado pelos sistemas lx. De um modo geral, uma rede estritamente HDR não efetua qualquer autenticação IMSI e não está conectada a uma rede de telefonia sem fio SS7. Em uma modalidade exemplar, uma base de dados de UATIs, IMSIs e outras informações é distribuída entre as RANs HDR em uma rede sem fio. A MS 2 se conecta a um sistema HDR através de uma primeira RAN HDR, por exemplo a RANa 42, e obtém um UATI a partir da RANa 42. A RANa 42 a seguir designa uma IMSI temporária para a MS 2 de modo a possibilitar que dados em pacotes sejam direcionados pelo FA no PDSNi 14. Alternativamente, caso a RANa 42 seja capaz de autenticar a IMSI, a RANa 42 designa a IMSI real para a MS 2 ao estabelecer o link R-P com o PDSN 1 14. Caso a RANa 42 seja capaz de autenticar a IMSI, ela o pode fazer usando um centro de autenticação em uma rede SS7 ou usando o servidor AAA 22. A MS 2 a seguir se registra junto ao HA 20 tal como foi acima descrito com referência à Figura 2. Após completado o registro IP móvel, a MS 2 usa o endereço IP a ela designado pelo HA 20 e envia pacotes usando um estado PPP no interior do FA no PDSNi 14. Dentro da área de cobertura 6 da RANa 42, a MS 2 monitora as mensagens de overhead irradiadas a partir das estações base na RANa 42. Em uma modalidade exemplar, as mensagens de overhead incluem informações que habilitam a MS 2 a determinar quando ela está localizada dentro da área de cobertura 6 associada às estações base da RANa 42. As mensagens de overhead que permitem que a MS 2 identifique a RAN associada a uma área de cobertura são designadas como uma máscara de sub-rede. Quando a MS 2 deixa uma área de cobertura e entra em outra, a máscara de sub-rede recebida através dos canais de overhead irá mudar apropriadamente.

Quando a MS 2 deixa a área de cobertura 6 da RANa 42 e entra na área de cobertura 8 da RANB 44, a MS 2 decodifica as mensagens de overhead irradiadas pelas estações base na RANB 44. Quando a MS 2 detecta a mudança na máscara de sub-rede, ela envia uma mensagem de atualização UATI para a RANB 44. A mensagem de atualização UATI contém o UATI designado para a MS 2 pela RANa 42. A RANb 44 determina que o UATI foi designado por alguma outra RAN e questiona outras RANs HDR conectadas à mesma rede quanto ao UATI. Como foi acima descrito, uma base de dados de UATIs, informações de estado PPP, IMSIs e outras informações é distribuída entre as RANs HDR em uma rede sem fio. Com base no UATI anteriormente designado, a RANB 44 obtém as informações da tabela associadas à MS 2. Devido ao fato de que a RANa 42 e a RANB 44 estão conectadas ao PDSNi 14, a RANB 44 determina a IMSI temporária associada ao UATI da MS 2 e notifica o PDSNi 14 de que a MS 2 associada a tal IMSI passou para a RANB 44.

Quando a MS 2 deixa a área de cobertura 8 da RANB 44 e entra na área de cobertura 10 da RANC 46, a MS 2 decodifica as mensagens de overhead irradiadas pelas estações base na RANC 46. As mensagens de overhead da RANC 46 contêm uma máscara de sub-rede diferente daquela irradiada pelas estações base na RANB 44. Quando a MS 2 detecta a mudança na máscara de sub-rede, ela envia uma mensagem de atualização de UATI para a RANC 4 6 contendo o UATI anteriormente designado para a MS 2. A RANC 46 recebe a mensagem de atualização de UATI e questiona outras RANs conectadas ao PDSN2 16 para determinar se a MS 2 recebeu sua designação UATI a partir de uma RAN próxima. Devido ao fato de que a MS 2 recebeu sua designação de UATI na RANB 44, que está conectada ao PDSNi 14, a RANC 46 não será capaz de redirecionar o estado PPP para si própria. A RANC 4 6 portanto designa um novo UATI para a MS 2 e força a MS 2 a estabelecer uma nova sessão PPP. A MS 2 irá conseqüentemente perder informações de estado associadas à sessão PPP com seu PDSNi 14 anterior.

Após ser estabelecida uma nova sessão PPP entre a MS 2 e o PDSN2 16, o PDSN2 16 envia uma mensagem de aviso de agente para a MS 2 identificando o endereço do FA dentro do PDSN2 16. Devido ao fato de que o endereço de cada FA é diferente, o endereço do FA do PDSN2 16 será diferente do endereço do FA do PDSNi 14. Quando a MS 2 recebe um aviso de agente possuindo um endereço diferente, a MS determina que ele deve registrar novamente seu endereço IP junto ao HA 20. A MS 2 registra novamente seu endereço IP junto ao HA 20, por exemplo de acordo com o protocolo descrito com referência à Figura 2. Usando a autenticação de IP móvel, tal como foi acima descrito, o HA 20 reconhece que a MS 2 se moveu e está requisitando o mesmo endereço IP. Caso possível, o HA 20 aloca o mesmo endereço IP para a MS 2 e a seguir redireciona as mensagens destinadas para tal endereço para o PDSN2 16. De um modo geral, o HA 2 0 não envia notificação do redirecionamento para o PDSN original, o PDSNi 14. A Figura 4 mostra uma configuração de rede em um sistema que usa uma mistura de RANs HDR 52, 56, e RANs lx 54. A MS 2 está inicialmente localizada na área de cobertura 6 da RANa 52. Uma MS 2 projetada para operar em um sistema misto de HDR e lx possui atributos de ambos os sistemas. Como exemplo, ela possui uma IMSI armazenada na memória, porém está também programada para se conectar a uma rede HDR usando um UATI.

Caso as RANs HDR 52, 56 sejam capazes de efetuar a autenticação de IMSIs, então links R-P com os PDSNs 14 e 16 podem ser estabelecidos usando-se a IMSI real da MS 2. A autenticação da IMSI pode ser efetuada por uma RAN HDR usando um centro de autenticação em uma rede SS7, ou usando o servidor AAA 22. Em uma modalidade exemplar, a MS 2 envia sua IMSI para uma RAN HDR no inicio das negociações da sessão HDR. Cada RAN HDR 52, 56, pode a seguir usar a IMSI verdadeira da MS 2 para estabelecer seus links R-P com os PDSNs 14 e 16. Devido ao fato de que a mesma IMSI é usada para a RAN lx 54 e as RANs HDR 52 e 56, o PDSN pode facilmente solucionar qualquer ambigüidade de direcionamento e evitar o direcionamento incorreto de quaisquer pacotes endereçados à MS 2. Além disso, caso a RAN lx anterior e a RAN HDR de destino compartilhem um único PDSN, por exemplo em uma configuração similar àquela da RANa 52, RAN B 54 e PDSN 1 14, o PDSN pode redirecionar sua conexão R-P para a RAN de destino e reutilizar o estado PPP existente.

No entanto, caso as RANs HDR 52 e 56 não sejam capazes de autenticar IMSIs, elas irão criar IMS Is temporárias para uso em links R-P com os PDSNs 14 e 16. Um handoff subseqüente de uma RAN lx para uma RAN HDR, por exemplo da RANB 54 para a RANa 52, pode causar problemas de direcionamento em um PDSN compartilhado tal como o PDSNi 14. Em uma modalidade exemplar, os problemas de direcionamento causados pela criação de múltiplas sessões R-P possuindo o mesmo endereço IP, porém IMSIs diferentes, são atacados com pequenas modificações na operação do PDSN.

Em uma modalidade exemplar, a MS 2 se conecta à RANa 52 de um sistema HDR e obtém um UATI a partir da RANa 52. A RANa 52 a seguir designa uma IMSI temporária à MS 2 de modo a possibilitar que dados em pacotes sejam direcionados pelo FA no PDSNi 14. A MS 2 a seguir se registra junto ao HA 20 tal como foi acima descrito com referência à Figura 2. Após finalizado o registro IP móvel, a MS 2 usa o endereço IP a ela designado pelo HA 20 e envia pacotes usando um estado PPP dentro do FA no PDSNi 14. Dentro da área de cobertura 6 da RANa 52, a MS 2 monitora mensagens de overhead irradiadas a partir de estações base na RANa 52.

Quando a MS 2 deixa a área de cobertura 6 da RANa 52 e entra na área de cobertura 8 da RANB 54, a MS 2 decodifica as mensagens de overhead irradiadas pelas estações base na RANB 54. Como foi acima mencionado, uma RAN lx como a RANB 54 irradia uma PZID através de seus canais de overhead. Assim sendo, a MS 2 recebe uma máscara de sub-rede a partir da RANa 52 e uma PZID a partir da RANB 54. A partir das diferentes mensagens de overhead recebidas da RANb 54, a MS 2 determina que ela se moveu para a área de cobertura de uma rede possuindo um tipo diferente de interface sem fio. Como será explanado mais adiante, a MS 2 e o PDSNi 14 devem exercer precauções especiais para impedir que pacotes destinados à MS 2 sejam perdidos devido a ambigüidades de direcionamento.

Em resposta à mudança de rede, a MS 2 envia à RANb 54 uma "origem falsa" contendo a IMSI real da MS 2. Como resultado, a RANB 54 estabelece uma nova conexão R-P com o PDSNi 14 com base na IMSI real da MS 2. Caso o PDSNi 14 não tenha estabelecido previamente um estado PPP com a MS 2 com base na IMSI real, o PDSNi 14 negocia um novo estado PPP com a MS 2. Após uma nova sessão PPP ser estabelecida entre a MS 2 e o PDSNi 14, o PDSNi 14 envia uma mensagem de aviso de agente para a MS 2 identificando o endereço do FA dentro do PDSNi 14. Devido ao fato de que o PDSN não mudou, o endereço do FA enviado na mensagem de aviso de agente será o mesmo que aquele recebido a partir da RANa 52. Como resultado, a MS 2 pode não registrar novamente seu endereço IP junto ao HA 20. Devido ao fato de que a MS 2 obteve seu endereço IP a partir do HA 20 através da RANa 52, a RANa 52 designa uma IMSI temporária para a MS 2. O endereço IP sendo usado pela MS 2 é ligado à IMSI temporária no FA dentro do PDSNi 14. Todos os pacotes de rede chegando ao FA no PDSNi 14 contendo tal endereço IP serão direcionados para a RANa 52 a menos que a MS 2 registre novamente seu endereço IP junto ao HA 20.

Em uma modalidade exemplar, a MS 2 efetua o novo registro de IP móvel sempre que ela mude da área de cobertura de uma RAN HDR 52, 56, para a área de cobertura de uma RAN lx 54. Como exemplo, caso a MS 2 se movimente da área de cobertura 6 da RANa 52 para a área de cobertura 8 da RANb 54, a MS 2 registra novamente seu endereço junto ao HA 20 mesmo que o endereço do FA recebido na mensagem de aviso de agente seja o mesmo que aquele usado imediatamente antes.

Infelizmente, o novo registro junto ao HA 20 não soluciona completamente a ambigüidade de direcionamento. Quando a MS 2 obtém pela primeira vez seu endereço IP a partir do HA 2 0 através da RANa 52, o agente externo no PDSNi 14 associa uma sessão R-P com a combinação de IMSI temporária e endereço IP usada. Após a MS 2 se movimentar para dentro da área de cobertura da RANB 54, a MS 2 se registra novamente junto ao HA 20 e de um modo geral recebe o mesmo endereço IP. Infelizmente, o novo registro usa a IMSI real da MS 2 em lugar da IMSI temporária inicialmente designada pela RANa 52. Conseqüentemente, o PDSNi 14 acabará por ter o mesmo endereço IP designado para duas sessões R-P diferentes, cada uma correspondendo a uma IMSI diferente. Quando um pacote chega proveniente da rede IP 18 contendo tal endereço IP, o PDSNi 14 será incapaz de direcionar o pacote sem ambigüidade para uma RAN.

Em uma modalidade exemplar, os PDSNs em uma rede mista são modificados para impedir tal ambigüidade. Em qualquer momento que o FA designe um endereço IP para uma IMSI, o FA descarta (purges) suas tabelas de quaisquer outras entradas contendo o mesmo endereço IP, independente do valor da IMSI. É permitida somente uma sessão R-P por endereço IP dentro de um FA de um PDSN.

Além do caso em que uma MS 2 se movimenta de um sistema HDR para um sistema lx, precauções especiais devem ser tomadas para evitar ambigüidades de direcionamento quando a MS 2 se movimenta de um sistema lx para um sistema HDR. Os problemas podem ser particularmente agudos quando uma MS 2 estabelece uma conexão através de uma RAN HDR, tal como a RANC 56 e a seguir passa a uma RAN lx, tal como a RANb 54, servida por um PSDN diferente, registra novamente seu endereço IP junto as HA 20 enquanto na RANB 54 e a seguir retorna para a RANC 56. Nas normas HDR propostas atualmente, não existe uma maneira de uma MS 2 notificar a RANC 56 de que ela acabou de chegar de um sistema que utiliza uma interface sem fio diferente, ou que ela registrou novamente seu endereço IP no outro sistema. Isto não constitui um problema ao passar de uma RAN lx para uma RAN lx, pois a PREV_PZID na origem falsa permite ao PDSN determinar que a MS 2 foi registrada novamente através de um PDSN diferente. Isto também não constitui um problema ao passar de uma RAN HDR para uma RAN HDR, pois o UATI na requisição de UATI permite ao PDSN de destino determinar se a MS 2 foi registrada novamente através de um PDSN diferente.

Quando a MS 2 re-entra mA área de cobertura 10 da RANC HDR 5 6 proveniente da RANB lx 54, a MS 2 envia uma requisição de UATI contendo o UATI usado pela MS 2 quando estava na área de cobertura 10 da RANC HDR 56. A MS 2 não tem meios, usando os protocolos atualmente propostos, de notificar a RANC HDR 56 sobre seu novo registro no sistema lx interveniente. Em conseqüência, a RANC 56 irá retomar a comunicação de rede usando o estado PPP existente no PDSN 2 16 associado ao UATI previamente usado pela MS 2.

Em uma modalidade exemplar, a MS 2 sempre reajusta seu UATI ao passar de uma RAN lx para uma RAN HDR. Quando o UATI reajustado é enviado na requisição de UATI, a RAN HDR irá designar um novo UATI para a MS 2 e irá portanto forçar um novo registro de IP móvel. 0 novo registro de IP móvel irá de um modo geral resultar na designação para a MS 2 do mesmo endereço IP que ela usava anteriormente. Ao terminar o novo registro IP móvel, o HA 20 irá direcionar apropriadamente os pacotes de rede para a HDR RAN e para a MS 2. Em uma modalidade alternativa, a MS 2 efetua substancialmente o mesmo simplesmente forçando um reajuste do PPP sempre que a MS 2 passa de uma RAN lx para uma RAN HDR.

Em outra modalidade, a norma HDR é alterada para permitir que a MS 2 inicie uma mensagem de resposta à localização (LocationResponse) para a RAN HDR. Na especificação HDR existente, a mensagem LocationResponse pode conter o identificador de sistema (SID - system identifier) , o identificador de rede (NID - network identifier) e a PZID do sistema anterior em que a MS 2 registrou novamente seu endereço IP. De posse de tais informações, a RAN HDR podería questionar seu PDSN para possivelmente deslocar a sessão R-P para a RAN HDR; ou, caso a PZID pertença a uma RAN lx associada a um PDSN diferente, o PDSN pode reajustar a sessão PPP e assim acionar um novo registro de endereço IP.

Em outra modalidade, a MS 2 envia uma mensagem de solicitação de agente (AgentSolicitation) IP móvel para o FA no PDSN de destino. Com base no endereço do FA obtido a partir da resposta, a MS 2 pode registrar novamente seu endereço IP junto ao HA 20 sem gastar a amplitude de banda necessária para estabelecer uma nova sessão PPP. A Figura 5 é um fluxograma que mostra um processo exemplar usado pela MS 2 ao ser repassada entre uma RAN lx e uma RAN HDR capaz de efetuar a autenticação da IMSI. Ao detectar uma mudança de tipo de RAN, a MS 2 envia sua IMSI para a RAN de destino na etapa 502. Caso a RAN seja uma RAN lx, a IMSI pode ser enviada na mensagem de origem para uma "origem falsa". Caso a RAN de destino seja uma RAN HDR, a IMSI pode ser enviada em uma mensagem de configuração enquanto a nova sessão HDR está sendo negociada.

Caso o PDSN conectado à RAN de destino não possua uma sessão R-P associada à IMSI da MS 2, o PDSN estabelecerá uma nova sessão PPP com a MS 2. Na etapa 504, a MS 2 determina se foi estabelecida uma nova sessão PPP com o PDSN. O estabelecimento de uma nova sessão PPP pelo PDSN podería significar que o PDSN não possui qualquer estado PPP existente associado à IMSI da MS 2. Alternativamente, o estabelecimento de uma nova sessão PPP pelo PDSN podería significar que o PDSN não pode transferir um estado PPP existente de uma sessão R-P de uma RAN anterior para a RAN de destino. Em qualquer dos casos, o PDSN irá de um modo geral enviar uma mensagem de aviso de agente para a MS 2 indicando o endereço do FA dentro do PDSN. Caso a RAN anterior que provia serviços à MS 2 estivesse conectada ao mesmo PDSN, então poderá não ser necessário registrar novamente o IP móvel junto ao HA 20. O HA 20 irá repassar os pacotes para o PDSN correto. No entanto, caso a RAN anterior que provia serviços à MS 2 estava conectada a um PDSN diferente, então a MS 2 deve registrar novamente o IP móvel de modo a notificar o HA 20 sobre o novo endereço do PDSN. Devido ao fato de que a MS 2 não pode determinar se o novo estado PPP é necessário por uma mudança de PDSN, a MS registrar novamente seu endereço IP móvel junto ao HA 20 na etapa 506.

Caso, na etapa 504, a MS 2 determine que nenhuma sessão PPP nova foi estabelecida com o PDSN, a MS 2 determina, na etapa 508, se ocorreu um novo registro IP móvel no tipo de RAN anterior. Como foi acima descrito, os protocolos usados com as diferentes interfaces sem fio são projetados para gerenciar o movimento da MS 2 entre diferentes RANs do mesmo tipo. Dessa forma, quando a MS 2 se movimenta entre RANs do mesmo tipo, isto não resulta em ambigüidade de roteamento. Ao se movimentar entre RANs lx, a MS 2 envia informações a cerca da RAN anterior, tais como a PZID, para permitir que a RAN de destino determine se deve ser estabelecida uma nova sessão PPP. Quando a MS 2 está se movimentando entre RANs HDR, a RAN de destino determina se é necessária uma nova sessão PPP pela comparação do UATI recebido a partir da MS 2 em uma mensagem de atualização de UATI.

No entanto, quando a MS 2 retorna a uma RAN possuindo um tipo diferente de interface sem fio, as mensagens que ela envia para a RAN de destino não identificam uma RAN anterior de um tipo diferente. Caso a RAN de destino seja uma RAN HDR, a MS 2 não pode enviar um valor PZID anterior em uma mensagem de atualização de UATI. De forma similar, a MS 2 não pode enviar um UATI em uma origem lx. Caso a RAN anterior e a RAN de destino estejam conectadas a PDSNs diferentes e a MS 2 registrou novamente seu endereço IP móvel junto ao HA 20 no sistema anterior, o HA 20 irá ainda enviar os pacotes subseqüentes endereçados à MS 2 para o PDSN da RAN anterior. Para impedir tal ambigüidade de roteamento, caso a MS 2 tenha efetuado um novo registro de IP móvel no tipo de RAN anterior, ela registra novamente seu endereço IP móvel na etapa 506. A Figura 6 é um fluxograma que mostra um processo exemplar usado pela MS 2 ao ser repassada entre RANs diferentes, quando não é conhecido se as RANs HDR são capazes de efetuar a autenticação da IMSI. Ao detectar uma mudança de RAN, a MS 2 envia sua IMSI para a RAN de destino na etapa 602. A MS 2 a seguir determina, nas etapas 604, 606, 608, qual dentre quatro possíveis tipos de handoff é necessário: (1) HDR para HDR; (2) lx para lx; (3) HDR para lx; ou (4) lx para HDR. A MS 2 processa cada tipo de handoff diferente de modo diverso.

Na etapa 604, a MS 2 determine o tipo da RAN anterior. Caso a RAN anterior fosse uma RAN HDR, a MS 2 determina a seguir, na etapa 606, o tipo da RAN de destino.

Caso a RAN de destino seja também HDR, a MS 2 envia uma requisição de UATI para a RAN de destino na etapa 608. A seguir, a MS 2 determina, na etapa 618, se o PDSN de destino estabeleceu uma nova sessão PPP. Caso o PDSN de destino não tenha estabelecido uma nova sessão PPP, a MS 2 continua a operação normal e pode enviar e receber dados em pacotes através da RAN de destino. Caso contrário, a MS 2 registra novamente seu endereço IP móvel junto ao HA 20 na etapa 624.

Caso, na etapa 604, a MS 2 determine que a RAN anterior era uma RAN lx, a MS 2 a seguir determina, na etapa 614, o tipo da RAN de destino. Caso a RAN de destino seja também lx, a MS 2 envia uma mensagem de origem para a RAN de destino na etapa 616. Como foi acima descrito, tal mensagem de origem pode ser uma "origem falsa" contendo um valor do campo DRS de 0. A mensagem de origem contém a IMSI da MS 2 e quaisquer valores de identificação do sistema associados à RAN de destino que forem diferentes daqueles para a RAN anterior, tal como a PZID. Com base nas informações da mensagem de origem, o PDSN conectado à RAN de destino pode estabelecer uma nova sessão PPP. Caso o PDSN de destino não estabeleceu uma nova sessão PPP, a MS 2 continua a operação normal e pode enviar e receber dados em pacotes através da RAN de destino. Caso contrário, a MS 2 recebe um aviso de agente na etapa 622 e compara o endereço do FA ao endereço do FA previamente usado para registrar um endereço IP móvel junto ao HA 20. Caso o endereço do FA anterior seja diferente do endereço do FA de destino, a MS 2 registra novamente seu endereço IP móvel na etapa 624. Caso contrário, a MS 2 continua a operação normal e pode enviar e receber dados em pacotes através da RAN de destino.

Caso, na etapa 606, a MS 2 determine que a RAN de destino é uma RAN lx, então a MS 2 envia uma mensagem de origem na etapa 610. Tal mensagem de origem pode ser uma "origem falsa" contendo um valor do campo DRS de 0. Em uma modalidade exemplar, ao ser repassada para uma RAN HDR, a MS 2 grava os valores de identificação do sistema da RAN lx anterior. A mensagem de origem contém a IMSI da MS 2 e pode conter valores de identificação do sistema anterior tais como a PZID, SID, ou NID. Após enviar a origem na etapa 610, a MS 2 prossegue para a etapa 618 acima descrita.

Caso, na etapa 614, a MS 2 determine que a RAN de destino é uma RAN HDR, a MS 2 envia uma mensagem de atualização de localização na etapa 612. Em uma modalidade exemplar, a mensagem de atualização de localização contém a PZID, SID e NID da RAN lx anterior. Em uma modalidade exemplar, a mensagem de atualização de localização contém um campo LocationValue tal como definido na especificação HDR. A RAN HDR de destino pode usar as informações na mensagem de atualização de localização para determinar se a MS 2 está sendo repassada de uma RAN anterior conectada a um PDSN diferente. Caso a RAN anterior e a RAN de destino compartilhem um PDSN, o PDSN pode ser capaz de passar o estado R-P associado à MS 2 para a RAN de destino sem requerer um novo registro de IP móvel ou o estabelecimento de uma nova sessão PPP. Após enviar a mensagem de atualização de localização, a MS 2 continua para a etapa 618 acima descrita. A Figura 7 (Figuras 7A e 7B) constitui um fluxograma de um processo de handoff para uma rede de destino, incluindo o PDSN de destino e a RAN de destino. Na etapa 7 04, a RAN de destino recebe informações de identificação provenientes da MS 2 que chega. As informações de identificação podem incluir uma IMSI, um UATI, ou informações de identificação de sistema associadas à RAN anterior, tais como PZID, SID, ou NID. Como foi acima mencionado, os tipos de informações de identificação recebidas a partir de uma MS 2 que chega podem variar com base nas interfaces sem fio usadas pelas RANs anterior e de destino.

Na etapa 7 0 6, a rede de destino procura por uma sessão PPP existente associada à MS 2 que chega. Em uma rede HDR, isto pode incluir a procura por IMSIs, UATIs, ou outras informações distribuídas entre múltiplas RANs HDR. Em uma rede lx, isto pode incluir a procura pela IMSI da MS 2 em uma base de dados dentro do PDSN de destino. Em ambos os tipos de rede, a procura pode incluir a autenticação da IMSI recebida a partir da MS 2. Caso a rede de destino suporte autenticação de IMSI e a MS 2 não possa ser autenticada com sucesso, a rede irá negar serviços de pacote à MS ou, no caso de uma RAN HDR, irá designar uma IMSI temporária para identificar a sessão R-P no PDSN de destino. Finalmente, na etapa 708, o PDSN de destino determina se ele possui ou não uma sessão R-P existente associada à MS 2 que chega.

Caso uma sessão possa ser encontrada, a rede de destino a seguir determina, na etapa 710, se uma RAN anterior identificada está conectada ao PDSN de destino.

Caso positivo, o PDSN de destino redireciona sua sessão R-P para a RAN de destino na etapa 712 e o serviço de dados em pacotes para a MS 2 pode continuar sem o novo registro de IP móvel ou o estabelecimento de uma nova sessão PPP. Caso não possa ser encontrada uma sessão, então, na etapa 714, o PDSN de destino estabelece uma nova sessão PPP com a MS 2 que chega. Após estabelecida a nova sessão PPP, o PDSN de destino envia, na etapa 716, um aviso de agente contendo o endereço do FA dentro do PDSN de destino para a MS 2 que chega. Na etapa 718, caso o aviso de agente não leve a MS 2 que chega a registrar novamente seu endereço IP junto ao HA 20, o serviço de dados em pacotes para a MS 2 pode continuar.

Caso, na etapa 718, a MS 2 que chega registre novamente seu endereço IP, então, na etapa 720, o PDSN de destino monitora o endereço IP designado para a MS 2 que chega através de seu FA. Caso o endereço IP designado esteja de acordo com o endereço IP associado a quaisquer outras sessões R-P no PDSN, então, na etapa 722, o PDSN termina as outras sessões R-P. 0 PDSN termina tais outras sessões R-P mesmo que elas tenham diferentes IMSIs para impedir qualquer ambigüidade de roteamento. Após a etapa 722, ou caso, na etapa 718, a MS 2 que chega não registre novamente seu endereço IP, então o serviço de dados em pacotes para a MS 2 pode continuar. A Figura 8 mostra um equipamento exemplar de MS 2. Como foi acima mencionado, a MS 2 pode possuir uma conexão de dados 12 para um terminal ou dispositivo externo tal como um computador pessoal (PC) ou laptop 4. Em tal configuração, a MS 2 inclui uma interface local 812 para prover as conversões necessárias de sinais de conexão de dados e dados digitais. A interface local 812 pode ser qualquer uma dentre uma variedade de tipos de interface por cabo, tais como uma Ethernet, barramento serial universal (USB) . Alternativamente, a interface local 812 pode prover uma conexão sem fio, tal como uma conexão por infravermelho ou outra conexão óptica, ou uma conexão por rádio tal como o Bluetooth ou IEEE 802.11.

Em lugar de prover uma conexão para um PC externo 4, a MS 2 pode prover acesso direto à rede IP 18. Como exemplo, a MS 2 pode incluir uma aplicação de web browser usando protocolos tais como o protocolo de aplicação sem fio (WAP - Wireless Application Protocol) . Em tal aplicação incorporada, a interface local 812 pode tomar a forma de uma interface de usuário incluindo teclados, displays LCD, ou displays sensíveis a toque, tais como interfaces de alimentação por caneta como as que são comumente usadas em assistentes de dados pessoais (PDAs) portáteis, ou qualquer outra interface de alimentação apropriada para aplicações de usuário de dados em pacotes sem fio.

Em uma modalidade exemplar, a interface local 812 provê dados de aplicação para um processador de controle 804. O processador de controle 804 pode ser um microprocessador de uso geral, um processador de sinais digitais (DSP), um dispositivo lógico programável, um circuito integrado de aplicação especifica (ASIC), ou qualquer outro dispositivo capaz de efetuar as funções aqui descritas. A interface de alimentação de usuário do aparelho e o display do aparelho podem incluir um teclado, uma interface de alimentação por caneta de display de cristal liquido (LCD), tais como aqueles comumente usados em assistentes de dados pessoais portáteis, ou qualquer outra interface de alimentação apropriada para aplicações de usuário de dados em pacotes sem fio.

Além disso, o processador de controle 804 está configurado para efetuar o processamento da MS 2 descrito com referência às Figuras 1 a 7, tal como requisição de recursos IP, gerenciamento de sessões PPP e outros processos de protocolo de rede associados às várias interfaces sem fio. 0 processador de controle 804 pode ser um único processador, ou pode incluir múltiplos processadores separados, tais como um microcontrolador para gerenciar funções de interface de usuário através da interface local 812 e um DSP para gerenciar protocolos de interface sem fio. A MS 2 inclui uma memória 802 para armazenamento dos vários tipos de dados e informações necessários durante a operação do processador de controle 804. A memória 802 pode ser um único dispositivo ou pode incluir múltiplos dispositivos tais como uma memória não volátil, incluindo memória flash, memória de acesso aleatório (RAM) estática ou dinâmica, ou memória apenas para leitura (ROM) apagável ou não apagável. Toda a memória 802, ou partes dela, pode ser incorporada em um único dispositivo com todo o processador de controle 804 ou porções do mesmo. A memória 802 pode conter informações tais como o código de execução para o processador de controle 804, a IMSI, as informações secretas compartilhadas usadas para registrar um endereço IP móvel, o endereço do HA 20 e o endereço IP móvel. Adicionalmente, a memória 802 é configurada para armazenar cópias temporárias de dados em pacotes transmitidos para e recebidos da rede sem fio e todas as variáveis de estado necessárias para prover serviços de dados em pacotes.

Em uma modalidade exemplar, os dados a serem enviados para a rede sem fio são codificados, modulados e intercalados em um modulador (MOD) 806 e amplificados e convertidos para transmissão (upconverted) em um transmissor (TMTR) 808 antes de serem transmitidos através de um diplexador (DIP) 810 e uma antena 814. Os dados recebidos a partir da rede sem fio através da antena 814 são controlados em ganho e convertidos para receptor (downconverted) em um receptor (RCVR) 816, deintercalados, demodulados e decodificados em um demodulador (DEMOD) 818 antes de serem processados pelo processador de controle 804. O modulador (MOD) 806, o transmissor (TMTR) 808, o receptor (RCVR) 816 e o demodulador (DEMOD) 818 são capazes de operar usando múltiplos tipos de interfaces sem fio, por exemplo lx e HDR. Caso necessário, a MS 2 inclui múltiplos moduladores, transmissores, receptores, ou demoduladores, conforme necessário para compatibilidade com os múltiplos tipos de interfaces sem fio, incluindo lx, HDR, W-CDMA e EDGE. A descrição acima das modalidades preferidas é provida para permitir que os técnicos na área criem ou façam uso da presente invenção. As diferentes modificações dessas modalidades ficarão prontamente claras para os técnicos na área e os princípios genéricos aqui definidos podem ser aplicados a outras modalidades sem o uso das faculdades inventivas. Dessa forma, a presente invenção não deve ser limitada às modalidades aqui apresentadas, devendo receber o escopo mais amplo, consistente com os princípios e características novas aqui descritos.

REIVINDICAÇÕES

Claims (11)

1. Método para efetuar um handoff de uma estação móvel entre uma primeira rede de acesso de rádio de um primeiro tipo e uma segunda rede de acesso de rádio de um segundo tipo, CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de: determinar, na estação móvel, se a mudança de comunicação através da primeira rede de acesso de rádio para comunicação através da segunda rede de acesso de rádio irá causar ambigüidade de roteamento para dados enviados para a e a partir da estação móvel; e acionar, na estação móvel, um novo registro de um endereço de rede da estação móvel caso a mudança de comunicação através da primeira rede de acesso de rádio para comunicação através da segunda rede de acesso de rádio cause ambigüidade de roteamento para dados enviados para a e a partir da estação móvel.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira rede de acesso de rádio transmite uma máscara de subrede, em que a determinação compreende a decodificação de uma ID de zona de pacote recebida a partir da segunda rede de acesso de rádio.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira rede de acesso de rádio transmite uma ID de zona de pacote, em que a determinação compreende a decodificação de uma máscara de subrede recebida a partir da segunda rede de acesso de rádio.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERI ZADO pelo fato de que a determinação compreende o envio de uma origem falsa para a segunda rede de acesso de rádio.

5. Método para compensar um handoff de uma estação móvel entre uma rede de acesso de rádio de um primeiro tipo e uma rede de acesso de rádio de um segundo tipo, em um nó de serviço de dados em pacotes de uma rede de comunicações, CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de: determinar, no nó de serviço de dados em pacotes, se múltiplas conexões de rede de acesso de rádio para nó de serviço de dados em pacotes (R-P) estão sendo criadas para a mesma estação móvel; e terminar, no nó de serviço de dados em pacotes, conexões R-P redundantes resultantes do movimento da estação móvel entre uma rede de acesso de rádio de um primeiro tipo e uma rede de acesso de rádio de um segundo tipo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de compreender adicionalmente o monitoramento, no nó de serviço de dados em pacotes, de novos registros de endereços de rede de estações móveis.

7. Método para roteamento de pacotes de dados entre uma rede IP e uma rede de acesso de rádio em um nó de serviço de dados em pacote de uma rede de comunicações, CARACTERIZADO pelo fato de compreender as etapas de: alocar um endereço IP para uma Identidade de Estação Móvel Internacional (IMSI), em resposta à realização por uma estação móvel de um novo registro de um IP móvel quando o UE move de uma área de cobertura de uma primeira rede de acesso de rádio (RAN) para uma área de cobertura de uma segunda RAN; descartar um agente externo de entradas de tabela associando o endereço IP a outros valores IMSI; e rotear pacotes de dados entre uma rede IP e a segunda RAN.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que alocar um endereço IP para uma Identidade de Estação Móvel Internacional (IMSI) compreende alocar um endereço IP para uma IMSI, em resposta à realização por uma estação móvel de um novo registro de um IP móvel sempre que ela se move da área de cobertura de uma RAN HDR para a área de cobertura da RAN lx.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERI ZADO pelo fato de que descartar um agente externo de entradas de tabela associando o endereço IP a outros valores IMSI compreende descartar um agente externo de entradas de tabela associando o endereço IP a outros valores IMSI, em que o agente externo descarta suas tabelas de quaisquer outras entradas com o mesmo endereço IP, independente do valor do IMSI.

10. Estação móvel, CARACTERI ΖΑΡΑ pelo fato de compreender: um processador de controle; e uma memória acoplada ao processador de controle e contendo instruções executáveis pelo processador para determinar se o handoff a partir de uma rede de acesso de rádio de um primeiro tipo para uma rede de acesso de rádio de um segundo tipo irá causar ambigüidade de roteamento para dados enviados para a e a partir da estação móvel e, com base na determinação, acionar um novo registro de um endereço de rede da estação móvel.

11. Estação móvel, CARACTERI ΖΑΡΑ pelo fato de compreender: dispositivo para determinar se o handoff de comunicações a partir de uma rede de acesso de rádio de um primeiro tipo para uma rede de acesso de rádio de um segundo tipo irá causar ambigüidade de roteamento para dados enviados para a e a partir da estação móvel; e dispositivo para acionar um novo registro de um endereço de rede da estação móvel com base na determinação.