CZ2005371A3 - Včasná indikace podpory sítě pro Mobile IP - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká bezdrátových komunikací a podrobněji se týká systémů a způsobů pro včasné určení podpory sítě pro Mobile IP.

Dosavadní stav techniky

Poslední pokroky v bezdrátových komunikacích a rapidní nárůst používání Internetu značně zvýšily poptávku po nasazení mobilních počítačů. Technologie kódového multiplexu (CDMA - Code Division Multiple Access) hrála v uspokojování této poptávky rozhodující roli.

CDMA je digitální radiofrekvenční (RF) technika definovaná ve standardu Telecommunications Industry Association/Electronics Indrustries Association Interim Standard-95, dále jen „IS-95 , pod názvem „STANDARD KOMPATIBILITY MOBLINÍ STANICE A ZÁKLADNOVÉ STANICE PRO ŠIROKOPÁSMOVÝ CELULÁRNÍ SYSTÉM S DUÁLNÍM REŽIMEM, který byl zveřejněn v červenci 1993 a který je považován za příklad systému pro použití různých provedení tohoto vynálezu.

CDMA komunikační zařízení přiřazují komunikačním signálům unikátní kód a rozprostírají tyto signály v pásmu společného rozprostřeného spektra. Dokud má komunikační zařízení správný kód, může úspěšně detekovat a vybírat svůj

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • 9

9 9 9

9999

9 · 9 ·

9 9 9 9 9 9

9999 99 9 9

9999999 99 99 9 9

9 99 9 99999 signál z ostatních signálů, které jsou současně přenášeny v témže pásmu.

(např. Ačkoliv

Protokol (IP) 791) nazvaný

Zvýšená spolehlivost mobilních komunikací vedla k poptávce po bezdrátových mobilních počítačích, přičemž výpočetní zařízení, jako například laptop počítač nebo palmtop počítač je vzdáleně připojeno k počítačové síti Internetu) prostřednictvím mobilního telefonu. IS-95 neurčuje výslovně protokoly pro takové bezdrátové vzdálené použití počítačů, existuje množství standardů, které specifikují protokoly a/nebo algoritmy pro taková rozhraní a aplikace. Do řady bezdrátových komunikačních zařízení je zabudován standard Internet Standard Request For Comment No. 791 (RFC SPECIFIKACE INTERNETOVÉHO PROTOKOLU DARPA A

INTERNETOVÉHO PROGRAMOVÉHO PROTOKOLU a zveřejněný v září 1981 je síťový vrstvený protokol, který provádí paketování dat pro přenos. Adresovací a směrovací informace jsou obsaženy v hlavičkách paketů. Hlavičky obsahují adresy, které identifikují vysílající a přijímající zařízení. Tyto adresy jsou použity směrovači v síti, aby se vybrala trasa, po které bude paket přenesen do konečného cíle na určené cílové adrese.

Další dobře známý protokol v bezdrátových komunikacích je Point-to-Point Protocol (PPP), který se používá k řízení bezdrátového komunikačního přístupu k počítačové síti (např. Internetu). PPP protokol je popsán v Request For Comment 1661 (RFC 1661), nazvaném „THE POINT-TO-POINT PROTOCOL (PPP), zveřejněném v červenci 1994. PPP protokol specifikuje standardy pro přenos dat dvoubodovými linky, zahrnující technologii pro zapouzdření multiprotokolových dat, Link Control Protokol (LCP) k vytvoření a nastavení

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005

- 3 datového spojení a síťové kontrolní protokoly (Network

Control Protocols - NCPs) pro vytvoření a nastavení síťových vrstvených protokolů.

Jiný standard, označený IETF RFC 2002, nazvaný „IP MOBILITY SUPPORT FOR IPv4, běžně označovaný jako „Mobile IP, poskytuje komunikační standardy, ale nevěnuje se bezdrátovým aspektům mobilních počítačů.

Se zavedením třetí generace (3G) standardů pro komunikaci CDMA se zavedly standardy pro bezdrátovou síťovou komunikaci. Telekomunikační standard označený jako IS-835 nazvaný „CDMA 2000 WIRELESS NETWORK STANDARD, zveřejněný v červnu 2000, a telekomunikační standard označený jako IS835Ά, zveřejněný v květnu 2001, nařizují určitý komunikační protokol pro použití v zařízeních 3G CDMA. Na tyto standardy se zde odkazuje jako „IS-835.

Existuje rostoucí poptávka po paketovaných datových službách prostřednictvím bezdrátových komunikačních sítí. Protože tradiční bezdrátové komunikační systémy jsou navrženy pro hlasovou komunikaci, představuje jejich rozšíření pro podporu datových služeb řadu výzev. Přesněji, rozvoj IP pro mobilní zařízení (např. Mobile IP) má zvláštní sadu požadavků a cílů. Mobile IP je konkrétně standard pro existovat další způsoby sítích. Rozvoj Mobile IP systémech přináší zvláštní problémy, narozdíl od problémů při rozvoji IP v nemobilním prostředí.

IPv4. Mohou v bezdrátových komunikačních rozvoje IP v bezdrátových požadavky a

Jedním z problémů s Mobile IP připojení a bezdrátových prostředků.

je celková cena doby Registrace se v Mobile

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005

- 4 ·· · ·· ···· ·· ···· • · · ·· · · · · • · · · · · · · · · · · • ······· · · ·· · ·

IP provede, jakmile se vytvoří paketová síťová konektivita.

V bezdrátových sítích jsou bezdrátové zdroje a doba připojení nákladné zdroje, jak pro poskytovatele, tak pro uživatele. Problémy v rozvoji Mobile IP existují v rozvoji a zachování zdrojů.

Existuje proto potřeba efektivního způsobu správy zdrojů v bezdrátových komunikačních systémech, které implementují Mobile IP. Konkrétně existuje potřeba způsobu včasného ukončení nebo odpojení mobilního zařízení od bezdrátové sítě, když tato síť nepodporuje Mobile IP. Navíc je zde během nebo před zahájením komunikace potřeba způsobu detekce, že síť nepodporuje Mobile IP.

Podstata vynálezu

Je popsán způsob včasné indikace, zda síť podporuje Mobile IP, v bezdrátových komunikačních systémech. Včasným určením se rozumí určení provedené před nebo během zahájení komunikace. Takové určení identifikuje stav sítě s důrazem na to, zda tato síť podporuje Mobile IP. V současné době se registrace Mobile IP provede po vytvoření paketové síťové konektivity. Běžný způsob nejprve vytvoří bezdrátové spojení pro paketové datové služby mezi mobilním zařízením a bezdrátovou sítí, potom vytvoří paketovou datovou konektivitu prostřednictvím PPP 3 a nakonec provede registraci Mobile IP. V bezdrátových sítích jsou bezdrátové prostředky a doba připojení nákladné prostředky jak pro poskytovatele, tak pro uživatele. Proto je použití těchto prostředků v krocích 1 a 2_ v případě, že krok 3. není možný, plýtváním. Současná provedení a způsoby, které jsou zde popsány, umožňují včasnou indikaci kompatibility sítě, tj .

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 ·· · 99 9999 ·· ····

9 9 · · · · · · • 9 9 9 · 9 9 9 9999

9999999 99 99 9 9

9 99 9 99999

- 5 zda síť podporuje Mobile IP, a umožňují efektivnější registrační mechanismus. Jinými slovy, tento způsob umožňuje určení kompatibility s Mobile IP před paketovým síťovým připojením.

V jednom provedení se mobilní uzel připojí k bezdrátové síti. Potom se provede test podmínky odpojení, kde tato podmínka odpojení představuje včasnou indikaci podpory sítě pro Mobile IP. Jestliže je podmínka pro odpojení splněna, mobilní uzel se odpojí od bezdrátové sítě. Jestliže podmínka pro odpojení splněna není, mobilní uzel zůstane připojen k bezdrátové síti.

Podmínkou pro odpojení může být indikace IS-835 sítě bez podpory Mobile IP. Existuje mnoho různých podmínek pro odpojení, které lze použít. Například jednou podmínkou pro odpojení je, že před nebo během vytváření spojení je revizní podpora protokolu bezdrátové sítě nižší než PREV 6 (rozebráno níže). Jinou podmínkou odpojení je, že během komunikace LCP je bezdrátovou sítí požadována autorizace.

Další podmínkou odpojení je, že během licitace IP Control Protokolu (IPCP) vysílá bezdrátová síť nepotvrzení konfigurace obsahující volbu IP adresy. Další podmínkou odpojení je, že během registrace Mobile IP a před odesláním požadavku na registraci není přijata mobilním uzlem žádná ohlašovací zpráva agenta v odpovědi na výzvu agentovi.

Včasná indikace může být indikátorem před vysláním zprávy s registračním požadavkem během registrace Mobile IP. Navíc včasnou indikací může být také indikátor před nebo během vytvoření spojení. Včasná indikace může být také indikátorem během LCP licitace nebo během IPCP licitace.

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · · · · ···· · · · · · ··· · ♦ · · · · • 9 9 9 · · · · 9 9 9 9 ······· · · ·· · • · · · · · 9 9 9 99

- 6 Je také popsána mobilní stanice pro použití v bezdrátovém telekomunikačním systému, ve kterém mobilní stanice určuje podporu sítě pro Mobile IP. Tato mobilní stanice obsahuje anténu pro příjem bezdrátového signálu, přijímač pro elektronickou komunikaci s anténou a vysílač pro elektronickou komunikaci s anténou. Mobilní stanice také obsahuje procesor pro provádění příkazů a paměť pro uložení těchto příkazů. Jsou popsány příkazy, které implementují způsob pro včasné určení podpory sítě pro Mobile IP. Mobilní uzel se připojí k bezdrátové síti. Potom se provede test na podmínku odpojení, kde podmínka odpojení je včasnou indikací pro síťovou podporu Mobile IP. Pokud je podmínka odpojení splněna, pak se mobilní uzel odpojí od bezdrátové sítě. Jestliže podmínka odpojení není splněna, zůstane mobilní uzel připojen k bezdrátové síti.

Je popsán také bezdrátový komunikační systém obsahující provedení mobilní stanice. Kromě mobilní stanice obsahuje bezdrátový komunikační systém IP síť a agenta pro elektronickou komunikaci s touto IP sítí.

Funkce a způsoby, které jsou zde popsány mohou být realizovány na počítačem čitelném médiu. Na tomto médiu jsou uložena data, která zahrnují příkazy pro implementaci způsobů a funkcí, které jsou zde popsány.

Slovo „vzorové se zde používá výlučně ve smyslu „sloužící jako příklad, ukázka, nebo ilustrace. Jakékoliv provedení, které je zde popsáno jako „vzorové není nutně zamýšleno jako upřednostňované nebo výhodné oproti ostatním provedením. Ačkoliv jsou na výkresech zobrazeny různé aspekty provedení, nejsou výkresy nutně kresleny v měřítku,

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · · ·· φ

• φφφ φ φ φφφφ φ φφφ φ φ φφφ • · · φφφ • · · · • φ φ φ · · φφφ

ΦΦΦ· pokud to není výslovně uvedeno.

Následující popis rozvíjí různá provedení nejprve uvedením sítě implementující Mobile IP pro datovou komunikaci do a z mobilního uzlu. Potom je popsán bezdrátový komunikační systém s rozprostřeným spektrem. Dále je ukázána implementace sítě Mobile IP v bezdrátovém komunikačním systému. Jsou ukázána funkční a logická bloková schémata bezdrátových spojení komunikačního zařízení s počítačovou

sítí. Nakonec	j sou	zobrazeny	a popsány	způsoby pro	včasné
určení podpory	sítě	pro Mobile	IP.
Všimněte	si,	že jedno	provedení	je v tomto	popise

poskytnuto jako vzorové, ovšem alternativní provedení mohou zahrnovat různé aspekty, aniž by došlo k odchýlení se od podstaty tohoto vynálezu. Konkrétně lze tento vynález použít v systému zpracování dat, bezdrátovém komunikačním systému, síti Mobile IP a jakémkoliv jiném systému, který vyžaduje efektivní používání a správu prostředků.

Provedení tohoto vynálezu používá bezdrátový komunikační systém s rozprostřeným spektrem. Bezdrátové komunikační systémy jsou značně rozvinuté, aby mohly zajišťovat různé druhy komunikace jako například hlas, data a tak dále. Tyto systémy mohou být založeny na kódovém multiplexu (CDMA), časovém multiplexu (TDMA) nebo jiné modulační technice. CDMA systém poskytuje oproti jiným druhům systémů určité výhody, zahrnující zvýšenou kapacitu systému.

Systém může být navržen tak, aby podporoval jeden nebo více standardů jako například „TIA/EIA/IS-95-B Standard kompatibility mobilní stanice a základnové stanice pro

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005

- 8 9 9 9 99 9 8 9 9 99 9

9 9 9 9 9

9 9 · ···· • · · · · · · • · · · · · • · · 99 9 99 dvourežimový širokopásmový celulární systém s rozprostřeným spektrem, dále uváděný jako „IS-95 standard, standard nabízený konsorciem „3rd Generation Partnership Project dále uváděny jako 3GPP a zpracovaný v sadě dokumentů obsahující dokumenty č. 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 a 3G TS 25.214, 3G TS 25.302, dále uváděné jako W-CDMA standard, standard nabízený konsorciem „3rd Generation Partnership Project 2, zde uváděný jako 3GPP2 a TR-45.5 zde uváděný jako cdma2000 standard, dříve nazývaný IS-2000 MC.

Každý standard konkrétně definuje zpracování dat pro vysílání ze základnové stanice na mobilní a naopak. Jako příklad je podrobně probráno jedno provedení v následujícím popise, který předpokládá komunikační systém s rozprostřeným spektrem konzistentní se standardem protokolů CDMA2000. Alternativní provedení mohou používat jiný standard.

Následující definice se používají v dalším popise a jsou specifické pro Mobile IP komunikaci.

Domácí síť: Síť, ve které se mobilní uzel jeví zbytku internetu jako dosažitelný pomocí IP adresy přiřazené k mobilnímu uzlu (tj. domácí adresy)

Domácí agent: Uzel domácí sítě, který efektivně zajišťuje dosažitelnost mobilního uzlu na domácí adrese mobilního uzlu, i když mobilní uzel není připojen k domácí síti.

Domácí adresa: IP adresa přiřazená k mobilnímu uzlu, která způsobuje, že se mobilní uzel logicky jeví jako připojený ke své domácí síti.

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · ··* · • · · ·

- 9 ♦ · « · · · · · · • ··· · · · · ···· • ······· · · · · · · ··· · · · · · · ·· · · · · ·····

Dočasná adresa: IP adresa aktuálního bodu připojení mobilního uzlu k internetu, přes kterou se směruje IP

traffic mobilního v domácí síti.	uzlu,	když není mobilní	uzel	připojen
Korespondentní	uzel:	Uzel, který vysílá	nebo	přijímá
pakety do mobilního	uzlu,	korespondentní uzel	může	být j iný
mobilní uzel nebo nemobilní internetový uzel.

Cizí agent: Mobilní agent v cizí síti, který může mobilnímu uzlu pomáhat při přijímání datagramů dodaných na přechodnou adresu.

Cizí síť: Síť, ke které je mobilní uzel připojen, když není připojen ke své domácí síti, a ve které je ze zbytku internetu dosažitelná přechodná adresa.

Přesměrování: Zpráva, která je určena, aby způsobila změnu ve směrovacím chování v přijímacím uzlu.

Registrace: Proces, kterým mobilní uzel informuje domácího agenta o své aktuální přechodné adrese.

Mobilní uzel: Uzel, který v rámci svého normálního používání mění bod připojení k internetu.

Mobilní agent: Uzel (typicky směrovač), který nabízí podpůrné služby pro mobilní uzly. Mobilní agent může být buď domácí agent nebo cizí agent.

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 ·· ···· • · · · • · ·· ·· • · · 111 1 1 1 1 1111 1111 111 1

111 111 11 · ·· · ·· · ·····

- 10 Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže vysvětlen prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na výkresech, na kterých představuje obr. 1 blokové schéma komunikační sítě, ve které je implementován Mobile IP, aby se umožnila komunikace s mobilním uzlem, obr. 2 schéma komunikačního systému s rozprostřeným spektrem, který podporuje více uživatelů, obr. 3 blokové schéma komunikačního systému, který podporuje IP datové přenosy, obr. 4 funkční blokové schéma bezdrátového spoje výpočetního zařízení s počítačovou sítí, obr. 5 logické spojení mezi výpočetním zařízením a

Mobile IP sítí za použití bezdrátového systému podobného jako na obr. 4, obr. 6 vývojový diagram pro včasné určení, zda síť podporuje Mobile IP, obr. 7 tok signálu spojený s původní zprávou z mobilního uzlu v topologii bezdrátového komunikačního systému, obr. 8 tok signálu spojený s registrací mobilního uzlu s domácím agentem v topologii bezdrátového komunikačního systému,

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · ·· r · • · · • · · · · · · · © • · · · · · · · · · · © • ····©«« ·· ·· · · «·· ··· ·· · · © ·· · ···©·

- 11 obr. 9 tok signálu spojený s vytvářením bezdrátového komunikačního spoje použitím systému podle obr. 5, obr. 10 vývojový diagram pro včasné určení, zda síť podporuje Mobile IP a obr. 11 blokové schéma určitých komponent v provedení účastnické jednotky.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 je blokové schéma komunikační sítě 100 implementující Mobile IP, aby se umožnila komunikace s mobilním uzlem 102. Domácí agent 104, korespondentní uzel 106 a cizí agent 108 spolu mohou všechny navzájem komunikovat prostřednictvím IP sítě 110. Mobilní uzel 102 má přiřazenou domácí adresu, která identifikuje mobilní uzel 102 v cizí síti 112 prostřednictvím domácího agenta 104 .

Mobilní uzel 102 může změnit svou polohu z jedné sítě nebo podsítě do jiné. Na obr. 1 je mobilní uzel 102 zobrazen v cizí síti 112. Mobilní uzel 102 může získat IP adresu a komunikovat s ostatními uzly, včetně korespondentního uzlu 106, použitím IP adresy v IP síti 110. Mobilní uzel 102 získá IP adresu z domácího agenta 104. IP adresa z domácího agenta 104 se může nazývat domácí adresou. Domácí adresa je dlouhodobá IP adresa v domácí síti 114. Když mobilní uzel 102 navštíví cizí síť 112, lze mobilnímu uzlu 102 přiřadit dočasnou adresu, aby se zohlednil aktuální bod

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 •0 0000

0000

0 0

0 0 0 0

0 0 0

0 0

0 0 0 0

- 12 • 0 0 0 0 0

0 0 0

00000

0 0

0· 0

0 0 0 0 0 0

0 0 00 0 připojení mobilního uzlu k IP síti 110. Při odesílání dat používá mobilní uzel 102 jako zdrojovou adresu pro IP datagramy typicky svoji domácí adresu.

Domácí agent 104 je v domácí síti 114 mobilního uzlu 102 a udržuje informaci o aktuální poloze pro každý ze svých mobilních uzlů 102. Domácí agent 104 uchovává informace nezbytné ke směrování dat do mobilních uzlů 102 spadajících do domácí sítě 114. Tyto informace lze uložit v mobilních vazbách. Tyto mobilní vazby mohou obsahovat množství záznamů, které obsahují domácí adresu, přiřazenou přechodnou adresu a dobu trvání tohoto přiřazení.

Domácí síť 114 má síťový prefix, který odpovídá prefixu domácí adresy mobilního uzlu 102. Směrovací mechanismy IP zajišťují dodání IP dat poslaných na domácí adresu mobilního uzlu 102 do domácí sítě 114 mobilního uzlu 102. Domácí síť 114 může být virtuální síť.

Cizí agent 108 je agent v jiné síti 112 (ne v domácí síti 114), ve které se momentálně nachází mobilní uzel 102. Cizí agent 108 spolupracuje s domácím agentem 104 na doručení dat do mobilního uzlu 102, který je mimo svou domácí síť 114 .

Odborníci uznají, že na komunikační trase mezi domácím agentem 104 a cizím agentem 108 může být jeden nebo více mezilehlých uzlů (není zobrazeno). Tyto mezilehlé uzly (není zobrazeno) mohou být v IP síti 110 a typicky se jedná o směrovače. Data poslaná mezi domácím agentem 104 a cizím agentem 108 tudíž prochází a jsou směrována jedním nebo více mezilehlými uzly (není zobrazeno).

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • 999

- 13 9 9

9 • ·

9

9

9999 ·· «999 • 9 • 9 9 »999

9 9

9 9

9 9 9 9

Síť 100 na obr. 1 může být implementována jako různé druhy sítí. Odborníci uznají, že různé druhy sítí zde mohou těžit ze svých tvůrčích principů. Jedna možná síť, ve které lze implementovat Mobile IP a zde popsaná provedení, je zobrazena na obr. 2 a 3.

Obr. 2 slouží jako příklad komunikačního systému 200, který podporuje více uživatelů a je schopen implementace alespoň některých aspektů zde popsaných provedení. Pro plánování přenosů v systému 200 lze použít jakýkoliv z výběru algoritmů a způsobů. Systém 200 poskytuje komunikaci pro množství buněk 202A-202G, z nichž každá je obsluhována odpovídající základnovou stanicí 204A-204G v tomto pořadí. V jednom provedení mají některé základnové stanice 204 více přijímacích antén a jiné mají pouze jednu přijímací anténu. Podobně mají některé základnové stanice 2 04 více vysílacích antén a jiné mají pouze jednu přijímací anténu. Proto je možné, aby základnová stanice 204 měla více vysílacích antén a jednu přijímací anténu, nebo aby měla více přijímacích antén a jednu vysílací anténu, nebo aby měla zároveň více vysílacích i přijímacích antén, nebo aby měla jednu vysílací a jednu přijímací anténu.

Terminály 206 v oblasti pokrytí mohou být fixní (stacionární) nebo mobilní. Mobilní terminál 206 může být 1. Jak je zobrazeno na obr. 2, různé terminály 206. Každý s alespoň jednou mobilní uzel 102 jako na obr v systému jsou rozmístěny terminál 206 komunikuje nebo více základnovými stanicemi 204 na downlinku a uplinku v jakémkoliv daném okamžiku v závislosti například na tom, zda se používá soft handoff nebo zda je terminál navržen a provozován (souběžně nebo sekvenčně) pro příjem vícenásobných přenosů z více základnových stanic. Soft

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005

999·

9 9

9 999

9 9 9 • 9 9 • 9 999

9999

9 9

9 9

9 9 9

9 9

9

- 14 #· · • 9 · * 9 9 9

9 9999

9 9

9 handoff v CDMA komunikačních systémech je odborníkům dobře znám a je podrobně popsán v U.S. patentu č. 5 101 501 nazvaném „METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM, který je postoupen nabyvateli tohoto vynálezu.

Downlink znamená přenos ze základnové stanice 204 na terminál 206 a uplink znamená přenos z terminálu 206 na základnovou stanici 204. V jednom provedení mají některé terminály 206 více přijímacích antén a jiné mají pouze jednu přijímací anténu. Na obr. 2 přenáší základnová stanice 204A data na terminály 20 6A a 206 J na downlinku, základnová stanice 204B přenáší data na terminály 206B a 206J, základnová stanice 204C přenáší data na terminál 206C a tak dále.

V jednom provedení lze komponenty na obr. 1 použít a implementovat v bezdrátovém komunikačním systému, jak je zobrazeno na obr. 3. IP pakety nebo IP data lze komunikovat prostřednictvím IP sítě 310 mezi korespondentním uzlem 306, domácím agentem 304 a mobilním uzlem (MN) 302. V tomto provedení 300 slouží Packet Data Serving Node (PDSN) také jako cizí agent (PDSN/FA) 312. Jak je zobrazeno, k IP síti 310 může být připojeno více PDSN/FA 312. IP síť 310 může být internet, intranet, privátní IP síť atd. Data se přenáší jako IP datové pakety („IP pakety) prostřednictvím IP sítě 310. Mezi korespondentním uzlem 306 a mobilním uzlem 302 lze přenášet řadu různých druhů dat. Například lze mezi korespondentním uzlem 306 a mobilním uzlem (MN) 302 přenášet zvuková data, obrazová data, textová data, elektronické soubory atd.

PDSN/FA 312 přijímá a zpracovává IP data pro jejich

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · ·

- 15 • · φ · · · ·· φφφ ·· φφφ • · · · ·· · φ · • φφφφφφφ ·· φ φ φ · φφφ φφφ · · · • · · · · φ φφφφφ přenos na jednu nebo více základnových stanic (BS) 308. Jak je zobrazeno, každý PDSN/FA 312 je v elektronické komunikaci s jednou nebo více BS 308. Jakmile BS 308 přijme data, pošle je na jeden nebo více MN 302. MN 302 odpovídá mobilnímu terminálu 206 na obr. 2. Každá BS 308 může obsluhovat jeden nebo více MN 302. Typicky BS 308 obsluhuje mnoho MN 302.

Pro potřeby tohoto popisu budou funkce zajišťované BS 308 a/nebo funkce zajišťované entitou nebo komponentou BS 308 uváděny obecně jako BS 308. Odborníci uznají, že v různých kontextech může použití pojmu BS znamenat odkaz na funkce poskytované konkrétní entitou. Například na IP úrovni je PCF (packet control function) entita (obsažená v BS) mezi PDSN a MN. Pro účely vysvětlení bude používáno obecnější označení BS.

Předcházející informace popisují konkrétní provedení systému 100, jak se aplikuje a používá v bezdrátovém komunikačním systému 200 jak je zobrazeno na obr. 2. Odborníci ovšem uznají, že tvůrčí principy zde lze použít i v jiných kontextech, ve kterých se může Mobile IP rozvíjet.

Obr. 4 je funkční blokové schéma zobrazující připojení mobilní stanice (MS) 402 do bezdrátové počítačové sítě. MS 402 je druh mobilního uzlu 302 popsaného výše. Na obr. £ může být vybavení terminálu (TE) 404 laptop, palmtop nebo jiné výpočetní zařízení. TE 404 je připojeno k bezdrátovému komunikačnímu zařízení jako je například mobilní telefon (MT) 406. TE 404 komunikuje s MT 406 prostřednictvím spojení vymezeného standardy jako R_m rozhraní. R_m rozhraní lze technologie. R_m rozhraní lze prostřednictvím standardních implementovat jako různé například implementovat rozhraní jako například RS-232, RS-422, IEEE 4888, IEEE

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · • · · ·

1394, BLUETOOTH® technologie a podobně. BLUETOOTH® je registrovaná ochranná známka BLUETOOTH SIG, INC. CORPORATION BY ASSIGNMENT DELAWARE 1301 K STREET, NW, SUITĚ 600 EAST TOWER C/O SONNENSCHEIN NATH & ROSENTHAL WASHINGTON D.C. 20005. Některé z těchto běžných technologii rozhráni jsou v technice dobře známy a Popsaná provedeni nejsou rozhráni. Všimněte si, alternativní druhy není je zde nutné popisovat.

na určité formy R_m implementovat také mohou být různé omezena že lze rozhraní. Navíc komponenty a funkce MS 402 začleněny do jednoho zařízení nebo čipu. Například jedno zařízení může obsahovat jak výpočetní části, tak rádiové části. Alternativně mohou být zde popsané moduly a funkce začleněny do jednoho celku, nebo poskytnuty jako samostatné komponenty.

TE stanici přijímač hlasovou

404 a MT 406 lze souhrnně označit jako mobilní (MS) 402. MT 406 obsahuje vysílač 408 a

410, které pracují známým způsobem, aby umožnily nebo datovou komunikaci se vzdáleným místem.

Bezdrátový komunikační systém na obr. 4 obsahuje také základnovou stanici 412, která může také obsahovat mobilní přepínací centrum (MSC - mobile switching center). BS 412 komunikuje s MS 402 prostřednictvím bezdrátového rozhraní, které je standardy označeno jako U_m rozhraní. Provozní podrobnosti U_m rozhraní jsou odborníkům dobře známy a není je zde třeba podrobně popisovat. BS 412 se připojí k počítačové síti 414 prostřednictvím rozhraní, které je standardy označeno jako L rozhraní. Provozní podrobnosti L rozhraní jsou také dány průmyslovými standardy a není je zde třeba podrobně popisovat.

Aby se vytvořilo komunikační spojení mezi TE 404 a

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • to · ·· ···· ·· · · · • toto ·· · · to · • tototo ·· · ·«··· • ······· · to · · · ·· · ·· · ·····

- 17 sítí 414, dojde k výměně komunikačních datových paketů prostřednictvím R_m a U_m rozhraní a vytvoří se PPP session. Různé výše popsané protokoly a standardy poskytují systém pro implementaci bezdrátového počítačového síťového spojení. Aktuální implementace hardwaru a softwaru v systému je ponechána na úvaze návrháře. Ačkoliv výše popsané různé standardy zajišťují registraci Mobile IP, překrývající se standardy často vedou k neefektivitě registračního procesu. Bude proto uznáno, že existuje značná potřeba optimalizace registračního procesu pro mobilní aplikace výpočetní techniky. Popsaná provedení tuto a další výhody poskytují, jak bude zřejmé z podrobného popisu a doprovodných obrázků.

Zde uvedená provedení směřují k efektivnějším registračním mechanismům v Mobile IP registraci. Jak bylo popsáno výše, s ohledem na obr. 4 je cílem registrovat mobilní vybavení terminálu (např. TE 404) v počítačové síti (např. síti 414) , jako je například internet.

Jak bylo uvedeno výše, existuje množství různých standardů pro řízení bezdrátové IP komunikace. Aby se poskytla určitá flexibilita návrháři, lze tyto standardy implementovat řadou různých způsobů. Obr. 4 zobrazuje zjednodušenou obecnou bezdrátovou síť, která tento komunikační proces podporuje.

Komunikační proces mezi TE 404 a sítí 414 je zobrazen v IP komunikační vrstvě ve funkčním blokovém schématu na obr. 5. Jak bylo popsáno výše, TE 502 komunikuje s MT 504 prostřednictvím R_m rozhraní. MT 504 potom komunikuje s cizím agentem (FA) 506 prostřednictvím U_m/A rozhraní. „A rozhraní zobrazené na obr. 5 souhrnně označuje rozhraní A8, A9, A10 a All, která obsahují spojení BS/MSC a PDSN, jako v síti IS0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • ·

- 18 835, jak je popsáno ve spisu TIA/EIA-2001-A nazvaném „INTEROPERABILITY SPECIFICATIONS (IOS) FOR CDMA 2000 ACCESS NETWORK INTERFACES, který byl zveřejněn v srpnu 2001 a který je zde začleněn odkazem. Všimněte si, že termín „A rozhraní není standardizován. Další rozhraní (jako například Al-All) jsou definována v IS-835, ale směřují k rozhraním obsaženým v BS/MSC a nejsou podstatné pro porozumění tomuto systému. Odborníci uznají, že A rozhraní označuje jedno nebo více rozhraní definovaných v IS-835. Podle některých komunikačních standardů může MT 504 komunikovat rovnocenně, jako například Paket Data Serving Node (PDSN) popsaný v IS-835, který je v jednom provedení spojený s FA 506.

Mělo by být uvedeno, že BS 412 není na obr. 5 zobrazena, protože funguje zásadně jako transparentní přenosový mechanismus v síťové vrstvě. BS 412 nehraje typicky roli v komunikaci na úrovni vrstvy IP. FA 506 slouží jako přechodný spojovací bod mezi TE 502 a sítí 510. Jestliže MT 504 povolí handoff (tj . přepnutí na jinou BS) , může se FA 506 také změnit. Jak se tedy MT 504 pohybuje, odpovídá si s lokálním FA 506.

FA 506 komunikuje s domácím agentem (HA) 508. FA 50 6 a HA 508 jsou procesy určené pro Mobile IP komunikaci. HA 508 působí jako zprostředkovatel dat v komunikačním spojení mezi FA 506 a sítí 510. HA 508 je pevný bod a má danou IP adresu používanou v síti 510. I když se MT 504 přehlásí na jinou BS, zůstává HA 508 fixován během IP relace mezi TE 502 a sítí 510.

Jak bylo uvedeno dříve, Mobile IP registrace se provede po vytvoření paketové síťové konektivity. V bezdrátových

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005

- 19 ·· · · · · · · · · · • · · · · · • · · · ···· • · · « · · sítích jsou bezdrátové prostředky a doba spojení nákladné prostředky, jak pro poskytovatele, tak pro uživatele. Popsané systémy a způsoby umožňují včasnou detekci, zda síť nepodporuje Mobile IP tím, že poskytují efektivnější registrační mechanismus. Jedním běžným způsobem registrace je (1) vytvoření bezdrátového spojení pro paketovou datovou službu mezi mobilním zařízením a bezdrátovou sítí, (2) licitace paketové datové konektivity prostřednictvím PPP a (3) provedení Mobile IP registrace. V průběhu tohoto běžného způsobu existuje v IS-835 síti několik indikátorů, které indikují, že síť nebude podporovat Mobile IP, což umožní mobilnímu uzlu upustit od pokusu o vytvoření spojení.

Obr. 6 je vývojový diagram zobrazující obecný způsob 600 pro včasnou indikaci, zda IS-835 síť podporuje Mobile IP. V oblasti pokrytí je poskytnut mobilní uzel 602. Mobilní uzel se potom připojí 604 k bezdrátové síti. Mobilní uzel se potom pokusí 606 detekovat podmínky předčasného odpojení, aby se provedla včasná detekce sítě, která nepodporuje Mobile IP. Podmínka předčasného odpojení je jakákoliv podmínka, kterou lze detekovat mobilním uzlem a která mobilnímu uzlu umožní určit, zda bezdrátová síť podporuje Mobile IP. Mobilní uzel potom určí 608, zda byla některá z podmínek odpojení splněna. Jestliže byla jedna z podmínek odpojení splněna, odpojí 610 se mobilní uzel od bezdrátové sítě. Jestliže nebyla splněna žádná z podmínek odpojení, zůstane 612 mobilní uzel připojen k bezdrátové síti a pokračuje v činnosti.

Podmínky odpojení

Existuje řada různých podmínek odpojení, které lze použít. Například lze použít následující podmínky odpojení: (1) jestliže je před nebo během vytváření spojení revize

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 «9 9 99 9999 99 9991

9·9 99 9 999 • •99 ·· 9 9 » · 9 9

9999999 99 99 ·

9 99 9 «9999

- 20 protokolu podporovaná sítí nižší, než PREV 6, (2) během LCP licitace: jestliže síť vyžaduje autorizaci (CHAP nebo PAP) , (3) jestliže síť pošle během IPCP licitace nepotvrzení konfigurace (C-NAK - Config-not-acknowledge) obsahující volbu IP adresy a (4) jestliže během registrace Mobile IP před vysláním požadavku na registraci nebyly přijaty žádné ohlašovací zprávy agenta v odpovědi na výzvu agentovi. Následující popis a obrázky budou použity k popisu každé z možných podmínek odpojení.

Vzorové průběhy

Na obr. 7 je vývojový diagram jedné možné podmínky odpojení pro včasné určení podpory sítě pro Mobile IP. Aby se získaly paketové datové služby, provádí mobilní uzel 302 registraci v servisní bezdrátové síti a potom v paketové síti. Mobilní uzel 302 vysílá zprávu o vytvoření spojení v čase tl do BS 308, která obsahuje volbu paketových datových služeb. BS 308 potvrdí přijetí zprávy o vytvoření spojení příkazem potvrzení základnové stanice (BS Ack Order) mobilní stanici MS 302 v čase t2. Zpráva o vytvoření spojení vede k přiřazení provozního kanálu, vytvoření spojení A10, vytvoření linkové vrstvy (PPP) a v případě, kdy je Mobile IP používán terminálem, Mobile IP registraci v servisní paketové síti, udávanou v čase t3. Další podrobnosti a zprávy, které jsou odborníkům známé a které jsou definovány různými CDMA a Mobile IP specifikacemi nejsou na obr. 7 zobrazeny. Jednou z podmínek odpojení pro včasné určení, zda síť podporuje Mobile IP je, že před nebo během vytváření spojení mobilní stanice 302 nebo mobilní uzel 102 zjistí, že revize protokolu podporovaná sítí je nižší než PREV (Protocol Revision) β. V CDMA pojem PREV 6 označuje úroveň podpory protokolu v BS podle IS a předchozích standardů. Když mobilní uzel 302 detekuje tuto podmínku odpojení,

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 ·· · ·· ···· ·· ···· ··· · · · · · <

• · · · ·· · · * · · · • ······· ·· ·· · · ukončí spojení s bezdrátovou sítí, uvolní bezdrátové prostředky a minimalizuje dobu připojení. To odpovídá výše uvedené podmínce odpojení (1).

Na obr. 8 je vývojový diagram jiné možné podmínky odpojení pro včasnou indikaci podpory sítě pro Mobile IP. Na obr. 8 je zobrazen cizí agent (FA) 108 ohlašující se poté, co byl vyzván k ohlášení mobilním uzlem (MN) 102. Horizontální osa představuje topologii systému, tj . infrastrukturní prvky. Vertikální osa představuje časovou osu.

Mobilní uzel 102 si může vyžádat ohlašovací zprávu agenta vysláním žádosti v čase tl. V čase t2 vyšle cizí agent (FA) 108 ohlašovací zprávu agenta. Mobilní uzel (MN) 102 přijímá ohlášení agenta a určí, zda mobilní uzel je ve své domácí síti 114 nebo v cizí síti 112. V příkladu zobrazeném na obr. 8 mobilní uzel 102 určí, že je v cizí síti 112. Navíc může mobilní uzel 102 získat dočasnou adresu z ohlašovací zprávy agenta. Dočasná adresa je typicky IP adresa cizího agenta 108. Mobilní uzel 102 potom registruje novou dočasnou adresu svým domácím agentem 104 vysláním zprávy požadavku na registraci cizímu agentu 108 v čase t3. V tomto čase může cizí agent 108 provést další zpracování, které zahrnuje, ale není omezeno na: MS autorizaci, ochranu proti opakování, rozpoznání dynamické rozpoznání domácího agenta atd. Cizí agent 108 potom přepošle zprávu požadavku na registraci domácímu agentu 104 v čase t4.

V čase t5 odpovídá domácí agent (HA) 104 vysláním registrační odpovědi cizímu agentu (FA) 108, který tuto zprávu přepošle mobilnímu uzlu (MN) 102 v čase t6. Zpráva registrační odpovědi udává mobilnímu uzlu 102, zda domácí

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 ··♦·

agent 104 přijal nebo nepřijal registraci. Jestliže domácí agent 104 přijme registraci, poskytne domácí agent 104 odpovídající IP adresu mobilnímu uzlu 102 a pošle tuto adresu mobilnímu uzlu 102 v registrační odpovědi.

Podmínka odpojení pro včasnou indikaci podpory sítě pro Mobile IP zobrazená na obr. 8 je, že během registrace Mobile IP není v odpovědi na žádost agenta přijata žádná ohlašovací zpráva agenta. Jak je zobrazeno na obr. 8, je toto zjištěno předtím, než se pošle zpráva s požadavkem na registraci. To odpovídá výše dané podmínce odpojení (4).

zpráv	ve zde popsaných	provedeních	lze
Control	Message Protokol	(ICMP)	, jak	je
, který	je zde začleněn odkazem.	Navíc	lze
i je agent domácí agent	104	nebo cizí
; ICMP	zjištění směrovače,	které	je

ke zjištění, agent 108 použít definováno v RFC 1256, který je zde začleněn odkazem.

Další podmínky odpojení budou popsány ve vztahu k provedení zobrazenému na obr. 4. Připomeňme, že obr. 4 je funkční blokové schéma zobrazující připojení mobilní stanice (MS) 402 k bezdrátové počítačové síti. MS 402 je typem zde popsaného mobilního uzlu.

Systém zobrazený na obr. 4 ukazuje entity zapojené do Mobile IP registrace. Obr. 9 ukazuje tok zpráv tam a zpět mezi různými komponentami systému. Vybavení terminálu (např. TE 404 na obr. 4) je zobrazeno v levé části obr. 9, zatímco síť (např. síť 414 na obr. 4) je zobrazena v pravé části obr. 9. Mezi vybavením terminálu a sítí je mobilní terminál (např. MT 406 na obr. 4) uvedený pod označením MT. Na obr. 9 je také zobrazen PDSN/FA 312 a HA 304. Odborníci poznají, že

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 » φ φ φ φφφ φφφφφ

- 23 • ••Φ φφ φφφφ komunikační tok mezi ΜΤ 406 a sítí 510 probíhá přes BS 308. Určitá část procesu zobrazeného na obr. 9 je ovšem popsána v síťové vrstvě a ne v fyzické linkové vrstvě. Na obr. 9 je proto z důvodu výhodnosti zobrazena komunikace mezi MT 406 a PDSN/FA 312 přes U_m rozhraní.

Proces na obr. 9 označený vztahovou značkou 1 je vytvoření PPP relace a proces Mobile IP registrace, který probíhá mezi MT 406 a PDSN/FA 312. Tento proces zahrnuje licitaci Link Control Protokolu (LCP) a licitaci IP Control Protokolu (IPCP) . Odborníci uznají, že při LCP licitaci a IPCP licitaci se může mezi MT 406 a FA 312 přenášet množství zpráv tam a zpět. Zprávy se vysílají z MT 406 použitím vysílače v bezdrátovém komunikačním zařízení, zatímco přijímač v bezdrátovém komunikačním zařízení přijímá licitační zprávy. Pro účely srozumitelnosti jsou na obr. 9 zobrazeny pouze vybrané zprávy, které se bezprostředně týkají registrace Mobile IP. Během tohoto procesu se na rozhraní U_m vytvoří PPP relace. MT 406 vytvoří Mobile IP registraci na U_m rozhraní a přiřadí se IP adresa.

V následujícím procesu označeném na obr. 9 vztahovou značkou 2, probíhá licitace PPP relace, tj . vytvoření IP konektivity TE 404 v komunikaci s MT 406. Během tohoto procesu vznikne na rozhraní R_m druhá PPP relace. Odborníci uznají, že při LCP licitaci a IPCP licitaci se mezi TE 404 a MT 406 přenese množství zpráv tam a zpět. Kvůli stručnosti nejsou tyto jednotlivé zprávy na obr. 9 zobrazeny.

MT 406 vybaví TE 404 dříve přiřazenou IP adresou. Nastavení protokolu se mezi různými PPP relacemi mohou lišit. Následující licitace Mobile IP jsou transparentní. Následně vznikne mezi TE 404 a sítí 510 IP traffic přes

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 ·· φ φφ φφφφ • φ φ φ φ φ φφφφ φ φ · φ φ φφφφ φ φ φ « φφφ φφφ «φ φ φ φ · φφ φφφφ • · φ φ φφφφ φ φ φ φ φ « φ φ φφφ

ΜΤ 504 a BS 412, jak je vyznačeno na obr. 4. Proces zobrazený na obr. 9 odpovídá více komunikačním standardům a vede nakonec k přiřazení správné IP adresy.

Další podmínky odpojení lze nalézt v LCP licitaci a IPCP licitaci zobrazené na obr. 9. Další podmínkou odpojení je, že jestliže je během LCP licitace sítí požadována autorizace (CHAP nebo PAP), pak může mobilní uzel určit, že není žádná podpora Mobile IP v síti IS-835 a odpojí se od bezdrátové sítě. To odpovídá podmínce odpojení (2), jak byla uvedena výše. Jeden autorizační protokol je Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP). Jiný autorizační protokol je Password Authentication Protocol (PAP). PDSN 312 může podporovat oba autorizační mechanismy (CHAP a PAP) . Podmínka odpojení je splněna, i když PDSN vyžaduje pouze jeden z těchto autorizačních mechanismů.

Síť může indikovat, že vyžaduje CHAP tím, že i) vyšle několikanásobný požadavek LCP konfigurace obsahující volbu autorizačního protokolu (AP) udávající CHAP autorizaci nebo ii) ukončením PPP licitace na základě přijetí odmítnutí LCP konfigurace s volbou AP udávající CHAP z mobilní stanice. Síť může indikovat, že je vyžadováno PAP tím, že i) vyšle vícenásobný požadavek LCP konfigurace obsahující volbu autorizačního protokolu (AP) udávající PAP autorizaci nebo ii) ukončením PPP licitace na základě přijetí odmítnutí LCP konfigurace s volbou AP udávající PAP z mobilní stanice.

V LCP může být vyjednána volba autorizačního protokolu (AP) obsahující AP hodnotu, která udává způsob autorizace (tj . mimo jiné CHAP nebo PAM) . Pro navržení CHAP nebo PAP tudíž PDSN vysílá LCP konfigurační požadavek (C-REQ) obsahující volbu AP s hodnotou odpovídající CHAP nebo PAP.

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 ·· ··* · • · ···· • · · • · · · · • · · • · · • · · · ·

- 25 Mobil může PDSN zpět vysláním odmítnutí LCP konfigurace, které obsahuje odmítnutou volbu AP a hodnotu volby (CHAP nebo PAP), indikovat, že nebude provádět autorizaci. Nebo může mobil PDSN zpět vysláním nepotvrzení LCP konfigurace (C-NAK), které obsahuje odmítnutou volbu AP a hodnotu volby (CHAP nebo PAP), indikovat, že si nepřeje provádět autorizaci. V tomto případě může PDSN znovu předložit spornou volbu v pozdějším C-REQ. V této době jsou v souladu se specifikací PPP možné vícenásobné sekvence vyměněných LCP zpráv, jejichž důsledky jsou odborníkům známy. Konečný výsledek LCP licitace je vyjádřen volbou obsaženou v závěrečné zprávě potvrzení konfigurace (C-ACK) vyslané MS do PDSN. Pokud MN prostřednictvím LCP C-REJ mechanismu indikuje, že CHAP a/nebo PAP nejsou podporovány, může mobil provést včasnou indikaci, že tato síť nepodporuje Mobile IP.

Další podmínku odpojení lze nalézt během IPCP licitace zobrazené na obr. 9. Jestliže se během IPCP vyjedná volba IP adresy, může potom mobilní uzel určit, že zde není podpora sítě IS-835 pro Mobile IP a odpojí se od bezdrátové sítě. To odpovídá podmínce odpojení (3), jak je uvedena výše.

Na obr. 10 je vývojový diagram zobrazující způsob pro včasné určení podpory sítě IS-835 pro Mobile IP. Mobilní uzel se připojí 1002 k bezdrátové síti. Mobilní uzel se za účelem provedení včasné detekce, zda síť nebude podporovat Mobile IP, pokusí detekovat podmínky předčasného odpojení. Jak bylo popsáno výše, lze použít řadu různých podmínek odpojení. Mobilní uzel 1004 může před nebo během vytváření spojení určit, zda revize protokolu podporovaná sítí je menší, než PREV 6 (na obr. 10 označeno jako podmínka A odpojení). Jestliže je podmínka A odpojení splněna, odpojí se 1006 mobilní uzel od bezdrátové sítě. Jestliže podmínka

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · 94 4 4

- 26 ·· ····

4

4 9 9 4

9 9 4 4 4

4 4449 44 4

4 4 4 4

4 94

4 ·

I • · · odpojení není splněna, zůstane mobilní uzel připojen k bezdrátové síti, pokračuje v činnosti a zjišťuje také, zda není splněna některá jiná podmínka odpojení.

Mobil může potom během LCP licitace určit 1008, zda je sítí vyžadována autorizace (CHAP nebo PAP) (na obr. 10 označena jako podmínka B odpojení). Jestliže je podmínka B odpojení splněna, odpojí se 1006 mobilní uzel od bezdrátové sítě. Jestliže tato podmínka odpojení není splněna, zůstane mobilní uzel připojen k bezdrátové síti, pokračuje v činnosti a zjišťuje také, zda není splněna některá další podmínka odpojení.

Další podmínku odpojení lze testovat, když mobil určuje 1010 zda během IPCP licitace síť vysílá nepotvrzení konfigurace obsahující volbu IP adresy (na obr. 10 označeno jako podmínka C odpojení). Jestliže je podmínka C odpojení splněna, odpojí se 1006 mobilní uzel od bezdrátové sítě. Jestliže tato podmínka odpojení není splněna, zůstane mobilní uzle připojen k bezdrátové síti, pokračuje v činnosti a zjišťuje také, zda není splněna některá další podmínka odpojení.

Mobilní uzel může potom určit 1012, zda není po vyslání požadavku během Mobile IP registrace a před touto registrací přijata žádná ohlašovací zpráva agenta v odpovědi na žádost agenta (na obr. 10 označena jako podmínka D odpojení). Jestliže je podmínka D odpojení splněna, odpojí se 1006 mobilní uzel od bezdrátové sítě. Jestliže podmínka odpojení není splněna, zůstane mobilní uzel připojen k bezdrátové síti a pokračuje v činnosti. Jestliže není splněna žádná z podmínek odpojení, může mobilní uzel předpokládat podporu IS-835 sítě pro Mobile IP (pokud nebo dokud nerozpozná

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 ·· · ·* ··♦ ·

- 27 • · · · · · • ······· · • · · · ♦ ·· · ·· ·« ··· · • · · • ♦ · · · • · · j inak).

Ve funkčním blokovém schématu na obr. 11 je ukázáno provedení mobilního uzlu 102, 302 v systému 1100 účastnických jednotek. Systém 1100 obsahuje centrální řídící jednotku (CPU) 1102, která řídí činnost systému 1100. CPU 1102 lze také označit jako procesor 1102. Paměť 1104, která může zahrnovat jak paměť s přístupem pouze pro čtení (ROM), tak paměť s přímým přístupem (RAM), poskytuje instrukce a data CPU 1102. Část paměti může být také napěťově nezávislá paměť s přímým přístupem (NVRAM).

Systém 1100, který je typicky začleněn v bezdrátovém komunikačním zařízení, jako například celulární telefon, obsahuje také kryt 1106, který obsahuje vysílač 1108 a přijímač 1110, aby se umožnilo vysílání a příjem dat, jako například zvukové komunikace, mezi systémem 1100 a vzdáleným místem, jako například kontrolérem buňky nebo základnové stanice 308. Vysílač 1108 a přijímač 1110 lze sloučit do transceiveru 1112. Ke krytu 1106 je upevněna anténa 1114, která je elektricky spojena s transceiverem 1112. Činnost vysílače 1108, přijímače 1110 a antény 1114 je v oboru dobře známa a není nutné ji zde popisovat. Dále vysílač 1108, přijímač 1110 a anténa 1114 odpovídají vysílači 408, přijímači 410 a anténě zobrazené na obr. 4.

Systém 1100 obsahuje také detektor 1116 signálu, který se používá k detekci a kvantifikaci úrovně signálů přijatých transceiverem 1112. Detektor 1116 signálu detekuje takové signály, jako například celková energie, energie měřícího vodiče prostřednictvím čipů pseudonáhodného šumu (PN), spektrální výkonovou hustotu a další signály známé v oboru. Detektor 1116 signálu vypočte různé indikátory a hodnoty pro

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005

0 0 0

0 0 0 0 0 • · ·· ·

0 0 ·00 0 0 0 0 0000 0000 000 · 0 0 0 0 0 · 00 0 00 000

- 28 použití v systému 1100, jak je podrobněji popsáno dále.

Sada časovačů 1118 pracuje ve spojení s procesorem 1120 stability pilotního signálu, procesorem 1122 přijatého výkonu pilotního signálu a procesorem 1124 celkového přijatého výkonu pilotního signálu. Měřením úrovní přijatých signálů a zpracováním těchto signálů může systém 1100 určit kvalitu komunikačního kanálu mezi zařízením a základnovou stanicí 308.

Procesor 1120 stability pilotního signálu přijímá indikátor stability pilotního signálu (Ec/Io) z detektoru 1116 signálu. Detektor 1116 signálu dělí poměr energie pilotního signálu na PN čip (Ec) celkovou výkonovou spektrální hustotou přijatou transceiverem 1112 (lo) . Tento poměr energie pilotního signálu k celkové přijaté energii se nazývá „stabilita pilotního signálu, jak je známo v technice. V technice je také známo, že stabilita pilotního signálu závisí na podmínkách zátěže aktivní buňky a sousedních buněk a tudíž je indikací trafficu v konkrétní buňce.

Procesor 1124 celkového přijatého výkonu používá proměnnou Rx, která se detekuje a kvantifikuje detektorem 1116 signálu. Celkový přijatý výkon (Rx) je mírou celkového výkonu přijatého transceiverem 1112. Zahrnuje tepelný šum, interferenci z ostatních volajících a pilotní signál přenesený na konkrétní transceiver 1112. Celková hodnota této přijaté energie se uloží, aby se indikoval celkový přijatý výkon.

Procesor 1122 přijatého výkonu pilotního signálu přijímá Indikátor stability přijatého signálu (RSSI

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · • · · • t MM * · • · · · «· ·*· · • · · ··

Received Signál Strenght Indicator) z detektoru 1116 signálu. RSSI indikuje výkon přijatý pilotním signálem a v jednom provedení se vypočte sečtením celkového přijatého výkonu (Rx) s (Ec/Io), jak je v technice známo. RSSI je nezávislý na zátěži systému a změny RSSI indikují změnu ztrát trasy Forward linku. Tyto změny ztrát trasy jsou důležité pro určení, kdy se má přepnout zařízení, jak je popsáno níže.

Měnič 1126 stavu systému 1100 řídí stav bezdrátového komunikačního zařízení na základě současného stavu a doplňkových signálů přijatých transceiverem 1112 a detekovaných detektorem 1116 signálu. Bezdrátové komunikační zařízení je schopné provozu v kterémkoliv z množství stavů.

Systém 1100 tedy zahrnuje systémový determinátor 1128, který se používá k řízení bezdrátového komunikačního zařízení a k určení, který servisní systém poskytovatele má bezdrátové komunikační zařízení přenášet, než se určí, že současný servisní systém poskytovatele je nevhodný.

Různé složky systému 1100 jsou spojeny dohromady sběrnicovým systémem 1130, který může kromě datové sběrnice obsahovat výkonovou sběrnici, sběrnici řídícího signálu a sběrnici stavového signálu. Pro účely srozumitelnosti jsou ovšem různé druhy sběrnic na obr. 11 zobrazeny jako sběrnicový systém 1130. Odborník uzná, že systém 1100 zobrazený na obr. 11 je funkční blokový diagram, než jen seznam specifických prvků. Například ačkoliv jsou procesor 1120 stability pilotního signálu, procesor 1122 výkonu přijatého pilotního signálu a procesor 1124 celkového přijatého výkonu zobrazeny jako tři oddělené bloky v systému 1100, mohou být ve skutečnosti začleněny do

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005

Μ « · 4 •t ···♦

- 30 • v « © · · • · · · • · ···· • · · ·© « • · © • · · • · · · • · · • · « • · · • © · ♦ · © © © · • · · ·· ··· jednoho fyzické komponenty, jako například digitálního signálového procesoru (DSP). Mohou také zůstávat jako programové kódy v paměti 1104 a být vykonávány CPU 1102. Stejné úvahy se uplatňují na ostatní komponenty uvedené v systému 1100 na obr. 11.

Odborníci poznají, že informace a signály lze reprezentovat použitím mnoha různých technologií a technik. Například data, instrukce, příkazy, informace, signály, bity, symboly a čipy, které lze v předchozím popisu reprezentovat napětími, proudy, elektromagnetickými vlnami, magnetickými poli nebo částicemi, optickými poli nebo částicemi nebo některou jejich kombinací.

Odborníci dále poznají, že různé ilustrativní logické bloky, moduly, obvody a kroky algoritmů popsané ve spojení se zde popsanými provedeními mohou být implementovány jako elektronický hardware, počítačový software nebo jejich kombinace. Abychom jasně ilustrovali tuto záměnnost hardwaru a softwaru, byly různé ilustrativní komponenty, bloky, moduly, obvody a kroky popsány výše ve smyslu jejich funkce. Jestli je tato funkce implementována jako hardware nebo software závisí na konkrétní aplikaci a omezeních návrhu kladených na celý systém. Odborníci mohou implementovat popsané funkce různými způsoby pro každé konkrétní použití, ale taková rozhodnutí o implementaci nelze interpretovat jako odchýlení se od podstaty tohoto vynálezu.

Různé ilustrativní logické bloky, moduly a obvody popsané ve spojení se zde popsanými provedeními lze implementovat nebo provádět obecným procesorem, digitálním signálovým procesorem (DSP), aplikačně specifickým integrovaným obvodem (ASIC), programovatelným hradlovým

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005

999«·

9« 9999

9

- 31 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9

9 9999 9 « 9

9 9 9 9

9 *·

9 9

9 999

9 9

0 *

999 polem (FPGA - field programmable gate array) nebo jiným programovatelným logickým zařízením, diskrétní hradlovou nebo tranzistorovou logikou, diskrétními hardwarovými komponentami nebo jakoukoliv kombinací předchozího, navrženou k provádění zde popsaných funkcí. Obecný procesor může být mikroprocesor, ale alternativně může být procesor jakýkoliv běžný procesor, řadič, mikrokontrolér nebo stavový stroj. Procesor lze také implementovat jako kombinaci výpočetních zařízení, např. kombinaci DSP a mikroprocesoru, množstvím mikroprocesorů, jedním nebo více mikroprocesory ve spojení s DSP jádrem nebo jakákoliv jiná taková konfigurace.

Kroky a způsoby algoritmu popsaného ve spojení se zde popsanými provedeními lze realizovat přímo v hardwaru, softwarovém modulu prováděném procesorem, nebo v kombinaci těchto dvou možností. Softwarový modul může setrvávat v paměti RAM, flash paměti, paměti ROM, paměti EPROM, paměti EEPROM, registrech, na harddisku, na výměnném disku, na CDROM nebo jakékoliv jiné v technice známé formě paměťového média. Jedno provedení paměťového média je připojeno k procesoru a takový procesor musí být schopen číst a zapisovat informace na toto paměťové médium. Alternativně může být paměťové médium integrováno do procesoru. Procesor a paměťové médium mohou setrvávat v ASIC. ASIC může setrvávat v uživatelském terminálu. Navíc mohou procesor a paměťové médium setrvávat jako diskrétní komponenty v uživatelském terminálu.

Zde popsané způsoby zahrnují jeden nebo více kroků nebo akcí pro dosažení popsaných způsobů. Kroky a/nebo akce způsobu lze navzájem zaměnit, aniž by došlo k odchýlení od podstaty tohoto vynálezu. Jinými slovy, jestliže není určité pořadí kroků nebo akcí nutné pro správnou funkci provedení,

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · · ·

- 32 • · · · · • · · · · · • ······· · lze pořadí a/nebo použití určitých kroků a/nebo akcí modifikovat, aniž by došlo k odchýlení od podstaty tohoto vynálezu.

Předchozí popis provedení byl uveden, aby umožnil odborníkům vyrobit nebo použít tento vynález. Odborníkům budou snadno zřejmé různé obměny těchto provedení, a na tato další provedení lze použít obecné zde definované principy, aniž by došlo k odchýlení od podstaty nebo rozsahu tohoto vynálezu. Tento vynález tedy není omezen na zde znázorněná provedení, ale je vymezen co nejširším rozsahem, který je konzistentní s principy a novými zde popsanými znaky.

Zastupuje:

Dr. Pavel Zelený v.r.

0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005

PATENTOVÉ

Claims (13)

1. NÁROKY

   JUDr. Pavel Zelený advokát

   120 00 Praha 2, Hálkova 2

   1. Způsob pro mobilní uzel zkonfigurovaný pro komunikaci v bezdrátovém komunikačním systému vyznačující se tím, že zahrnuje připojení k bezdrátové síti, testování podmínky odpojení, přičemž podmínkou odpojení může být včasná indikace podpory sítě pro Mobile IP, kde testování zahrnuje zjištění, že bezdrátová síť vyžaduje autorizaci, odpojení od bezdrátové sítě při splnění podmínky odpojení a setrvání v připojení k bezdrátové síti při nesplnění podmínky odpojení.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že podmínka odpojení zahrnuje více podmínek odpojení a testování této podmínky odpojení zahrnuje testování splnění kterékoliv z těchto více podmínek.
3. 3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje detekci požadavku na autorizaci protokolem Challenge Handshake Authentication Protocol (CHAP).
4. 4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje detekci požadavku na autorizaci protokolem Password Authentication Protocol (PAP).
5. 5. Způsob podle nároku 2, vy z n a ču j í c í se tím,

   0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • to · ·· ···· toto ···· • · · · · · to · to • ··· · · to · · to to · • ······· ·· ·· · · ·· · ·· · ·····

   - 34 že dále zahrnuje detekci přijetí zprávy nepotvrzení konfigurace vyslané bezdrátovou sítí během IPCP licitace obsahující volbu IP adresy, která splňuje podmínku odpojení.
6. 6. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že testování podmínky odpojení dále zahrnuje určení, zda je verze protokolu podporovaná bezdrátovou sítí kompatibilní s předem danou verzí protokolu podporující Mobile IP.
7. 7. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že dále zahrnuje vyslání zprávy výzvy agenta během Mobile IP registrace, nezaznamenání příjmu ohlašovací zprávy agenta v předem dané době po odeslání výzvy agenta, přičemž nezaznamenáním příjmu je splněna podmínka odpojení.
8. 8. Mobilní stanice pro použití v bezdrátovém komunikačním systému, kde mobilní stanice určí, zda síť podporuje Mobile IP, přičemž mobilní stanice obsahuje anténu pro příjem bezdrátového signálu, přijímač pro elektronickou komunikaci s anténou, vysílač pro elektronickou komunikaci s anténou, procesor pro provádění příkazů, paměť pro ukládání příkazů, kde příkazy implementují způsob, který zahrnuje připojení k bezdrátové síti, testování podmínky odpojení, kde podmínka odpojení je včasná indikace podpory sítě pro Mobile IP, přičemž testování zahrnuje určení, zda je bezdrátovou sítí požadována autorizace, odpojení od bezdrátové sítě, jestliže je splněna

   0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • ·

   - 35 • 0 0 · · · · ·· ···· • · ·· · ··· • · · · 0 · 0 · 0 0 0 0 • 0 0000 00·· ··· · ·· · 00 0 0 0 0 0 0 podmínka odpojení, setrvání v připojení k bezdrátové síti, jestliže podmínka odpojení není splněna.
9. 9. Mobilní stanice podle nároku 8, vyznačující se tím, že podmínka odpojení zahrnuje více podmínek odpojení.
10. 10. Mobilní stanice podle nároku 8, vyznačující se tím, že testování podmínky odpojení dále zahrnuje určení, zda je verze protokolu podporovaná bezdrátovou sítí kompatibilní s předem danou verzí protokolu podporující Mobile IP.

    s e 11. Mobilní stanice tím, že autorizace je podle CHAP. nároku 8, vy z na čují c í 12. Mobilní stanice podle nároku 8, vy z na ču j í c í s e tím, že autorizace je PAP. 13. Mobilní stanice podle nároku 8, vy z na ču j í c í s e tím, že testování podmínky odpojení dále zahrnuje

    detekci přijetí zprávy o nepotvrzení konfigurace, kterou vysílá bezdrátová síť během IPCP licitace a která obsahuje volbu IP adresy, která splňuje podmínku odpojení.
11. 14. Mobilní stanice podle nároku 8, vyznačující se tím, že instrukce dále implementují vyslání žádosti agenta během registrace Mobile IP, nepřijetí ohlašovací zprávy pro agenta během předem dané doby po odeslání žádosti agenta, přičemž nepřijetím je splněna podmínka odpojení.

    0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • ·

    - 36 15. Mobilní uzel uzpůsobený ke komunikaci v síti podporující Internet Protokol (IP), vyznačující se tím, že tento mobilní uzel obsahuje procesor pro provádění příkazů a paměť pro uložení těchto příkazů, kde příkazy testují podmínku odpojení, která se vyhodnocuje před paketovým síťovým připojením, kde podmínka odpojení identifikuje, že síť nepodporuje Mobile IP, kde podmínka odpojení zahrnuje určení požadavku na autorizaci v bezdrátové síti a kde instrukce provedou odpojení od bezdrátové sítě, jestliže je podmínka odpojení splněna.

    16. Počítačem čitelná média podle nároku 15, vyznačující se tím, že autorizace je CHAP. 17. Počítačem vyznačující se čitelná tím, že média podle nároku autorizace je PAP. 15, 18. Počítačem čitelná vyznačující se tím, že zprávy nepotvrzení konfigurace média způsob , kterou podle nároku 15, dále zahrnuje přijetí vysílá síť během IPCP

    licitace, a která obsahuje volbu IP adresy, která splňuje podmínku odpojení.
12. 19. Počítačem čitelná média podle nároku 15, vyznačující se tím, že způsob dále zahrnuje vyslání žádosti agenta během registrace Mobile IP, detekce nepřijetí ohlašovací zprávy pro agenta během předem dané doby po odeslání žádosti agenta, přičemž nepřijetím je splněna podmínka odpojení.
13. 20. Mobilní stanice pro použití v bezdrátovém komunikačním systému, kde mobilní stanice určí, zda síť

    0988621 (0988621_CZ.doc) 3.7.2005 • · · · 4 4 • 44 44 · ···

    4 444 · 4 4 · 4444

    4 4444444 44 44 4 4

    44 4 44 4 44444

    - 37 podporuje Mobile IP, přičemž tato mobilní stanice obsahuje prostředky pro připojení k bezdrátové síti, prostředky pro testování podmínky odpojení, přičemž podmínkou odpojení je včasná indikace, zda síť podporuje Mobile IP, a tyto prostředky zahrnují prostředky pro určení, zda je bezdrátovou sítí vyžadována autorizace, prostředky pro odpojení od bezdrátové sítě, jestliže je splněna podmínka odpojení a prostředky pro setrvání v připojení k bezdrátové síti, jestliže podmínka odpojení není splněna.