DE102004041018A1

DE102004041018A1 - Verfahren zur Übermittlung von Paketdaten zwischen zwei Mobilfunkendgeräten über ein Mobilfunknetz

Info

Publication number: DE102004041018A1
Application number: DE102004041018A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Junge; Karl Kastner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2004-08-24
Filing date: 2004-08-24
Publication date: 2006-03-09
Also published as: WO2006021495A1

Abstract

Verfahren zur Übermittlung von Paketdaten von einem ersten Mobilfunkgerät (12) über ein Mobilfunknetz (10), insbesondere GPRS-Netz, zu einem zweiten Mobilfunkendgerät (14), wobei die Datenpakete innerhalb des Mobilfunknetzes (10) weitergeleitet werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übermittlung von Paketdaten von einem ersten Mobilfunkendgerät über ein Mobilfunknetz, insbesondere GPRS-Netz, zu einem zweiten Mobilfunkendgerät.
Ursprünglich bestand eine wesentliche Aufgabe von Mobilfunknetzen darin, mobilen Endgeräten den Verbindungsaufbau zu Festnetz-Telefonen zu ermöglichen. Bei modernen, paketorientierten Mobilfunknetzen, wie etwa den auf dem GPRS(„General Packet Radio Service")-Standard basierenden GSM- oder UMTS-Netzen, hat sich das Spektrum möglicher Anwendungen über die Übermittlung von Sprachdaten an feste Einrichtungen hinaus stark erweitert. So sind etwa Datenverbindungen zwischen einem Mobilfunkendgerät und Daten- oder Applikationsservern im Internet möglich.
Jedoch wird auch bei der Entwicklung von Mobilfunknetz-Architekturen der dritten Generation stets von der Grundannahme ausgegangen, dass es nur zwei Grundtypen von Verbindungen gibt:

– Verbindungen, die vom Mobilfunkendgerät über das Mobilfunknetz hin zu einer festen Einrichtung aufgebaut werden, sogenannte MOCs („Mobile Originated Calls");
– Verbindungen, die von einer festen Einrichtung über das Mobilfunknetz zum Mobilfunkendgerät hin aufgebaut werden, sogenannten MTCs („Mobile Terminated Calls").

Die Funktionalität der Netzeinrichtungen bzw. -knoten in Mobilfunknetzen basiert auf diesen beiden Grundtypen, soweit es den Auf- und Abbau von Verbindungen betrifft. Beispielhaft sei hier die Dienste-Beschreibung für GPRS-Netze genannt, die das Standardisierungsgremium für Mobilfunknetze der dritten Generation, die 3GPP („3rd Generation Partnership Project") in der technischen Spezifikation TS 22.060 veröffentlicht hat. Dem in der dortigen 1 dargestellten Referenzmodell ist unmittelbar zu entnehmen, dass eine Verbindung zwischen einem mobilen Endgerät („User Equipment", UE) zu einer Gegenstelle („Terminal Equipment", TE) stets durch das gesamte Mobilfunknetz und über die sogenannte Gi-Schnittstelle verläuft, die den Übergang zwischen einem Mobilfunknetz und externen Paketdatennetzen bildet.
Eine Verbindung zwischen zwei mobilen Endgeräten (im selben Netz oder in unterschiedlichen Mobilfunknetzen) wird als MMC („Mobile-Mobile-Call") bezeichnet und als Kombination eines MOC mit einem MTC angesehen. Aus der Spezifikation T5 23.060 der 3GPP lässt sich entnehmen, wie ein MMC in einem GPRS-Netz verläuft. So kann etwa der dortigen 3 entnommen werden, dass eine Verbindung zwischen zwei Mobilfunkendgeräten grundsätzlich über ein erstes SGSN („Serving GPRS Support Node") und ein erstes GGSN („Gateway GPRS Support Node") in ein externes Paketdatennetz verläuft, wobei das GGSN als Gateway an der Gi-Schnittstelle zum Paketdatennetz dient. Dies ist der erste Verbindungsast der Gesamtverbindung, also die MOC-Teilverbindung. Über das PDN werden die Datenpakete dann an das Gateway des zweiten Mobilfunknetzes weitergeleitet, welches die Datenpakete an das im zweiten Mobilfunknetz verwendete Paketdatenformat anpasst, den zweiten Verbindungsast, also die MTC-Teilverbindung, zum zweiten SGSN und schließlich einem zweiten Mobilfunkendgerät (in der Figur nicht gezeigt) aufbaut.
MMCs haben herkömmlich nur einen geringen Anteil am gesamten Verkehrsaufkommen. In jetzigen und zukünftigen paketorientierten Netzen werden jedoch Anwendungen, bei denen Daten zwischen zwei Mobilfunkendgeräten zu übertragen sind, mehr und mehr Bedeutung erlangen.
So sollen beispielsweise im beruflichen Bereich Mitarbeiter nicht nur an ihrem Büroarbeitsplatz, sondern überall Zugriff auf ihre Daten haben und diese auch untereinander austauschen können. Das schließt nicht nur die Sprachkommunikation mit Kollegen ein, sondern auch den Austausch von Dokumenten, Emails, Terminen und dergleichen Daten mehr. Der Austausch sollte unabhängig davon erfolgen, ob sich einer oder beide der Kommunikationspartner auf Geschäftsreise, auf dem Weg von/zum Büro oder in der Freizeit befinden.
Diese Bestrebungen werden in jüngster Zeit einerseits durch das Aufkommen von Smartphones unterstützt, also Mobiltelefone, die Organizer-Funktionalitäten enthalten und das Empfangen und Verschicken von Emails erlauben. Auf der anderen Seite werden auch PDAs, die als mobile „Office-Terminals" ausgelegt sind, zu PDR-Handys weiterentwickelt, mit denen die Daten der PDA-Büroanwendungen über Mobilfunknetze versendet und ausgetauscht werden können.
Im privaten Bereich wird neben dem SMS („Short Messaging Service") auch MMS („Multimedia Messaging Service") immer wichtiger; beide Dienste sehen grundsätzlich das Versenden von Nachrichten zwischen mobilen Endgeräten vor.
Es ist also vorhersehbar, dass neben den herkömmlichen Verbindungsarten MOC und MTC in Zukunft auch der MMC einen wesentlichen Anteil am Gesamtverkehr in und durch Mobilfunknetze(n) haben wird. Dafür ist aber die Architektur der zukünftigen, paketorientierten Mobilfunknetze nicht optimal ausgelegt. Dies betrifft insbesondere die zwingende Benutzung der Gi-Schnittstelle bei MMCs.
Die in Form von Datenpaketen übermittelten Daten müssen vom Datenübertragungsformat des (ersten) Mobilfunkbetreibers („Mobile Network Provider", MNO) auf das im PDN verwendete Format angepasst werden. Nach der Übertragung durch das PDN müssen die Datenpakete wieder an die im Netz des (zweiten) MNO verwendeten Übertragungstechnologien angepasst werden. Diese notwendigen Anpassungen verlängern die Übertragungszeiten.
Außerdem sind für die Datenübertragung über externe PDNs weitere Ressourcen erforderlich, etwa die Reservierung von öffentlichen IP-Adressen für die MNOs, d.h. deren Netzeinrichtungen an den externen Schnittstellen, und/oder die mobilen Endgeräte.
Schließlich sind PDNs häufig störanfällig, z.B. wenn unterschiedliche Network- und Backbone-Betreiber die PDN administrieren und Wartung, Betrieb und Administration nicht exakt aufeinander abgestimmt sind. Um derartige Störungen zu vermeiden, ist es auch aus technischer Sicht sinnvoll, die Anzahl der Netze zu minimieren, über welche die Daten des bzw. der MNOs transportiert werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Übermittlung von Paketdaten zwischen zwei Mobilfunkendgeräten über ein Mobilfunknetz vorzuschlagen, das die oben geschilderten Nachteile des Standes der Technik vermeidet, gleichzeitig aber einfach zu implementieren ist, ohne dass eine grundlegende Neukonzeption bestehender Netzarchitekturen erforderlich ist, sowie entsprechend weitergebildete Einrichtungen des Mobilfunknetzes vorzuschlagen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Gateway eines Mobilfunknetzes mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht darin, die beiden grundlegenden Verbindungstypen MOC und MTC beizubehalten bzw. möglichst unverändert zu lassen, indem ein an der Schnittstelle zu einem externen Paketdatennetz befindliches Gateway so weiterentwickelt wird, dass die Schnittstelle selbst nicht mehr für den vollständigen Aufbau eines MMC erforderlich ist.

Üblicherweise wird der Aufbau eines MTC ausschließlich dadurch getriggert bzw. veranlasst, dass Datenpakete aus dem PDN über die Schnittstelle in das Gateway gelangen. Eine weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Idee, einen weiteren Trigger einzuführen, der zum Aufbau eines MTCs führt. Hierfür wird beim Aufbau eines MOC eine Auswertung der Zieladresse durchgeführt. Ergibt diese, dass es sich bei der Gegenstelle ebenfalls um ein mobiles Endgerät handelt, kann ein MTC, vom Gateway initiiert und von dort ausgehend, zum zweiten Mobilfunkendgerät aufgebaut werden, ohne dass Datenpakete über die Schnittstelle zum externen Paketdatennetz weitergeleitet und von dort empfangen werden müssen. Die Datenpakete werden also ausschließlich innerhalb des Mobilfunknetzes weitergeleitet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird also weiterhin, wie bei einem herkömmlichen Verbindungsaufbau für einen MMC, ein MOC vom ersten Mobilfunkendgerät zum Gateway an der Schnittstelle zum externen Paketdatennetz aufgebaut. Sämtliche Mechanismen des MOC können also weiterhin benutzt werden.

Gleiches gilt für den Aufbau des MTC-Astes zum zweiten Mobilfunkendgerät, bei dem der Aufbau des MTC vom Gateway über weitere Einrichtungen des Mobilfunknetzes in herkömmlicher Weise erfolgen kann. Da der Aufbau der zweiten Teilverbindung nicht mehr durch über die Schnittstelle vom externen Paketdatennetz eintreffende Datenpakete getriggert werden muss, entfällt die Weiterleitung der Datenpakete über die Schnittstelle.

Somit kann die Aufbauzeit eines MMC verkürzt werden, da Anpassungen an bzw. von externe(n) Paketdatenformate(n) entfallen. Entsprechend verkürzen sich auch die Übertragungszeiten der Paketdaten, was zu einer verbesserten Sprachqualität füh ren kann. Es müssen keine Ressourcen des externen PDN in Anspruch genommen werden. Dies gilt etwa für die Reservierung öffentlicher IP-Adressen. Für MMCs können somit ausschließlich Adressen aus privaten Adressbereichen durch den MNO bzw. die MNOs genutzt werden. Störungen, wie sie bei der Weiterleitung von Daten über unterschiedlich konfigurierte und/oder administrierte PDNs unvermeidlich sind, können vermieden werden.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Rufnummer, insbesondere die MSISDN, des zweiten Mobilfunkendgerätes vom ersten Mobilfunkendgerät an einen der zentralen Netzknoten des Mobilfunknetzes, insbesondere SGSN, oder das Gateway übermittelt und dort ausgewertet. Ergibt die Auswertung, dass es sich bei der Gegenstelle, zu der die Verbindung aufzubauen ist, um ein mobiles Endgerät handelt, wird der entsprechende Verbindungsast gemäß dem Verfahren der Erfindung aufgebaut.

Ein erfindungsgemäß ausgebildetes Gateway, beispielsweise ein GGSN in einem GPRS-Netz, ist bevorzugt auch zum Aufbau eines MTC in herkömmlicher Weise ausgebildet, bei dem der Verbindungsaufbau durch Datenpakete getriggert wird, die aus einem externen PDN über die Gi-Schnittstelle eintreffen. Dieses Verfahren ist auch weiterhin für alle MTCs erforderlich, die von einer festen Endeinrichtung aus aufgebaut werden.

In GPRS-Netzen ist vor der Übertragung von Daten ein PDP-Kontext in den am Verbindungsaufbau beteiligten Netzknoten zu aktivieren. Dies betrifft das mobile Endgerät, den SGSN und den GGSN. Die Aktivierung des Kontextes für die zweite Teilverbindung zum zweiten mobilen Endgerät im GGSN bzw. Gateway wird dann vorteilhaft durch die Aktivierung des Kontextes für die erste Teilverbindung im Gateway initiiert bzw. getriggert.

Zusätzlich oder alternativ zu einer Auswertung der Rufnummer des zweiten Endgerätes im GGSN kann diese auch im SGSN der ersten Teilverbindung ausgewertet werden. Das SGSN ermittelt dann aus einer Mehrzahl von GGSNs des Mobilfunknetzes dasjenige Gateway (als Endpunkt der ersten Teilverbindung), welches zur Weiterleitung der Paketdaten und zum Aufbau der zweiten Teilverbindung innerhalb des Mobilfunknetzes in erfindungsgemäßer Weise ausgebildet ist.

Weitere Aspekte, Vorteile und zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren, von denen zeigt:
1 in Form einer Prinzipskizze die erfindungsgemäß möglichen Verbindungswege zwischen Endeinrichtungen über ein Mobilfunknetz,
2 in Form einer schematisierten Blockansicht einen erfindungsgemäßen Verbindungsweg zwischen zwei Mobilfunkendgeräten über Einrichtungen eines Mobilfunknetzes,
3 in Form eines funktionalen Blockschaltbildes die erfindungswesentlichen Komponenten des GGSNs aus 2.
In 1 sind die möglichen Ende-zu-Ende-Datenverbindungen über ein GPRS-Netz 10 zwischen mobilen Endgeräten 12, 14 sowie einem weiteren Festnetz-Endgerät 16 dargestellt, welches über ein externes Paketdatennetzwerk 18 angebunden ist.
Die Anbindung der mobilen Endgeräte 12, 14 über die Referenzpunkte bzw. Schnittstelle Um bzw. Uu an das Netz 10 ist etwa in der TS 22.060 und der dortigen 1 erläutert. Bei dem GPRS-Datennetzwerk 10 handelt es sich um zwei von unterschiedlichen Betreibern bzw. MNOs betriebene Netze, wie weiter unten genauer beschrieben wird. Der Begriff „Mobilfunknetz" wird in dieser Beschreibung primär im technischen Sinn verwendet, kann also ein Netz oder eine Mehrzahl von Netzen unterschiedlicher Betreiber umfassen, sofern nicht ausdrücklich anders vermerkt.
Der in der 1 gestrichelt eingezeichnete Verbindungsweg 20 zwischen den beiden über die Luftschnittstelle Um/Uu angebundenen Endeinrichtungen 12, 14 verläuft erfindungsgemäß ausschließlich durch das GPRS-Netz 10, wobei netzinterne Gn/Gp-Schnittstellen nicht eingezeichnet sind.
Eine Verbindung von einem der beiden mobilen Endgeräte 12, 14 zum festen Endgerät 16 verläuft über die Gi-Schnittstelle und das PDN 18, wie mit der durchgezogenen Linie 21 angedeutet. Aus Gründen der Klarheit ist nur ein Teil der Verbindung eingezeichnet. Mit einem herkömmlichen Mobilfunknetz müsste auch eine der Verbindung 20 entsprechende Verbindung zwischen zwei mobilen Endgeräten zwingend über die Gi-Schnittstelle verlaufen.
Ein Vergleich mit der 1 der TS 22.060 verdeutlicht die erfindungsgemäße Weiterentwicklung. Nach dem Referenzmodell sind Verbindungen zwischen Endeinrichtungen ausschließlich über die Gi-Schnittstelle vorgesehen. Anders ausgedrückt kommen Verbindungen zwischen zwei jeweils über die Luftschnittstelle Um/Uu angebundenen Geräten im Referenzmodell gar nicht vor.
In 2 ist der Verbindungsweg 20 zwischen den Endgeräten 12 und 14 durch das GPRS-Netzwerk 10 aus der 1 detaillierter gezeigt. Zur Klarheit der Darstellung wird hierbei nicht zwischen Signalisierung und Nutzdatentransport unterschieden. Dies gilt auch für die Darstellung der Erfindung in diesem Dokument insgesamt. Der Begriff „Datenpakete" umfasst somit einerseits Pakete mit Signalisierungsdaten, andererseits Pakete mit Nutzdaten.
Die erste Teilverbindung (der MOC-Anteil) des Verbindungsweges 20 verläuft vom Endgerät 12 über ein erstes SGSN 22 zu einem Gateway bzw. GGSN 24. Da SGSN 22 und GGSN 24 zum Mobilfunknetz eines Betreibers gehören, verläuft die Verbindung 20 über die Gn-Schnittstelle zwischen den beiden Netzeinrichtungen. Im GGSN 24 werden die vom Endgerät 12 gesendeten, über das SGSN 22 weitergeleiteten Datenpakete nicht über die Gi-Schnittstelle zum externen Netzwerk 18 weitergeleitet, sondern innerhalb des Mobilfunknetzes 10 zu einem zweiten SGSN 26 geleitet. Das SGSN 26 ist Teil eines Mobilfunknetzes eines weiteren Betreibers (aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Netzgrenzen der Betreiber-Teilnetze nicht eingezeichnet), so dass die Daten über die Gp-Schnittstelle vom Gateway 24 an das zweite SGSN 26 weitergeleitet werden. Vom SGSN 26 werden die Paketdaten an das mobile Endgerät 14 weitergeleitet.
Die Übermittlung der Zieladresse des zweiten Endgerätes 14 vom Endgerät 12 zum SGSN 22 und/oder GGSN 24 kann auf verschiedene Weise erfolgen. In dem hier geschilderten Beispiel wird angenommen, dass die Ziel-Teilnehmeradresse MSISDN (die Rufnummer des Endgerätes 14) während der Aktivierung des PDP-Kontextes für die erste Teilverbindung vom Endgerät 12 zum GGSN 24 übertragen wird. In den entsprechenden, an sich bekannten Nachrichten "Activate PDP context request" bzw. "Create PDP context request" kommen hierfür etwa die Informationselemente ("Information Elements", IEs) "Access Point Name" (APN), "Protokoll Configuration Options" (PCO) oder die Verwendung der im Standard vorgesehenen "Private Extension" in Frage.
Detailinformationen zu den genannten IEs sind in der 3GPP TS 29.060 im einzelnen aufgeführt, vgl. etwa die dortige Tabelle 5 mit weiteren Verweisen. Alternativ ist natürlich auch die Neudefinition eines IEs zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens denkbar. Dieses müsste wenigstens auf den Schnittstellen Gb, Iu, Gn und Gp sowie im SGSN unterstützt werden.
Zur Übertragung der Zieladresse des zweiten Endgerätes 14 im IE APN(NI) sind die im SGSN 22 installierten Regeln zur Auswahl eines APNs erweitert (vgl. TS 23.060, z.B. den dortigen Anhang A). Die DNS-Server (in 2 nicht gezeigt) des Mobilfunknetzes sind erfindungsgemäß in Bezug auf die Konfiguration eines oder mehrerer GGSNs weitergebildet, in denen der erfindungsgemäße Dienst implementiert ist.
Alternativ oder zusätzlich kann die Zielrufnummer auch über das IE PCO übertragen werden. Hierzu wäre im Standard TS 24.008 das Konfigurationsprotokoll und/oder der Protokoll-Identifier gemäß IETF RFC 1700 zu erweitern. Entsprechend müsste in einem dem GGSN 24 zugeordneten Radius-Server (in 2 nicht gezeigt) eine Erkennung des neuen Dienstes implementiert werden.
Wird die Ziel-Teilnehmeradresse alternativ oder zusätzlich im Nachrichtenfeld "Private Extension" übertragen, so sind keine Änderungen im Standard notwendig.
Das HLR 27 des Mobilfunknetzes wird je nach verwendetem IE in das erfindungsgemäße Verfahren mit einbezogen, wie unten genauer erläutert wird.
In 3 sind die erfindungswesentlichen Komponenten des GGSNs 24 aus 2 in Form eines funktionalen Blockschaltbildes dargestellt. Die vom ersten Endgerät 12 und SGSN 22 eintreffenden Datenpakete (vgl. 1, 2) gelangen an eine Empfangseinrichtung 28, die zur Entgegennahme von Datenpaketen vom SGSN über die Gn-Schnittstelle ausgebildet ist. Die Daten können Signalisierungs- oder Nutzdaten sein, wie weiter oben bei der Erläuterung der 2 bereits angemerkt wurde.
Der GGSN 24 verfügt ferner über eine Sendeeinrichtung 30 zur Weiterleitung der Datenpakete über die Gp-Schnittstelle an das zweite SGSN 26. Weiterhin verfügt das Gateway 24 über eine Sende- und eine Empfangseinrichtung 32, 33 zur Übermitt lung von Datenpaketen zwischen dem Mobilfunknetz des Betreibers, zu dem der GGSN 24 gehört, und dem externen Netzwerk.
Die über die Einrichtung 28 empfangenen Datenpakete werden an ein MOC-Modul 34 weitergeleitet. Dieses ist in Software implementiert (es handelt sich um eine Instanz aus einer Klasse zur Bearbeitung von MOC-Verbindungen) und im Rahmen der Aktivierung des PDP-Kontextes für den Verbindungsast zwischen dem Endgerät 12 und dem GGSN 24 instanziiert worden.
Das MOC-Modul 34 ist gemäß dem Stand der Technik dazu ausgebildet, um die empfangenen Datenpakete (unabhängig davon, wo sich die Gegenstelle befindet, zu der eine Verbindung aufzubauen ist) über die Gi-Schnittstelle, d.h. die Sendeeinrichtung 32, an das externe Netz weiterzuleiten. Diese Verbindung ist als gestrichelte Linie angedeutet.
Um das SGSN 26 über das GGSN 24 zu erreichen, müssten die Datenpakete nach dem Stand der Technik dem GGSN 24 wieder zurückgeleitet werden. Die eintreffenden Datenpakte müssten einem MTC-Modul 36 zugeleitet werden. Hierbei handelt es sich um eine Instanz, welche ausgebildet ist, um in herkömmlicher Weise in Reaktion auf durch die Empfangseinrichtung 33 vom externen Paketdatennetz eingehende Datenpakete eine MTC-Verbindung aufzubauen (ebenfalls durch den gestrichelten Pfeil angedeutet).
Erfindungsgemäß kann das MTC-Modul 36 nunmehr noch durch einen weiteren Trigger 38 zum Aufbau einer MTC-Verbindung veranlasst werden. Bei dem hier geschilderten Beispiel wird der Trigger 38 durch ein MMC-Modul 40 erzeugt, das eine Untereinheit des MOC-Moduls 34 ist. Das MMC-Modul 40 wertet das Informationselement „APN" von eingehenden Create-PDP-Kontext-Request-Nachrichten aus. Ist dieses IE mit einer Ziel-Teilnehmeradresse (MSISDN) belegt, die ein mobiles Endgerät angibt, so veranlasst das MMC-Modul 40 die Einrichtung einer GGSN-internen Datenpaket-Weiterleitungsverbindung 42 vom MOC-Modul 34 zum MTC-Modul 36.
Gleichzeitig erstellt das MMC-Modul 40 eine Routinginformations-Abfragenachricht an das HLR 27. Hierbei handelt es sich konkret um die in der 3GPP TS 29.002 definierte Nachricht MAP_SEND_ROUTING_INFO_FOR_GPRS_SERVICE. In diese wird erfindungsgemäß ein Informationselement "MSISDN" eingefügt, um die bei der Kontext-Aktivierung mitgelieferte Zielrufnummer an das HLR zu übertragen. In seiner Antwort sendet das HLR 27 Routinginformationen zurück, die im Falle des hier beispielhaft beschriebenen Aufbaus der Verbindung 20 auf das SGSN 26 verweisen (vgl. 2).
Das MMC-Modul 40 gibt diese Informationen mittels des Triggers 38 an das MTC-Modul 36 weiter. Dadurch wird das MTC-Modul veranlasst, einen MTC in ansonsten bekannter Weise in Richtung auf das zweite SGSN 26 über die Sendeeinheit 30 (Gp-Schnittstelle) aufzubauen. Hierzu wird entlang des MTC-Verbindungsastes der dem zweiten Endgerät 14 zugeordnete PDP-Kontext aktiviert.
Die Funktion des MMC-Moduls 40 besteht also letztlich darin, im GGSN 24 eine Verkoppelung zwischen den PDP-Kontexten des MOC-Verbindungsastes und des MTC-Verbindungsastes der Verbindung 20 herzustellen, ohne dass hierzu das Gi-Interface erforderlich ist. Das GGSN 24 verfügt über eine Speichereinheit 44, um die PDP-Kontexte für das erste und das zweite Mobilfunkendgerät 12, 14 zu speichern. Das MMC-Modul 40 ist hierbei zur verkoppelten Aktivierung der beiden gespeicherten Kontexte in der oben geschilderten Weise ausgebildet.
In entsprechender Weise wie die gemeinsame Aktivierung der beiden PDP-Kontexte erfolgt auch die verkoppelte Deaktivierung und ggf. Modifikation der PDP-Kontexte.
Hier wurde ein erfindungsgemäßes MMC- bzw. Auswertungsmodul als Teil eines GGSNs gezeigt. Die Funktionalitäten zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens müssen jedoch nicht zwingend im GGSN, sondern können auch im SGSN angesiedelt sein. Der Begriff „Gateway", wie er in diesem Dokument in Bezug auf die Erfindung gebraucht wird, auch zentrale Netzknoten des Kernnetzes eines Mobilfunknetzes bezeichnen können, wie insbesondere einen SGSN.
Ein entsprechendes MMC-Modul zum Auswerten von Kontextparametern kann somit alternativ oder zusätzlich (auch) in einem SGSN vorliegen. Als Ergebnis der Auswertung der Zielrufnummer wird dann beispielsweise aus einer Mehrzahl von Gateways des Mobilfunknetzes des Betreibers im SGSN ein Gateway als Endpunkt der ersten Teilverbindung ausgewählt, welches zur erfindungsgemäßen Weiterleitung von Paketdaten und zum Aufbau der zweiten Teilverbindung über die Gp-Schnittstelle in Richtung zum zweiten Endgerät ausgebildet ist, ohne eine Gi-Schnittstelle zu verwenden.
Bei Verwendung des GTP-MAP-Protokoll-konvertierenden GSN ist in der TS 29.060 noch das Informationselement "MSISDN" für die Nachricht "Sent Routing Information for GPRS Requests" zu definieren.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können neben Point-to-Point-Verbindungen auch Point-to-Multipoint-Datenverbindungen zu einer Mehrzahl von mobilen Ziel-Endgeräten hergestellt werden ("Multicast-Verbindungen").
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können durch ein mobiles Endgerät auch Push-Dienste ohne Verwendung eines externen PDNs initiiert werden. Solche Push-Dienste sind beispielsweise in der 3GPP TS 22.174 definiert. Die dort und in verwandten Dokumenten spezifizierten Funktionalitäten zur Verwirklichung von Push-Diensten können unabhängig von diesen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden. Das oder die mobilen Ziel-Endgerät/e können sich in unterschiedlichen Mobilfunknetzen (bezogen auf die Netzbetreiber) wie das initiierende Endgerät befinden.
Die hier dargestellten Anwendungsbeispiele stellen nur einige zweckmäßige Ausführungsformen der Erfindung dar. Darüber hinaus sind im Geltungsbereich der Erfindung, der ausschließlich durch die nachfolgenden Ansprüche angegeben wird, durch fachmännisches Handeln noch viele weitere Ausführungsformen denkbar.

10: GPRS-Netz
12: erstes Mobilfunkendgerät
14: zweites Mobilfunkendgerät
16: Festnetz-Endgerät
18: externes Paketdatennetzwerk
20: erfindungsgemäße Verbindung durch das Mobilfunknetzwerk
: 10 ohne Verwendung der Gi-Schnittstelle
21: herkömmliche Verbindung durch das Mobilfunknetzwerk 10
: mit Verwendung der Gi-Schnittstelle
22: erstes SGSN
24: GGSN
26: zweites SGSN
27: HLR
28: Empfangseinrichtung für Gn-Schnittstelle
30: Sendeeinrichtung für Gp-Schnittstelle
32: Sendeeinrichtung für Gi-Schnittstelle
33: Empfangseinrichtung für Gi-Schnittstelle
34: MOC-Modul
36: MTC-Modul
38: Triggersignal
40: MMC-Modul
42: interne Datenverbindung zwischen MOC- und MTC-Modul
44: Speichereinheit für PDP-Kontexte

Claims

Verfahren zur Übermittlung von Paketdaten von einem ersten Mobilfunkendgerät (12) über ein Mobilfunknetz (10), insbesondere GPRS-Netz, zu einem zweiten Mobilfunkendgerät (14), bei dem eine erste, endgerät-initiierte Teilverbindung zur Übermittlung von Datenpaketen von dem ersten Mobilfunkendgerät (12) zu einem Gateway (24) im Mobilfunknetz (10), insbesondere einem GGSN, aufgebaut wird, wobei das Gateway (24) dafür vorgesehen ist, von Mobilfunkendgeräten (12, 14) ausgesendete und über das Mobilfunknetz (10) übermittelte Datenpakete über eine Anpassungsschnittstelle, insbesondere Gi-Schnittstelle, unter Anpassung an das Paketdatenformat eines externen Paketdatennetzes (18) an das externe Paketdatennetz weiterzuleiten, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Gateway (24) initiiert, in Reaktion auf den Aufbau der ersten Teilverbindung eine zweite Teilverbindung vom Gateway (24) zum zweiten Mobilfunkendgerät (14) aufgebaut wird, über die die Datenpakete innerhalb des Mobilfunknetzes (10) weitergeleitet werden,
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbau der ersten Teilverbindung eine das zweite Mobilfunkendgerät (14) betreffende Adressinformation zum Gateway (24) gesendet wird, die im Gateway (24) ausgewertet wird, wobei die zweite Teilverbindung in Reaktion auf die Auswertung der Adressinformation initiiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Adressinformation eine Rufnummer, insbesondere MSISDN, des zweiten Mobilfunkendgerätes (14) betrifft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem ersten Gateway, von dem aus die zweite Teilverbindung aufgebaut wird, ein zweites Gateway im Mobilfunknetz dafür vorgesehen ist, Datenpakete aus dem externen Paketdatennetz (18) über die Anpassungsschnittstelle zu empfangen, in Reaktion auf den Empfang gateway-initiierte Teilverbindungen zu Mobilfunkendgeräten aufzubauen, die empfangenen Datenpakete an netzinterne Paketdatenprotokolle anzupassen und über die gateway-initiierten Teilverbindungen jeweils an die Mobilfunkendgeräte weiterzuleiten.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Gateway identisch sind (24).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Teilverbindung über einen ersten, dem ersten Mobilfunkendgerät (12) zugeordneten, zentralen Netzknoten (22) des Mobilfunknetzes (10), insbesondere einem SGSN, und die zweite Teilverbindung über einen zweiten, dem zweiten Mobilfunkendgerät (14) zugeordneten, zentralen Netzknoten (26) verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kontext, insbesondere PDP-Kontext, der sich auf ein bestimmtes Mobilfunkendgerät (12, 14) bezieht und den Verlauf einer Teilverbindung zwischen diesem Mobilfunkendgerät (12, 14), über einen bestimmten, dem Mobilfunkendgerät (12, 14) zugeordneten zentralen Netzknoten (22, 26) und einem bestimmten Gateway (24) mit Anpassungsschnittstelle angibt, zu aktivieren ist, bevor Datenpakete über die durch den Kontext spezifizierte Teilverbindung übertragen werden können, und die Aktivierung des Kontextes für die zweite Teilverbindung im Gateway (24) durch die Aktivierung des Kontextes im Gateway (24) für die erste Teilverbindung initiiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der Kontextaktivierung für die erste Teilverbindung im ersten zentralen Netzknoten (22) Kontextparameter ausgewertet werden, um aus einer Mehrzahl von Gateways des Mobilfunknetzes ein Gateway (24) als Endpunkt der ersten Teilverbindung auszuwählen, welches zur Weiterleitung der Paketdaten und zum Aufbau der zweiten Teilverbindung innerhalb des Mobilfunknetzes (10) ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem DNS-Server des Mobilfunknetzes diejenigen Gateways (24) konfiguriert sind, die zur Weiterleitung von Paketdaten und zum Aufbau der zweiten Teilverbindung innerhalb des Mobilfunknetzes (10) ausgebildet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Aufbau der zweiten Teilverbindung Routing-Informationen, die das zweite Mobilfunkendgerät (14) betreffen, durch das Gateway (24) von einer Heimatdatenbasis (27), insbesondere HLR, des Mobilfunknetzes (10) abgefragt werden, wobei in der Anfrage die Rufnummer des zweiten Mobilfunkendgerätes (14) enthalten ist, und die Rufnummer im HLR (27) ausgewertet wird und in Reaktion auf die Auswertung Routing-Informationen an das Gateway (24) zurückgegeben werden, die eine Kontextspezifizierung und -aktivierung für die zweite Teilverbindung erlauben.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mobilfunknetz (10) aus zwei getrennt administrierten Teilnetzen besteht, wobei die erste Teilverbindung im wesentlichen über das erste, die zweite Teilverbindung im wesentlichen über das zweite Teilnetz verläuft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl zweiter Teilverbindungen vom Gateway (24) ausgehend aufgebaut werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Adressierung der Mobilfunkendgeräte (12, 14), zentralen Netzknoten (22, 26) und/oder des Gateways (24) private Netzwerkadressen, insbesondere private IP-Adressen, verwendet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mechanismen eines Push-Dienstes, insbesondere gemäß 3GPP TS 22.174, zur Übermittlung der Paketdaten zwischen erstem und zweitem Mobilfunkendgerät (12, 14) verwendet werden.
Gateway (24) eines Mobilfunknetzes (10), insbesondere GPRS-Netzes, zur Durchführung eines Verfahrens zur Übermittlung von Paketdaten zwischen einem ersten und einem zweiten Mobilfunkendgerät (12, 14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem MOC-Modul (34) zum Weiterleiten von Datenpaketen eines Mobilfunkendgerätes (12) über eine Anpassungsschnittstelle, insbesondere Gi-Schnittstelle, an ein externes Paketdatennetz (18), wobei die Datenpakete an das Paketdatenformat des externen Paketdatennetzes (18) angepasst werden, und gekennzeichnet durch ein MMC-Modul (40), das dazu ausgebildet ist, in Reaktion auf den Aufbau einer ersten, endgerät-initiierten Teilverbindung zur Übermittlung von Datenpaketen von dem ersten Mobilfunkendgerät (12) zum Gateway (24) eine zweite Teilverbindung, ausgehend vom Gateway (24), zum zweiten Mobilfunkendgerät (14) aufzubauen, über die Datenpakete innerhalb des Mobilfunknetzes (10) weitergeleitet werden.
Gateway nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch ein MTC-Modul (36), um Datenpakete aus dem externen Paketdatennetz (18) über die Anpassungsschnittstelle zu empfangen, in Reaktion auf den Empfang eine Teilverbindung zu einem Mobilfunkendgerät aufzubauen, die empfangenen Datenpakete an netzinterne Paketdatenprotokolle anzupassen und über die Teilverbindung an das Mobilfunkendgerät weiterzuleiten.
Gateway nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das MMC-Modul (40) ausgebildet ist, um Adressinformationen, insbesondere Rufnummerinformationen, auszuwerten, die das zweite Mobilfunkendgerät (14) betreffen, und um in Reaktion auf die Auswertung das MTC-Modul (36) zum Aufbau der zweiten Teilverbindung zu veranlassen.
Gateway nach einem der Ansprüche 15 bis 17, gekennzeichnet durch eine Speichereinheit, um einen Kontext, der sich auf das erste Mobilfunkendgerät (12) bezieht, und einen Kontext, der sich auf das zweite Mobilfunkendgerät (14) bezieht, zu speichern, wobei das MMC-Modul (40) zur verkoppelten Aktivierung, Deaktivierung und Modifizierung der beiden gespeicherten Kontexte ausgebildet ist.
Anordnung mit einem Gateway (24) nach einem der Ansprüche 15 bis 18 und einem zentralen Netzknoten (22) des Mobilfunknetzes, um für diesem Netzknoten zugeordnete Mobilfunkendgeräte (12) Dienste des Mobilfunknetzes zu erbringen, gekennzeichnet durch ein Auswertungsmodul im zentralen Netzknoten zum Auswerten von Kontextparametern, um aus einer Mehrzahl von Gateways des Mobilfunknetzes dasjenige Gateway (24) als Endpunkt der ersten Teilverbindung auszuwählen, welches zur Weiterleitung von Paketdaten und zum Aufbau der zweiten Teilverbindung innerhalb des Mobilfunknetzes ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch einen DNS-Server, in dem diejenigen Gateways (24) des Mobilfunknetzes (10) konfiguriert sind, die zur Weiterleitung von Paketdaten und zum Aufbau der zweiten Teilverbindung innerhalb des Mobilfunknetzes (10) ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das MMC-Modul (40) zum Erstellen und Senden einer Routinginformations-Anfragenachricht an eine Heimatdatenbasis (27) des Mobilfunknetzes ausgebildet ist, wobei die Rufnummer des zweiten Mobilfunkendgerätes (14) in die Routinginformations-Anfragenachricht eingefügt wird, und dass die Heimatdatenbasis (27) zur Auswertung der gesendeten Rufnummer und zum Erstellen und Senden einer Routinginformations-Antwortnachricht in Reaktion auf die Auswertung ausgebildet ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 20 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das MMC-Modul (40) im Gateway (24) zur Erstellung und Sendung einer Abrechnungsnachricht an einen dem Gateway (24) zugeordneten Abrechnungsserver und der Abrechnungsserver zur Auswertung der Abrechnungsnachricht gemäß einem vorgegebenen Abrechnungsalgorithmus ausgebildet ist.