DE102006027205A1

DE102006027205A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Vermitteln von Datenpaketen zwischen mobilen Nutzerterminals und einem Mobilfunknetz

Info

Publication number: DE102006027205A1
Application number: DE102006027205A
Authority: DE
Inventors: Günther Dr. Horn; Wolf-Dietrich Moeller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-06-12
Filing date: 2006-06-12
Publication date: 2007-06-06
Also published as: WO2007144214A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermitteln von Datenpaketen zwischen mobilen Nutzerterminals 1a,...,1n und einem Mobilfunknetz 2, mit den folgenden Schritten. Mindestens zwei erste Kommunikationskanäle 3a,...,3n werden zwischen mindestens zwei Nutzerterminals 1a,...,1n und einem Zugangsknoten 4 des Mobilfunknetzes 2 aufgebaut. Mindestens ein zweiter Kommunikationskanal 5a, 5b wird zwischen dem Zugangsknoten 4 und einem Netzknoten 6 des Mobilfunknetzes 2 aufgebaut. Mindestens zwei der ersten Kommunikationskanäle 3a,...,3n werden zu mindestens einer Kommunikationskanal-Gruppe gebündelt, der jeweils ein zweiter Kommunikationskanal 5a, 5b zugeordnet wird. Datenpakete werden zwischen den ersten Kommunikationskanälen 3a,...,3n einer der Kommunikationskanal-Gruppen und dem der jeweiligen Kommunikationskanal-Gruppe zugeordneten zweiten Kommunikationskanal 5a, 5b mittels des Zugangsknotens 4 vermittelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vermitteln von Datenpaketen zwischen Nutzerterminals und einem Mobilfunknetz.
Ein Automat, wie zum Beispiel ein Stromzähler, muss regelmäßig ausgelesen werden. Andere Automaten, wie zum Beispiel Getränkespender, müssen durch Personal gewartet werden, wenn der Getränkevorrat zur Neige geht oder ein Defekt auftritt. Daher ist es wünschenswert, wenn die Automaten von sich aus entsprechende Informationen an einen Anwendungsserver eines Dienstleisters übermitteln. In umgekehrter Richtung kann eine Abfrage des Status eines Automaten durch einen Anwendungsserver einer Wartungsstelle oder einer Überwachungsstelle von Interesse sein, z.B. bei medizinischen Geräten oder Alarmanlagen.
Der Anschluss der Automaten an ein Kommunikationsnetz soll nur einen geringen Aufwand erfordern. Hierfür kann den Automaten ein drahtloser Zugang mittels bestehender Mobilfunknetze zu den entsprechenden Anwendungsservern bereitgestellt werden.

Eine solche drahtlose Zugangstechnologie wird unter Anderem durch den General Packet Radio Service (GPRS) für Mobiltelefone nach dem GSM-Standard (Global System for Mobile Communications) bereitgestellt. Andere drahtlose Zugangstechnologien bedienen sich des UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) und des 3rd Generation Partnership Project (3GPP)-Standards.

In 1 ist eine Kommunikation von zwei mobilen Nutzerterminals (UE) 40, 41 mit einem paketbasierten Netz 44 (PDN) dargestellt. Ein Netzbetreiber weist jedem der mobilen Nutzerterminals 40, 41 eine eindeutige Kennung zu, z.B. die IMSI (International Mobile Subscriber Identity) oder eine Telefonnummer (MSISDN). Bei einem Aufbau einer Verbindung des mobilen Nutzerterminals 40, 41 mit einem Zugangsnetz wird jedem mobilen Nutzerterminal 40, 41 eine individuelle und eindeutige IP-Adresse zugewiesen. Datenpakete werden dann zwischen dem Zugangsnetz (NK_B) 43 und dem paketbasierten Netz 44 unter Verwendung dieser IP-Adresse übermittelt. Bei der Verwendung von IP-Adressen nach dem IPv6 Standard wird jedem Nutzerterminal 40, 41 anstelle einer gesamten IP-Adresse ein Präfix der IPv6-Adresse zugewiesen.

Die Datenpakete von und zu einem der mobilen Nutzerterminals 40, 41 werden mittels eines durchgehenden Datenpaketkontextes K1, K1' bzw. K2 K2' übertragen. Der Netzknoten 43 (NK_B) dient der Übertragung der Datenpakete in das paketbasierte Netz 44. Für die bidirektional Kommunikation zwischen den Nutzerterminals 40, 41 und dem paketbasierten Netz 44, ist jedem mobilen Nutzerterminal 40, 41 eine eindeutige IP-Adresse zugewiesen.

Aufgrund der großen Anzahl von Stromzählern oder ähnlichen Automaten müssen eine große Anzahl an IP-Adressen freigehalten werden. Jedoch ergibt sich hier aufgrund der begrenzten Anzahl der IP-Adressen ein Engpass. Beim Routen jedes Datenpakets muss dessen Zustelladresse mit der großen Anzahl von IP-Adressen verglichen werden, die einem Netzknoten zugewiesen sind. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Last für den Router.

Zudem muss der Netzknoten für jedes Nutzerterminal einen Datenpaketkontext verwalten.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, die die Kommunikation zwischen einem Nutzerterminal und einem Mobilfunknetz vereinfachen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Vermitteln von Datenpaketen zwischen mobilen Nutzerterminals und einem Mobilfunknetz sieht folgenden Schritten vor:
Aufbauen von mindestens zwei ersten Kommunikationskanälen zwischen mindestens zwei Nutzerterminals und einem Zugangsknoten des Mobilfunknetzes;
Aufbauen von mindestens einem zweiten Kommunikationskanal zwischen dem Zugangsknoten und einem Netzknoten des Mobilfunknetzes;
Bündeln von mindestens zwei der ersten Kommunikationskanäle zu mindestens einer Kommunikationskanal-Gruppe, der jeweils ein zweiter Kommunikationskanal zugeordnet wird; und
Vermitteln von Datenpaketen zwischen den ersten Kommunikationskanälen einer der Kommunikationskanal-Gruppen und dem der jeweiligen Kommunikationskanal-Gruppe zugeordneten zweiten Kommunikationskanal mittels des Zugangsknotens.

Dem Verfahren liegt die Idee zugrunde, die Anzahl der benötigten IP-Adressen durch eine Bündelung der ersten Kommunikationskanäle zu erreichen. Hierdurch sinkt auch vorteilhafterweise der Aufwand zur Vermittlung von Datenpaketen in den Routern an den Netzknoten. Hierbei wird die eins-zu-eins Verknüpfung zwischen den ersten Kommunikationskanälen und den zweiten Kommunikationskanälen aufgebrochen. Mehrere erste Kommunikationskanäle können mit einem zweiten Kommunikationskanal verknüpft sein, ohne dass eine Änderung an dem Zwischenknoten notwendig ist oder dies dem Netzknoten mitgeteilt werden müsste. Die wesentlichen Änderungen können daher auf den Zugangsknoten beschränkt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vermitteln von Datenpaketen zwischen mobilen Nutzerterminals und einem Mobilfunknetz beinhaltet:
eine erste Schnittstelle zum Aufbauen von mindestens einem ersten Kommunikationskanal zu mindestens zwei Nutzerterminals;
eine zweite Schnittstelle zum Aufbauen von mindestens einem zweiten Kommunikationskanal zu einem Netzknoten des Mobilfunknetzes;
eine Bündelungseinrichtung zum Bündeln von mindestens zwei der ersten Kommunikationskanäle zu mindestens einer Kommunikationskanal-Gruppe, der jeweils ein zweiter Kommunikationskanal zugeordnet wird; und
eine Routereinrichtung zum Vermitteln von Datenpaketen zwischen den ersten Kommunikationskanälen einer der Kommunikationskanal-Gruppen und dem der jeweiligen Kommunikationskanal-Gruppe zugeordneten zweiten Kommunikationskanal.

Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe Kommunikationskanal synonym zu Übertragungstunnel verwendet. Der erste Kommunikationskanal kann auch als Nutzertunnel und der zweite Kommunikationskanal als Netztunnel bezeichnet werden.

In den Unteransprüchen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Ergänzungen angegeben.

Bei einer Ausgestaltung wird der erste Kommunikationskanal über eine drahtlose Verbindungsstrecke aufgebaut. Die drahtlose Verbindungsstrecke kann nach dem GSM oder dem UMTS Standard realisiert sein. Dem ersten Kommunikationskanal kann eine Übertragungsfrequenz zugeordnet sein.

In einer anderen Ausführungsform ist dem Zugangsknoten mindestens eine Basisstation zugeordnet und die mindestens eine Basisstation baut einen drahtlosen ersten Kommunikationskanal mit den mindestens zwei mobilen Nutzerterminals auf.

Gemäß einer Weiterbildung baut der Netzknoten des Mobilfunknetzes einen IP-basierten Kommunikationskanal zu einem paketbasierten Netz auf. Der IP-basierte Kommunikationskanal kann eine IPv4 und/oder eine IPv6 Unterstützung bereitstellen.

Eine Weiterbildung sieht vor, dass das mobile Nutzerterminal ein Automat ist, der über einen drahtlosen ersten Kommunikationskanal mit dem Zugangsknoten kommuniziert.

In einer Ausgestaltung ist für Wartungs- und/oder Serviceanfragen des Automaten ein dem Automaten zugeordneter Internetbasierter Anwendungsserver bereitgestellt, den der Automat über den Zugangsknoten des Mobilfunknetzes kontaktiert. Der erste Kommunikationskanal kann drahtlos aufgebaut werden. Hierdurch wird vorteilhafterweise eine flexible Aufstellung des Automaten erreicht. Ein Automat soll im Rahmen dieser Beschreibung eine Einrichtung sein, die über ein integriertes mobiles Nutzerterminal verfügt. Im Gegensatz zu einem Mobiltelefon oder dergleichen wird der Automat stationär aufgestellt. Die Verwendung des mobilen Nutzerterminals erfolgt vorwiegend aus Gründen der einfachen Einrichtung einer Kommunikationsverbindung. Jeder Automat kann individuell mit dem Anwendungsserver Daten austauschen. Der Verwaltungsaufwand für die Kommunikation wird durch das Bündeln des zweiten Kommunikationskanals gering gehalten. Zudem kann eine Gruppe von Automaten, die sich im Versorgungsbereich eines Zugriffsknoten befinden, mittels einer einzigen IP-Adresse und/oder einer einzigen Telefonnummer mit dem paketbasierten Netzes kommunizieren.

In einer Ausgestaltung wird jedem zweiten Kommunikationskanal eine IPv4-Adresse oder ein Präfix einer IPv6-Adresse zugeordnet, um eine bidirektionale paketbasierte Kommunikation mit einem paketbasierten Netz einzurichten.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird jedem mobilen Nutzerterminal eine Gruppen-Teilnehmerkennung zugeordnet, die für wenigstens zwei mobile Nutzerterminals identisch ist, und wobei die jeweiligen ersten Kommunikationskanäle zu einer Kommunikationskanal-Gruppe gebündelt werden, deren zugeordnete mobile Nutzerterminals eine identische Gruppen-Teilnehmerkennung aufweisen.

Bei einer Ausgestaltung baut der Zugangsknoten des Mobilfunknetzes bei einer Anfrage eines der mobilen Nutzerterminals für einen Aufbau eines Kommunikationskanals mit dem paketbasierten Netz einen der ersten Kommunikationskanäle zwischen dem anfragenden mobilen Nutzerterminal und dem Zugangsknoten auf, und baut einen zweiten Kommunikationskanal nur dann auf, wenn ein dem aufgebauten ersten Kommunikationskanal zugeordneter zweiter Kommunikationskanal noch nicht aufgebaut ist.

Eine Ausgestaltung sieht vor, dass jedem mobilen Nutzerterminal eine Gruppen-Teilnehmerkennung zugeordnet wird, die für wenigstens zwei mobile Nutzerterminals identisch ist, und die jeweiligen ersten Kommunikationskanäle zu einer Kommunikationskanal-Gruppe gebündelt werden, deren zugeordnete mobile Nutzerterminals eine identische Gruppen-Teilnehmerkennung aufweisen. Ein Datenpaket kann aus einem zweiten Kommunikationskanal an einen ersten Kommunikationskanal mittels einer Netzadressen- oder Portadressen-Übersetzung geroutet werden. Hierbei kann eine Portadresse in dem Datenpaket als Zusatzinformation mit übermittelt werden.

Bei einer Weiterbildung ist in einem Datenpaket, das von dem Netzknoten des Mobilfunknetzes an eines der mobiles Nutzerterminal gesendet wird, eine Zusatzinformation enthalten, die das mobile Nutzerterminals identifiziert, und wobei der Zugangsknoten diese Zusatzinformation einliest und das Datenpaket an das durch die Zusatzinformation identifizierte mobile Nutzerterminal weiterleitet. Ferner kann beim erstmaligen Anmelden eines der mobilen Nutzerterminals an dem Zugangsknoten die Zusatzinformation des mobilen Nutzerterminals generiert werden und dieser Zusatzinformation auf einem öffentlich erreichbaren Server abgespeichert werden, auf welchen ein Anwendungsserver in einem paketbasierten Netz Zugriff hat. Ferner kann eine IP-Adresse eines zugehörigen zweiten Kommunikationskanals auf dem Server veröffentlicht werden. Der Anwendungsserver kann somit auf den öffentlich erreichbaren Server zugreifen und die notwendigen Kontaktdaten in Form der Zu satzinformation und der IP-Adresse zum Übermitteln eines Datenpakets an das mobile Nutzerterminal auslesen.

Gemäß einer Erweiterung legt der Zugangsknoten zu jedem ersten Kommunikationskanal einen Interface-Identifier einer IPv6 Adresse fest, und legt zu jedem zweiten Kommunikationskanal einen Präfix einer IPv6 Adresse fest, der an den Netzknoten des Mobilfunknetzes übermittelt wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und Figuren erläutert.
1 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer der Erfindung zugrunde liegenden Problematik.
2 zeigt einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt einen schematischen Aufbau einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt einen schematischen Aufbau einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung der Ausführungsform von 4.
5 zeigt einen schematischen Aufbau einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Vorerst soll ein kurzer Überblick über die Ausführungsformen gegeben werden, bevor nachfolgend die einzelnen Komponenten und mögliche Übertragungsprotokolle und -techniken im Detail erläutert werden.
Eine erste Ausführungsform ist schematisch in 2 gezeigt. Beispielhaft sind zwei mobile Nutzerterminals 50, 51 mit dem gleichen Zugangsknoten 52 verbunden. Die Kommunikation erfolgt über entsprechende erste Kommunikationskanäle K3, K4. Der Zugangsknoten 52 weist eine Router-/Bündelungseinrichtung 53 auf, welche die ersten Kommunikationskanäle K3, K4 bündelt. Eine Kommunikation mit einem Netzknoten 54 wird durch einen zweiten Kommunikationskanal K5 realisiert. Der Zugangsknoten 52 leitet die Datenpakete aus den gebündelten ersten Kommunikationskanälen K3, K4 in den zweiten Datenpaketkontext weiter. Dem zweiten Kommunikationskanal K5 ist eine IP-Adresse zugeordnet. Anhand dieser IP-Adresse vermittelt der Netzknoten 54 die Datenpakete über einen IP-basierten Kommunikationskanal 60 zwischen dem zweiten Datenpaketkontext K5 und dem paketbasierten Netz 55.
Nach einer zweiten Ausführungsform kommuniziert eine Mehrzahl von mobilen Nutzerterminals 1a, ..., 1n über erste Kommunikationskanäle 3a, ..., 3n mit einem Zugangsknoten 4. Zwischen jedem mobilen Nutzerterminal 1a, ..., 1n und dem Zugangsknoten 4 kann zumindest ein erster Kommunikationskanal 3a, ..., 3n aufgebaut werden. Der erste Kommunikationskanal 3a, ..., 3n ist vorzugsweise durch eine drahtlose Übertragungsstrecke realisiert.
Der Zugangsknoten 4 kommuniziert mit einem Netzknoten 6 über zweite Kommunikationskanäle 5a, 5b. Diese werden vorzugsweise über leitungsgebundene elektrische oder optische Übertragungsstrecken realisiert, die eine hohe Übertragungs-Bandbreite ermöglichen. Ferner können hierfür auch Richtfunkstrecken verwendet werden. Der Zugangsknoten 4 kann einen Router 8 und eine Bündelungseinrichtung 9 mit einer Zuordnungstabelle von ersten Kommunikationskanälen 3a, ..., 3n zu zweiten Kommunikationskanälen 5a, 5b aufweisen.
Der Netzknoten 6 ermöglicht eine IP-basierte Kommunikation mit einem paketbasierten Netz 7. Die Übertragung von Datenpaketen mittels einer IP-Verbindung kann entsprechend einem TCP/IP-Protokoll oder anderen Übertragungsprotokollen auf Transportebene und/oder Anwendungsebene erfolgen. Der Netzknoten 6 kann dazu Zuordnungstabellen zwischen IP-Adressen und den zweiten Kommunikationskanälen verwalten. Diese können in geeigneten Speichereinrichtungen 10 vorgehalten werden, auf die der Netzknoten 6 Zugriff hat. Damit der Netzknoten 6 eine bidirektionale Kommunikation zwischen dem Zugangsknoten 4 und dem paketbasierten Netz 7 gewährleisten kann, ist jedem zweiten Kommunikationskanal 5a, 5b eine in der Regel eigene IP-Adresse zugeordnet. Die Zuweisung der IP-Adressen kann dynamisch oder statisch erfolgen.
Der Zugangsknoten 4 und der Netzknoten 6 werden im Folgenden als Teil eines Mobilfunknetzes 2 betrachtet. Dies schließt auch mit ein, dass der Zugangsknoten 4 und die Netzknoten 6 von verschiedenen Anbietern bereitgestellt werden können. Ferner sind die ersten und zweiten Kommunikationskanäle Bestandteil des Mobilfunknetzes 2.
Die ersten und zweiten Kommunikationskanäle 3a, ..., 3n; 5a, 5b können aus Sicht der Übertragung der Datenpakte als Tunnel angesehen werden. Die Datenpakete weisen Nutzdaten auf, die in entsprechenden Datenpaketkontexte K3, K4, K5 der Kommunikationskanäle eingebettet sind. Der erste Kommunikationskanal kann z.B. einen Datenpaketkontext K3, K4 nach den GSM/UMTS Standards aufweisen.
Die ersten Kommunikationskanäle 3a, ..., 3n werden bevorzugt durch drahtlose, insbesondere funkbasierte, Übertragungsstrecken realisiert. Hierbei kann unter Anderem auf bereits bestehenden Basisstationen eines Mobilfunknetzes 2 zurückgegriffen werden. Diese können z.B. nach dem GSM- oder dem UMTS-Standard mit den mobilen Nutzerterminals kommunizieren. Der Vorteil einer Verwendung der drahtlosen Übertragungsstrecken der Mobilfunknetze 2 liegt in ihrer nahezu flächendeckenden Verfügbarkeit und den hohen realisierbaren Übertragungsraten von bis zu 75 MB/s.
Der Zugangsknoten 4 kann in einem Zugangsnetz integriert sein, dem mehr als eine Basisstation zugeordnet ist. Ein solches Zugangsnetz ist auch als Access Service Network, ASN bekannt.
Die Details der einzelnen Komponenten und deren Verwendung zum Aufbau der Kommunikationskanäle zwischen den mobilen Nutzerterminals 1a, ..., 1n und dem paketbasierten Netz 7 werden beispielhaft für eine besonders relevante Ausführungsform beschrieben. In dieser sind die mobilen Nutzerterminals Automaten 11a, 11b mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle 38 (4).
Im Gegensatz zu den sonstigen mobilen Nutzerterminals 1a, ..., 1n werden diese zumeist für lange Zeit (Monate, Jahre) stationär aufgestellt. Ferner ist die Kommunikation der Automaten 11a, 11b mit anderen Einrichtungen eine dem Wesen der Automaten 11a, 11b nach untergeordnete Funktion. Typischerweise benutzen die Automaten 11a, 11b eine Kommunikation vorwiegend oder ausschließlich zur Meldung eines Status des Automaten 11a, 11b bzw. ermöglichen eine Abfrage ihres Status durch einen Internet-basierten Anwendungsserver 22.
Beispiele für Automaten 11a, 11b sind Zählereinrichtungen für Gas, Strom, etc.; medizinische Geräte, die zum Beispiel zur Überwachung eingesetzt werden; Alarmanlagen, die zum Beispiel eine Statusmeldung über die Funktionsbereitschaft der einzelnen Sensoren an eine Zentrale übermitteln; Nahrungsspender wie Colaautomaten, Süßigkeiten-Distributoren, die über ihren Füllstand Meldung geben.
Ein Automat kann auch in einem Auto integriert sein. Bleibt das Auto innerhalb des von einem Zugangsknoten verwalteten Bereichs, kann es im Prinzip aus Sicht der beschriebenen Verfahren als statisch angesehen werden. Ein solch ein Bereich kann eine ganze Region z.B. eine Stadt umfassen. Dies hängt von der Anzahl der Mobilstationen ab, die dem Zugangsknoten zugeordnet sind.
Ein Betreiber eines Mobilfunknetzes 12 weist jedem subskribierten Automaten 11a, 11b eine Kennung z.B. in Form einer Telefonnummer (MSISDN) und/oder eine International Mobile Subscriber Identity (IMSI) zu. Diese Kennung kann dem Automaten z.B. durch so genannte SIM-Chips (Subscriber Identity Modul) bekannt gemacht werden. Vorzugsweise sind die Kennungen eindeutig, d.h. jeder Automat 11a, 11b erhält eine von allen anderen Automaten 11a, 11b und sonstigen mobilen Nutzertermi nals verschiedene Kennung. Anstelle einer frei wählbaren Kennung kann auch die so genannte IMEI (International Mobile Equipment Identifier) verwendet werden, welche für jedes mobile Nutzerterminal und damit auch die Automaten 11a, 11b verschieden ist. Die Verwendung gleicher Kennungen für eine Gruppe von Automaten 11a, 11b ist ebenfalls für eine andere Ausführungsform verwendbar. Eine weitere Ausführungsform kann darin bestehen, dass die Kennung eines Automaten aus einer Gruppenkennung und zusätzlich einer individuellen Kennung innerhalb der Gruppe besteht.
In 5 ist ein Verfahren zum Aufbauen der Kommunikationskanäle als Flussdiagramm gezeigt, welches sich insbesondere auf 4 bezieht.
Nach dem Aufstellen der Automaten 11a, 11b melden diese sich erstmals typischerweise bei den ihnen am nächstliegenden Zugangsknoten 14 an. Jeder der Automaten 11a, 11b sendet eine Aktivierungsanforderung an den Zugangsknoten 14. Der erste Kommunikationskanal 13a, 13b zu dem Zugangsknoten 14 kann gemäß bekannten Standards für den Mobilfunk aufgebaut werden. Der Zugangsknoten 14 weist eine Basisstation 23 auf, oder ist mit mindestens einer Basisstation 23 verbunden. (S1, S1') Der Zugangsknoten 14 prüft unter Verwendung eines so genannten HLR-Servers 20 die Zulassung eines Zugriffs der Automaten 11a, 11b auf das Mobilfunknetz 12 (S2, S2'). Dies erfolgt nach bekannten Verfahren, wie diese z.B. in den GSM-/UMTS-Standards festgelegt sind. Bei einer positiven Feststellung der Zulassung zeichnet der Zugangsknoten 14 die Kennung, z.B. die IMSI, der Automaten 11a, 11b in einer Datenbank einer Bündelungseinrichtung 19 auf.
Der Zugangsknoten 14 ermittelt ferner, welcher Kommunikationsgruppe der Automat 11a, 11b zugeordnet ist. (S3, S3') Hierzu kann der Zugangsknoten 14 die entsprechenden Zuordnungsdaten von dem AAA-Server 20 oder einem anderen Server z.B. der das Heimatregister (HLR) beinhaltet, abfragen. Die Zuordnungsdaten können auch bereits vorab lokal dem Zugangsknoten 14 verfügbar gemacht sein. Ferner kann der Zugangsknoten 14 nach einem vorbestimmten Ordnungskriterium aus der IM-SI oder der Telefonnummer die Kommunikationsgruppe des Automaten 11a, 11b ermitteln. Die Zugehörigkeit von Automaten 11a, 11b zu einer Kommunikationsgruppe kann unter Anderem durch einen Teilnehmervertrag mit dem Netzbetreiber festgelegt sein. Es kann von Vorteil sein nur die Automaten 11a, 11b zu einer Gruppe zusammenzufassen, die einen gemeinsamen Zugriffspunkt aufweisen, d.h. mit demselben Zugriffsknoten 14 kommunizieren. Vorteilhafterweise wird eine Kennung der Kommunikationsgruppe des Automaten 11a, 11b zu der Kennung des Automaten in der Datenbank der Bündelungseinrichtung 19 abgelegt. Die Kennung der Kommunikationsgruppe kann z.B. eine Gruppen-IMSI sein.
Es ist auch möglich, dass dem einzelnen Automat 11a, 11b keine eindeutige Kennung zugewiesen ist, sondern nur eine Kennung für dessen zugehörige Kommunikationsgruppe.
Bei einer Anforderung zu einem Verbindungsaufbau zwischen dem Automaten 11a, 11b und dem paketbasierten Netz 17 leitet der Zugangsknoten 14 diese Anforderung zunächst an den Netzknoten 16 weiter. Der Netzknoten 16 prüft die Zugangsberechtigung und gibt bei einer positiven Bestätigung die Rückmeldung, dass ein zweiter Kommunikationskanal 15 zwischen dem Zugangsknoten 14 und dem Netzknoten 16 aufgebaut werden darf (S4).
In einem nächsten Schritt liest der Zugangsknoten 14, die Kennung des Automaten den Automaten 11a, 11b und die Kennung der zugehörigen Kommunikationsgruppe ein. Danach baut der Zugangsknoten 14 den zweiten Kommunikationskanal 15 auf (S5). Diesem zweiten Kommunikationskanal 15 wird die soeben ermittelte Kommunikationsgruppe, oder auch als Kommunikationskanal-Gruppe bezeichnet, zugeordnet.
Der Netzknoten 16 ordnet dem zweiten Kommunikationskanal 15 eine IP-Adresse zu. Diese wird zum Routen von Datenpaketen vorteilhafterweise in einer Speichereinrichtung 21 des Netzknotens 16 mit einer Verknüpfung zu dem zweiten Kommunikationskanal 15 abgespeichert.
Datenpakte, die von den Automaten 11a, 11b abgesendet werden, werden über den drahtlosen ersten Kommunikationskanal 13a, 13b, den Zugangsknoten 14, den zweiten Kommunikationskanal 15 und den Netzknoten 16 an das paketbasierte Netz 17 weitergeleitet. Entsprechend werden Datenpakete in umgekehrter Richtung weitergeleitet.
Wenn ein zweiter Automat 11a, 11b eine Verbindung zu dem paketbasierten Netz 17 anfragt (S7), prüft der Zugangsknoten 14, zusätzlich zu den oben beschriebenen Schritten, ob bereits der zweite Kommunikationskanal 15 aufgebaut ist, dessen zugeordnete Kommunikationsgruppe der dem zweiten Automaten 11a, 11b zugeordneten Kommunikationsgruppe entspricht (S8). Unter Entsprechen ist hierbei zu verstehen, dass die beiden ersten Kommunikationskanäle der gleichen Kommunikationsgruppe zugeordnet sind. Dies kann unter Anderem auch eine Vereinbarkeit der angeforderten Eigenschaften für die ersten Kommunikationskanäle erfordern. Besteht keine Entsprechung, wird ein neuer zweiter Kommunikationskanal 15 aufgebaut, wie dies unter S6 und S7 beschrieben ist (S8). Andernfalls wird kein neuer zweiter Kommunikationskanal 15 aufgebaut. Entsprechend wird auch keine erneute IP-Adresse durch den Netzknoten 16 zugewiesen. Dies erspart ein erneutes Aushandeln von Übertragungsressourcen, einen Zugriff auf einen DHCP-Server, HLR-Server etc. Trotzdem steht ein zweiter Kommunikationskanal 15 für die Übermittlung von Datenpaketen von dem zweiten Automaten 11a, 11b an das paketbasierte Netz 17 bereit. Hierdurch werden auch die Latenzzeiten reduziert.
Bei einer Übermittlung von Datenpaketen durch den zweiten Automaten 11a, 11b ergeben sich keine wesentlichen Änderungen zu den bisher bekannten Verfahren. Außer, dass die Datenpakete über den zweiten Kommunikationskanal 15 übermittelt wer den, welchen sich der erste und der zweite Automat 11a, 11b in der Übertragungs-Bandbreite nun teilen.
In Gegenrichtung, d.h. Datenpakete, die von dem paketbasierten Netz 17 an den Automaten 11a, 11b gerichtet werden, bedürfen nun jedoch einer speziellen Behandlung.
Das Routing im Netzknoten 16 erfolgt anhand der IP-Adressen, die in den Datenpaketen oder Datenpaketkontexten als Headerinformation mitgesendet werden. Bei der Verwendung von IPv4 Adressen wird die gesamte Adresse und bei der Verwendung von IPv6 Adressen wird der so genannte Präfix herangezogen.
Die beiden Automaten 11a, 11b sind beide durch den gemeinsamen zweiten Kommunikationskanal 15 mit dem Netzknoten 16 verbunden. Der Netzknoten 16 routet sämtliche Datenpakete für die beiden Automaten 11a, 11b basierend auf der gleichen IP-Adresse in den zweiten Kommunikationskanal 15. Der Netzknoten 16 nimmt keinen Einfluss auf das Routen der Datenpakete nach dem zweiten Kommunikationskanal 15.
Damit die Datenpakete dennoch an die zugehörigen Automaten 11a, 11b richtig weitergeleitet werden, routet der Zugangsknoten 14 die Datenpakete durch eine Routereinrichtung 18. Hierzu werden der Routereinrichtung 18 Zusatzinformationen bereitgestellt. Die Routereinrichtung 18 kann dem Zugangsknoten 14 vorgeschaltet, nachgeschaltet oder in diesem integriert sein.
Die Zusatzinformation kann in vielfältiger Form bereitgestellt werden. Der Informationsgehalt muss in jedem Fall ausreichend zur eindeutigen Zuordnung des Datenpakets zu einem der Automaten 11a, 11b sein. Es dürfen keine Doppelbelegungen der Zusatzinformationen auftreten. Ferner sollte die Zuordnung der Zusatzinformation zu einem Automaten 11a, 11b für die Dauer einer Kommunikation mit dem Anwendungsserver 22 gültig sein. Eine nicht abschließende Liste verschiedener geeigneter Zusatzinformationen und deren Bereitstellung an den Anwendungsserver 22 und die Routereinrichtung 18 sind nachfolgend aufgeführt.
Die Zusatzinformation wird vorzugsweise in den Datenpaketen neben deren Nutzlast (Payload) als weitere Headerinformation transportiert. Die Routereinrichtung 18 liest die Headerinformation aus den Datenpaketen aus und kann die Datenpakete entsprechend an die Automaten 11a, 11b weiterleiten. Die entsprechenden Zusatzinformationen können in einer höheren Schicht als der Transportschicht bereitgestellt und ausgewertet werden.
Die Einbettung der Zusatzinformation ist einfach, wenn die Kommunikation seitens eines Automaten 11a, 11b gestartet wird. Der Automat 11a, 11b richtet einen geeigneten Datenpaketkontext ein, in welchem bereits die Zusatzinformation enthalten ist. Der Anwendungsserver 22 in dem paketbasierten Netz 17 verwendet diesen aus den an ihn gesendeten Datenpakten mit den an ihn übermittelten Zusatzinformationen in dem Header zur Rückübermittlung seiner Antwort. Auf diese Weise steht die Zusatzinformation der Routereinrichtung 18 zur Verfügung.
Eine seitens der Automaten 11a, 11b begonnene Kommunikation ist der am häufigsten anzutreffende Fall. Dennoch sollen auch die notwendigen Modifikationen betrachtet werden, die für einen Aufbau einer Kommunikation seitens des paketbasierten Netzes 17 notwendig sind.
Zunächst erfordert dies eine statische Zuordnung der IP-Adressen zu den zweiten Kommunikationskanälen 15. Dies ergibt sich aus der Tatsache, dass Automaten 11a, 11b zumindest im Prinzip nach einer gewissen Zeit einem anderen Zugangsknoten 14 zugeordnet sein können. Dies erfolgt z.B. durch eine Umstrukturierung des Mobilfunknetzes 12 oder eine Neuaufstellung der Automaten 11a, 11b.
Die statischen IP-Adressen können bei der erstmaligen Anmeldung eines Automaten 11a, 11b an einem Zugangsknoten 14 eingerichtet werden. Als erstes ermittelt der Zugangsknoten 14 die Kennung des Automaten 11a, 11b. Anhand dieser Kennung bestimmt der Zugangsknoten 14 die Kommunikationsgruppe des Automaten 11a, 11b. Basierend auf dieser Kennung bestimmt nun der Zugangsknoten eine IP-Adresse, die der Kommunikationsgruppe zugeordnet ist, und leitet diese IP-Adresse an den Netzknoten 16 weiter. Oder dem Netzknoten 16 wird die Kommunikationsgruppe mitgeteilt und der Netzknoten 16 ermittelt die statische IP-Adresse.
Die statische IP-Adresse kann für die Kommunikationsgruppe z.B. in einem Heimregister oder in einem AAA-Server 20 gespeichert sein. Dies erfordert gegebenenfalls eine entsprechende Schnittstelle für den Zugangsknoten 14 und/oder den Netzknoten 16, um die IP-Adresse zu beziehen.
Neben der statischen Zuordnung einer IP-Adresse zu einem Automaten 11a, 11b wird diesem auch eine statische Zusatzinformation zugeordnet. Diese kann ebenfalls von dem AAA-Server 20 bezogen werden. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit die eindeutige Zusatzinformation durch den Automaten 11a, 11b oder den Zugangsknoten 14 zu generieren und in einem öffentlich zugänglichen Server 25 abzulegen. Der öffentlich zugängliche Server 25 kann z.B. in dem paketbasierten Netz 17 enthalten sein, worin auch der Anwendungsserver 22 enthalten ist. Der Anwendungsserver 22 lädt von dem öffentlich zugänglichen Server 25 die eindeutige Zusatzinformation und die IP-Adresse. Nutzdaten werden zusammen mit der Zusatzinformation in einem Datenpaket an die IP-Adresse übermittelt. Im Fall einer IPv6-Adresse kann die Zusatzinformation als Interface Identifier in der IP-Adresse transportiert werden. Der Netzknoten 16 leitet das Datenpaket an den Zugangsknoten 14 basierend auf der IP-Adresse weiter. Die Routereinrichtung 18 in dem Zugangsknoten 14 nützt die Zusatzinformation und leitet das Datenpaket an den Automaten 11a, 11b weiter. Das paketbasierte Netz 17 kann die Automaten 11a, 11b nun über die statische Adresse und die Zusatzinformation ansprechen, unabhängig von dem Aufstellungsort der Automaten 11a, 11b.
Die Zusatzinformation kann von den Automaten 11a, 11b selbst festgelegt werden. Die selbst gewählten Zusatzinformationen werden von den Automaten 11a, 11b an den Zugangsknoten 14 zur Anfrage übermittelt. Bestimmt der Zugangsknoten 14, dass die Zugangsinformation noch nicht durch einen anderen Automaten 11a, 11b vorbelegt ist, wird sie dem anfragenden Automaten 11a, 11b zugewiesen. Die Zugangsinformation kann wie zuvor beschrieben veröffentlicht werden.
Eine andere elegante Verfahrensweise die Zugangsinformation dynamisch oder statisch festzulegen ist, sich der eindeutigen Kennungen, z.B. der IMSI, IMEI, der Automaten 11a, 11b zu bedienen. Es können direkt die IMSI oder die IMEI als Zusatzinformation verwendet werden. Aus Sicherheitsgründen und/oder zur Anpassung an Protokolleigenschaften oder Datenformate werden aus diesen Kennungen abgeleitete Zusatzinformationen bevorzugt. Durch geeignete Algorithmen kann sichergestellt werden, dass die Port-Adressen eindeutig sind oder zumindest mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit an einem Zugangsknoten 14 eindeutig sind.
Als Zusatzinformation können Port-Adressen verwendet werden. Jedem Automat 11a, 11b kann eine Port-Adresse zugewiesen werden oder der Automat 11a, 11b generiert sich selbst eine solche Port-Adresse. In beiden Fällen muss die Port-Adresse dem Zugangsknoten 14 bekannt sein oder bekannt gemacht werden. Ferner muss durch geeignete Mechanismen darauf geachtet werden, dass die Port-Adressen jedes Automaten 11a, 11b einzigartig ist. Zumindest muss die Port-Adresse für jeweils die Automaten 11a, 11b einzigartig sein, die mit demselben Zugangsknoten 14 verbunden sind. Die Zuweisung der Port-Adresse kann, wie auch andere Zusatzinformationen, dynamisch oder statisch erfolgen.
Die Routereinrichtung 18 kann ein Netz-Adressen-Übersetzungselement (NAT) oder ein Port-Adressen-Übersetzungselement (PAT) integriert aufweisen. Diese wandeln die Portadressen in dem Datenpaket in sekundäre IP-Adressen um, die seitens der ersten Kommunikationskanäle 13a, 13b verwendet werden. Der Zugangsknoten 14 kann dann anhand der sekundären IP-Adressen die Datenpakete an die Automaten 11a, 11b weiterleiten. Seitens der zweiten Kommunikationskanäle 15 sind die Port-Adressen in dem Datenpaketkontext enthalten und das Routen erfolgt anhand der IP-Adressen. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für IPv4-Adressen.
Bei der Verwendung einer IP-Adressen nach dem IPv6 Standard kann jedem zweiten Kommunikationskanal 15 genau ein Präfix, d.h. die höherwertigen 64bit der IP-Adresse, und jedem ersten Kommunikationskanal 13a, 13b ein unterschiedlicher Interface-Identifier zugewiesen werden. Die niederwertigen Bits (der so genannten Interface-Identifier), können somit zum Routen der Datenpakete von den zweiten Kommunikationskanälen 15 in die ersten Kommunikationskanäle 13a, 13b verwendet werden.
Die Festlegung des Interface-Identifiers kann auf vielfältige Weise erfolgen. In einer Variante wird er statisch festgelegt. Dazu lädt der Zugangsknoten die statische IPv6 Adresse von dem HLR-Server 20 oder einem anderen Server. Der Zugangsknoten 14 teilt dem Terminal 11a, 11b diese IPv6-Adresse über den Kommunikationskanal 13a, 13b mit.
In einer anderen Ausprägung kann das Präfix an den Automaten 11a, 11b übermittelt werden. Der Automat 11a, 11b generiert dann einen Interface-Identifier basierend auf seiner IMSI oder IMEI. Der generierte Interface-Identifier wird dann dem Zugangsknoten 14 bereitgestellt. Der Zugangsknoten 14 kann den Interface-Identifier auch aus von dem Automaten 11a, 11b übertragenen Datenpaketen dynamisch ermitteln. Die Festlegung erfolgt dynamisch, z.B. durch den Zugangsknoten 14 und/oder einen DHCP-Server. Eine Doppelbelegung ist hierbei zu vermeiden.
Besonders bevorzugt ist eine so genannte stateless Autokonfiguration der IPv6 Adressen durch die mobilen Nutzerterminals selbst. Durch geeignete Mechanismen wird vermieden, dass IPv6 Adressen doppelt vergeben werden. Vorzugsweise können die Automaten 11a, 11b nur das Interface-Identifier festlegen. Dieses können sie wie bereits in anderem Zusammenhang ausführt aus ihrer IMSI oder IMEI bestimmen. Das Präfix wird durch den Zugangsknoten gemäß den Kommunikationsgruppen festgelegt. Die IPv6 Adresse wird einschließlich der Verknüpfung mit dem zweiten Kommunikationskanal an den Netzknoten übermittelt.
Die Interface-Identifier müssen in dem Zugangsknoten 14 vorgehalten werden, um ein Routen von Datenpaketen zu ermöglichen. Bei einer Festlegung der Interface-Identifier durch die Automaten 11a, 11b werden diese an den Zugangsknoten 14 übermittelt. Der Zugangsknoten 14 kann jedoch auch gleich einem selbst-konfigurierenden Router die Interface-Identifier aus den erstmals übermittelten Datenpaketen der Automaten 11a, 11b entnehmen.
Die IPv4 Adresse oder der Präfix einer IPv6 Adresse kann durch den Zugangsknoten 14 unter Anderem nach einem der zuvor beschriebenen Verfahren auch mit bestimmt werden. Die IPv4 Adresse bzw. der Präfix werden danach an den Netzknoten 16 übermittelt, der diese zum Routen benötigt.
Mit den beschriebenen Ausführungsformen ist eine Kommunikation zwischen den Automaten 11a, 11b und dem paketbasierten Netz 17 und darin enthaltenen Anwendungsservern 22 möglich. Der Netzknoten 16 bedarf für die Verfahren keine Abwandlungen gegenüber Netzknoten, die z.B. in dem WiMAX-Standard durch das so genannte Zwischennetz oder Connectivity Service Network (CSN) bereitgestellt werden. Dies erlaubt vorteilhafterweise einen flexiblen Einsatz des Verfahrens mit den beschriebenen Vorteilen eines geringeren Routingaufwands und der Mehrfachverwendung der wertvollen IP-Adressen.
Der Aufbau eines Zugangsknotens gemäß einer Ausführungsform ist in 6 dargestellt. Eine erste Schnittstelle 30 dient zur Kommunikation mit mobilen Nutzerterminals 1a, ..., 1n, insbesondere über die ersten Kommunikationskanäle 3a, ..., 3n. Die erste Schnittstelle 30 beinhaltet vorzugsweise mindestens eine Basisstation, welche eine drahtlose Kommunikation mit den mobilen Nutzerterminals 1a, ..., 1n ermöglicht. Eine zweite Schnittstelle 31 dient zum Aufbauen von zweiten Kommunikationskanälen 5a, 5b zu einem Netzknoten 6. In einem Kommunikationspfad 33, 34 zwischen der ersten Schnittstelle 30 und der zweiten Schnittstelle 31 ist eine Routereinrichtung 32 angeordnet. Diese vermittelt bidirektional die Datenpakete zwischen der ersten und zweiten Schnittstelle. Zudem ist eine Bündelungseinrichtung 35 vorgesehen. Diese fasst erste Kommunikationskanäle 3a, ..., 3n zu Kommunikationsgruppen zusammen und verknüpft die Kommunikationsgruppe mit einem der zweiten Kommunikationskanäle 5a, 5b. Die Bündelungseinrichtung 35 kann der Routereinrichtung 32 übermitteln, in welchen zweiten Kommunikationskanal 5a, 5b ein Datenpaket aus einem ersten Kommunikationskanal 3a, ..., 3n weitergeleitet werden soll. Die Verknüpfungsinformation wird vorteilhafter Weise lokal in einer Datenbank 36 gespeichert. Die Datenbank 36 kann eine Schnittstelle zur Kommunikation mit externen Servern, z.B. dem HLR-Server, aufweisen, um die Verknüpfungsinformation abzufragen. Die Verknüpfungsinformationen können auch nach einem der vorgenannten Verfahren aus den IMSI oder IMEI Kennungen ermittelt werden.
Die meisten Ausführungsformen sind in Bezug auf die Automaten beschrieben. Es ist dem Fachmann offensichtlich, dass die Verfahren nicht hierauf beschränkt sind, sondern für alle mobilen Nutzerterminals verwendbar sind.
Ein mobiles Nutzerterminal 1a, ..., 1n kann mehr als einen Datenpaketkontext öffnen. Jeder der Datenpaketkontexte erhält einen Eintrag in einer Verkehrsflusstabelle (TFT, Traffic Flow Template). Zu jedem Datenpaketkontext wird ein erster Kommunikationskanal 3m, 3n aufgebaut. Die ersten Kommunikati onskanäle 3m, 3n können zu demselben zweiten Kommunikationskanal 5a, 5b geroutet werden, falls die Einträge in der Verkehrsflusstabelle verträglich sind. Die Verträglichkeit wird anhand einer Policy entschieden. Die Policy kann lokal in dem Zugangsknoten 14 festgelegt sein oder von dem AAA-Server oder einer ähnlichen Einrichtung bezogen werden. Die unterschiedlichen Einträge werden in dem Datenpaketkontext übermittelt. Aufgrund ihrer Unterscheidbarkeit können sie im Sinne der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele als Zusatzinformation zum Routen für den Zugangsknoten 14 verwendet werden.
Für Datenpaketkontexte mit unverträglichen Verkehrsflusstabellen werden getrennte zweite Kommunikationskanäle 5a, 5b aufgebaut. Falls ein mobiles Nutzerterminal 1a, ..., 1n oder der Netzknoten 6 die Verkehrsflusstabelle für einen Kommunikationspfad von oder zu einem mobilen Nutzerterminal 1a, ..., 1n ändert, kann dessen zugehöriger erster Kommunikationskanal 3a, ..., 3n auf einen anderen zweiten Kommunikationskanal 5a, 5b geroutet werden. Der andere zweite Kommunikationskanal 5a, 5b muss eine entsprechend verträgliche Verkehrsflusstabelle aufweisen. Gegebenenfalls wird ein neuer zweiter Kommunikationskanal 5a, 5b aufgebaut.
Besteht die Änderung einer Verkehrsflusstabelle darin, eine Eigenschaft zu verringern oder vergrößern, z.B. die Anzahl der einer Verkehrsflusstabelle zugeordneten Portadressen, kann der Wert dieser Eigenschaft auf einen Maximalwert gesetzt werden. Der Maximalwert bestimmt sich als der größte Wert dieser Eigenschaft von allen mobilen Nutzerterminals, die zu diesem zweiten Kommunikationskanal 5a, 5b geroutet werden. Gegebenenfalls muss der Maximalwert auf die noch zur Verfügung stehenden Ressourcen beschränkt werden. Der Zugangsknoten übernimmt in diesem Fall einen Teil der Filterfunktionen, die in einer bisherigen Architektur von dem Netzknoten 16 übernommen wurde. Der Zugangsknoten 14 kann hinsichtlich einzelner Gruppeneigenschaften optimierte Lösungen autonom bestimmen. Zum Beispiel können zwei erste Kommunikationskanäle 3m, 3n ausgehend von demselben mobilen Nutzerter minal 1n die Portadressen 10 bis 19 und 30 bis 39 belegen. Nach der vorherigen Ausführung wird der Netzknoten hierbei jedoch die Portadressen 10 bis 39 reservieren. Durch eine Verlagerung der Auswertung von Verkehrsflusstabellen durch den Zugangsknoten können hierbei Ressourcen gespart werden. Legt der Zugangsknoten 4 für den Netzknoten 6 nicht zulässige Verkehrsflusstabellen fest, weist diese der Netzknoten 6 zurück. Der Zugangsknoten 4 erstellt darauf hin zulässige Verkehrsflusstabellen.
Eine Erweiterung sieht vor die Behandlung sämtlicher Verkehrsflusstabellen auf den Zugangsknoten 4 zu übertragen. Die mobilen Nutzerterminals einer Kommunikationsgruppe können so konfiguriert sein, dass sie alle eine gemeinsame vorkonfigurierte Verkehrsflusstabelle verwenden.
Die Dienstgüte, Funkpriorität, Paketflussidentität, Paketdaten (PDP) Adresse und die Verkehrsflusstabelle von Kommunikationskanälen können jederzeit geändert werden. Von Interesse im Rahmen dieser Beschreibung sind Änderungen der Dienstgüte, da sich diese auf den ersten und zweiten Kommunikationskanal auswirken. Die Dienstgüte kann von dem mobilen Nutzerterminal, dem Zugangsknoten oder dem Netzknoten 6 geändert werden. Die Dienstgüte eines ersten Kommunikationskanals 3a, ..., 3n kann ohne weiters geändert werden. Jedoch ist dann darauf zu achten, dass dieser erste Kommunikationskanal 3a, ..., 3n noch weiterhin der selben Kommunikationsgruppe angehören kann. Falls dem nicht so ist, muss er einer neuen Kommunikationsgruppe zugeordnet werden, welche eine kompatible oder eine gleiche Dienstgüte aufweist. Gegebenenfalls muss eine neue Kommunikationsgruppe und ein zugehöriger zweiter Kommunikationskanal 5a, 5b aufgebaut werden.
Es ist auch möglich, einen niedrig priorisierten ersten Kommunikationskanal 3a, ..., 3n in eine Gruppe mit hoch priorisierten ersten Kommunikationskanälen 1a, ..., 1n aufzunehmen. Dies wird dazu führen, dass Datenpakete, die von dem paketbasierten Netz 7 bereitgestellt werden, zum Teil nicht von dem Zugangsknoten 4 über den langsamen ersten Kommunikationskanal 3a, ..., 3n weitergeleitet werden können. Diese Pakete werden dann erst an dem Zugangsknoten 4 verworfen statt schon am Netzknoten 6. Sie wurden also unnötigerweise vom Netzknoten 6 zum Netzknoten 4 übertragen. Dies führt zu einem erhöhten Datenverkehr innerhalb des zweiten Kommunikationskanals 5a, 5b. Da in der Regel jedoch die drahtlosen erste Kommunikationskanäle 3a, ..., 3n die Durchsatzrate des Mobilfunknetzes 2 begrenzen, stellt dies keine wesentliche Einschränkung dar. Sondern es ermöglicht eine einfache Behandlung von vereinzelten ersten Kommunikationskanälen unterschiedlicher Dienstgüte.
Mobile Nutzerterminals einer vordefinierten Kommunikationsgruppe können eine fest zugewiesene Dienstgüte aufweisen, welche zum Aufbau von Kommunikationskanälen mit diesen mobilen Nutzerterminals herangezogen wird. Für die Kommunikationsgruppe wird ein subscribierter Satz von Dienstgüten verwendet. Dieser ist vorzugsweise in dem Heimatregister oder dem AAA-Server gespeichert.
Aus der Sicht eines Netzbetreibers kann es von Interesse sein, welche Datenpakete an welche Endnutzer und Automaten 1a, ..., 1n weitergeleitet werden. Dies ist unter anderem für Abrechnungsaufstellungen interessant. Der Netzknoten 6 kann hierzu in den Datenpaketen zusätzlich geführte Information auslesen. Der Datentransfer kann somit für jeden einzelnen Automaten verfolgt und für Abrechnungszwecke aufgezeichnet werden. Die zusätzliche Information wird, wie zuvor beschrieben, bereitgestellt. Hierbei kann die Zusatzinformation verwendet werden, die zum Routen an dem Zugangsknoten 4 notwendig ist.
Anstelle von IP-Adressen sind auch andere Adresstypen möglich. Diese können zum Beispiel in anderen Nutzerebenen-Protokollen (PDP-Typen) innerhalb von Datenpaketkontexten festgelegt sein.
Eine Möglichkeit ein Datenpaket an ein mobiles Nutzerterminal 1a, ..., 1n durch den Zugangsknoten 4 zu übermitteln besteht darin, das Datenpaket gleichzeitig an alle mobile Nutzerterminals 1a, ..., 1n zu verwenden (sog. Broadcast-Modus). Jedoch ist dies ein ineffektives Verfahren. Unter Umständen kann hierbei auf die Verwendung einzigartiger Kennungen der mobilen Nutzerterminals verzichtet werden. Dies ist z.B. möglich, falls an die mobilen Nutzerterminals nur Aktivierungssignale übermittelt werden sollen.
Das GSM-Netz kennt primäre und sekundäre Datenpaketkontexte. Jeder primäre Datenpaketkontext hat eine unterschiedliche IP-Adresse. Ein Terminal kann mehrere primäre Kontexte aktivieren. Zu jedem primären Kontext kann das Terminal sekundäre Kontexte aktivieren, die dieselbe IP-Adresse wie der primäre haben, sich aber in der Verkehrsflusstabelle unterscheiden. Entsprechend können die obig beschriebenen Verfahren zum Weiterleiten von Datenpaketen in sekundären Datenpaketkontexten verwendet werden. Als Zusatzinformation bietet sich hierbei an, die unterschiedlichen Verkehrsflusstabellen heranzuziehen.

Claims

Verfahren zum Vermitteln von Datenpaketen zwischen mobilen Nutzerterminals (1a, ..., 1n; 11a, 11b) und einem Mobilfunknetz (2; 12), mit den folgenden Schritten: Aufbauen von mindestens zwei ersten Kommunikationskanälen (3a, ..., 3n; 13a, 13b) zwischen mindestens zwei Nutzerterminals (1a, ..., 1n; 11a, 11b) und einem Zugangsknoten (4; 14) des Mobilfunknetzes (2; 12); Aufbauen von mindestens einem zweiten Kommunikationskanal (5a, 5b; 15) zwischen dem Zugangsknoten (4; 14) und einem Netzknoten (6; 16) des Mobilfunknetzes (2; 12); Bündeln von mindestens zwei der ersten Kommunikationskanäle (3a, ..., 3n; 13a, 13b) zu mindestens einer Kommunikationskanal-Gruppe, der jeweils ein zweiter Kommunikationskanal (5a, 5b; 15) zugeordnet wird; und Vermitteln von Datenpaketen zwischen den ersten Kommunikationskanälen (3a, ..., 3n; 13a, 13b) einer der Kommunikationskanal-Gruppen und dem der jeweiligen Kommunikationskanal-Gruppe zugeordneten zweiten Kommunikationskanal (5a, 5b; 15) mittels des Zugangsknotens (4; 14).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste Kommunikationskanal (3a, ..., 3n; 13a, 13b) über eine drahtlose Verbindungsstrecke aufgebaut wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei dem Zugangsknoten (4; 14) mindestens eine Basisstation (23) zugeordnet ist und die mindestens eine Basisstation (23) einen drahtlosen ersten Kommunikationskanal (3a, ..., 3n; 13a, 13b) mit den mindestens zwei mobilen Nutzerterminal (1a, ..., 1n; 11a, 11b) aufbaut.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Netzknoten (6; 16) des Mobilfunknetzes (2; 12) einen IP-basierten Kommunikationskanal (60) zu einem paketbasierten Netz (7; 17) aufbaut.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mobile Nutzerterminal ein Automat (11a, 11b) ist, der über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle (38) kommuniziert.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei für Wartungs- und/oder Serviceanfragen des Automaten (11a, 11b) ein dem Automaten (11a, 11b) zugeordneter Internetbasierter Anwendungsserver (22) bereitgestellt ist, den der Automat (11a, 11b) über den Zugangsknoten (14) des Mobilfunknetzes (12) kontaktiert.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedem zweiten Kommunikationskanal (5a, 5b; 15) eine IPv4-Adresse oder ein Präfix einer IPv6-Adresse zugeordnet wird, um eine bidirektionale paketbasierte Kommunikation mit einem paketbasierten Netz (7; 17) einzurichten.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedem mobilen Nutzerterminal (1a, ..., 1n; 11a, 11b) eine Gruppen-Teilnehmerkennung zugeordnet wird, die für wenigstens zwei mobile Nutzerterminals (1a, ..., 1n; 11a, 11b) identisch ist, und wobei die jeweiligen ersten Kommunikationskanäle (3a, ..., 3n; 13a, 13b) zu einer Kommunikationskanal-Gruppe gebündelt werden, deren zugeordnete mobile Nutzerterminals (1a, ..., 1n; 11a, 11b) eine identische Gruppen-Teilnehmerkennung aufweisen.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zugangsknoten (4; 14) des Mobilfunknetzes (2; 12) bei einer Anfrage eines der mobilen Nutzerterminals (1a, ..., 1n; 11a, 11b) für einen Aufbau eines Kommunikationskanals mit dem paketbasierten Netz (7; 17) einen der ersten Kommunikationskanäle (3a, ..., 3n; 13a, 13b) zwischen dem anfragenden mobilen Nutzerterminal (1a, ..., 1n; 11a, 11b) und dem Zugangsknoten (4; 14) aufbaut, und einen zweiten Kommunikationskanal (5a, 5b; 15) nur dann aufbaut, wenn ein dem aufgebauten ersten Kommunikationskanal (3a, ..., 3n; 13a, 13b) zugeordneter zweiter Kommunikationskanal (5a, 5b; 15) noch nicht aufgebaut ist.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem Datenpaket, das von dem Netzknoten (6; 16) des Mobilfunknetzes (2; 12) an eines der mobiles Nutzerterminal (1a, ..., 1n; 11a, 11b) gesendet wird, eine Zusatzinformation enthalten ist, die das mobile Nutzerterminal (1a, ..., 1n; 11a, 11b) identifiziert, und wobei der Zugangsknoten (4; 14) diese Zusatzinformation einliest und das Datenpaket an das durch die Zusatzinformation identifizierte mobile Nutzerterminal (1a, ..., 1n; 11a, 11b) weiterleitet.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei beim erstmaligen Anmelden eines der mobilen Nutzerterminals (1a, ..., 1n; 11a, 11b) an dem Zugangsknoten (4; 14) die Zusatzinformation des mobilen Nutzerterminals (1a, ..., 1n; 11a, 11b) generiert wird und dieser Zusatzinformation auf einem öffentlich zugänglichem Server (25) abgespeichert wird, auf welchen ein Anwendungsserver (22) in einem paketbasierten Netz (7; 17) Zugriff hat.
Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Zugangsknoten (4; 14) zu jedem ersten Kommunikationskanal (3a, ..., 3n; 13a, 13b) einen Interface-Identifier einer IPv6 Adresse festlegt, und zu jedem zweiten Kommunikationskanal (5a, 5b; 15) einen Präfix einer IPv6 Adresse festlegt, der an den Netzknoten (6; 16) des Mobilfunknetzes (2; 12) übermittelt wird.
Vorrichtung zum Vermitteln von Datenpaketen zwischen mobilen Nutzerterminals (1a, ..., 1n; 11a, 11b) und einem Mobilfunknetz (2; 12), mit: einer ersten Schnittstelle (30) zum Aufbauen von mindestens einem ersten Kommunikationskanal (3a, ..., 3n; 13a, 13b) zu mindestens zwei Nutzerterminals (1a, ..., 1n; 11a, 11b); einer zweiten Schnittstelle (31) zum Aufbauen von mindestens einem zweiten Kommunikationskanal (5a, 5b; 15) zu einem Netzknoten (6; 16) des Mobilfunknetzes (2; 12); einer Bündelungseinrichtung (35) zum Bündeln von mindestens zwei der ersten Kommunikationskanäle (3a, ..., 3n; 13a, 13b) zu mindestens einer Kommunikationskanal-Gruppe, der jeweils ein zweiter Kommunikationskanal (5a, 5b; 15) zugeordnet wird; und einer Routereinrichtung (32) zum Vermitteln von Datenpaketen zwischen den ersten Kommunikationskanälen (3a, ..., 3n; 13a, 13b) einer der Kommunikationskanal-Gruppen und dem der jeweiligen Kommunikationskanal-Gruppe zugeordneten zweiten Kommunikationskanal (5a, 5b; 15).