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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf drahtlose Übermittlung und insbesondere auf Übergabeverfahren für das Verlagern von Datenverkehr von einer ersten Funkzugangstechnologie(radio access technology, RAT)-Schnittstelle zu einer zweiten RAT-Schnittstelle, z. B. von einer Mobilfunknetzschnittstelle zu einer Wireless Local Area Network(„WLAN”)-Schnittstelle.
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HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
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Die Leistung internetbasierter Anwendungen auf mobilen Computergeräten wird durch die Fähigkeiten der zugrundeliegenden Netzwerktechnologien beeinflusst. Um Anwendungen auf Mobilgeräten Zugriff auf das Internet bereitzustellen, sind Mobilfunkkommunikationssystem, auch als Funkzugangstechnologienetze bezeichnet, weit verbreitet. Solche Systeme können Systeme mit Mehrfachzugriff sein, die in der Lage sind, die Kommunikation mit mehreren Benutzer durch gemeinsame Nutzung von Systemressourcen wie Bandbreite und Sendeleistung zu unterstützen. Häufig verwendete Systeme mit Mehrfachzugriff beinhalten u. a. Code-Division Multiple Access(CDMA)-Systeme, Time-Division Multiple Access(TDMA)-Systeme, Frequency-Division Multiple Access(FDMA)-Systeme, Long Term Evolution(LTE)-Systeme des Partnerschaftsprojekts der dritten Generation, Long Term Evolution Advanced-Systeme, Orthogonal Frequency-Division Multiple Access(OFDMA)-Systeme und dergleichen.
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Außerdem oder alternativ kann ein drahtloses mobiles Computergerät, z. B. ein Benutzergerät (User Equipment, UE) sich über verschiedene Funkzugangstechnologienetzwerke wie ein WLAN mit Datenkommunikationsnetzwerken verbinden. WLAN-Beispielnetzwerke beinhalten u. a. Wi-Fi-Netzwerke, WLANs zu Hause, WLAN-Hotspots, öffentliche WLANs, private WLANs und dergleichen.
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Da die Anzahl von Computergeräten, die über WLAN-Konnektivität verfügen, zunimmt und der Zugriff auf WLAN-Netzwerke allgemeiner verfügbar wird, ist das Verlagern von Datenfähigkeiten von einem Mobilfunknetze zu einem WLAN als attraktive Funktion sowohl für Betreiber als auch für Benutzer von Mobilfunknetzen aufgekommen.
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Die 3GPP-Spezifikationen unterstützen zurzeit die Mobilität des Internetprotokoll(IP)-Paketflusses (siehe zum Beispiel die durch Bezugnahme hierin aufgenommene TS 23.261), sie erfordern aber komplizierten Protokolle im Benutzergerät (UE) und Gateway (PGW) (DSMIPv6) und sie ermöglichen nur die Mobilität eines vom UE initiierten IP-Flusses. Viele Betreiber haben jedoch einen starken Bedarf für Mobilität eines vom Netzwerk initiierten IP-Flusses ausgedrückt.
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Die „Mobilität des IP-Flusses” ist im Wesentlichen eine Übergabeoperation die nur für einen spezifischen IP-Fluss gilt (z. B. für alle Pakete mit Protokoll = TCP und Port = 80). Dies wird in den folgenden 1 und 2 veranschaulicht, die zeigen, dass das Ergebnis eines Verfahrens für die Mobilität des IP-Flusses ist, dass IP-Fluss Nr. 2 von einem ersten Funkzugangstechnologie(radio access technology, RAT)-Netzwerk, z. B. einem 3GPP-Zugangsschnittstelle, zu einer zweiten und unterschiedlichen Funkzugangstechnologieschnittstelle, z. B. einer WLAN-Zugangsschnittstelle, übertragen wird.
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1 veranschaulicht ein Beispiel eines Systems 100, das ein Paket-Gateway 102 in Kommunikation mit Benutzergerät 104 beinhaltet, das mithilfe eines drahtlosen Funkzugangstechnologienetzwerks 106, z. B. einem Mobilfunknetz, und einem anderen Funkzugangstechnologienetzwerk 108, z. B. einem drahtlosen lokalen Netzwerk, übermittelt. Eine der beliebtesten Verwendungen drahtloser Geräte ist das Zugreifen auf Paketdatennetzwerke (PDNs), deren berühmtestes Beispiel das Internet ist. In 3GPP-Netzwerken (Partnerschaftsprojekt der dritten Generation) kann das Benutzergerät (UE) eine oder mehrere PDN-Verbindungen haben. Das UE kann eine PDN-Verbindung mithilfe verschiedener Arten von Funkzugangstechnologien aufbauen. In diesem Beispiel ist das Funkzugangstechnologienetzwerk 106 als 3GPP-Funkzugangstechnologienetzwerk dargestellt, sodass das UE 104 einen 3GPP-Sender-Empfänger 110 beinhaltet und das PGW 102 eine entsprechende Schnittstelle nutzt. Das UE 104 beinhaltet außerdem einen WLAN-Sender-Empfänger 112, um über das Netzwerk 108 mit dem PGW 102 zu kommunizieren. Das PGW 102 hat ebenfalls eine entsprechende WLAN-Schnittstelle. Das WLAN kann ein mit der Electrical and Electronics Engineers (IEEE) 802.11-Normenfamilie konformes Netzwerk sein. Das PGW kann Teil eines Netzwerks sein, wie Fachleuten bekannt.
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1 veranschaulicht außerdem Uplink-Pakete des IP-Flusses Nr. 2, die durch das UE 104 gesendet und vom PGW 102 über 3GPP-Zugangsnetzwerk 106 empfangen werden, und Downlink-IP-Flusspakete Nr. 2, die durch das PGW 102 gesendet und vom UE 104 über das 3GPP-Zugangsnetzwerk 106 empfangen werden. Dies ist der Zustand, bevor die Mobilität des IP-Flusses erfolgt. Das UE beinhaltet einen oder mehrere Prozessoren und zugehörigen Speicher, wobei der Speicher ausführbare Anweisungen speichert, die, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor veranlassen, auf eine bestimmte Weise tätig zu werden. In diesem Beispiel ist das UE so dargestellt, dass es Anwendungen 114 enthält, die zum Beispiel im Speicher gespeichert sein können, sowie ein Netzwerkstapelmodul 116, das ein Prozessor sein kann, der Netzwerkstapelanweisungen ausführt. Außerdem kann das UE ein Datenverkehrslenkungsmodul 118 beinhalten, das ebenfalls ein Prozessor sein kann, der Datenverkehrslenkungsanweisungen ausführt. Wie dargestellt, erfolgen vor Aktivierung der Mobilität des IP-Flusses alle Pakete der mehreren Paketflüsse über das 3GPP-Zugangsnetzwerk 106.
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Die meisten Lösungen nach Stand der Technik ermöglichen die Übertragung eines IP-Flusses von einem RAT-Zugang zu einem anderen RAT-Zugang durch Austauschen von Routingregeln zwischen dem UE und dem Gateway (PGW). Unter Bezugnahme auf 2 sendet zum Beispiel das UE, wenn es IP-Fluss Nr. 2 vom 3GPP Zugangsnetzwerk 106 zum WLAN-Zugangsnetzwerk 108 übertragen möchte, eine neue Routingregel an das PGW, die angibt, dass alle Downlink-Pakete von IP-Fluss Nr. 2 zu WLAN 108 geleitet werden. Das PGW antwortet dem UE durch Angabe, ob die neue Routingregel angewandt oder abgelehnt wurde. Das Austauschen von Routingregeln zwischen dem UE und dem PGW ist jedoch sehr kompliziert: Es erfordert eine neue Signalisierung zwischen dem UE und MME, zwischen dem MME und SGW, zwischen dem SGW und PGW usw. Das Austauschen von Routingregeln zwischen dem UE und PGW hat offensichtlich eine große, systemweite Auswirkung und kann zu kostspieligen Bereitstellungen führen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese Offenbarung wird angesichts der folgenden Beschreibung begleitet von den folgenden Figuren besser verständlich, wobei ähnliche Bezugsnummern ähnliche Elemente darstellen, wobei:
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1 ein Blockdiagramm ist, das ein Beispiel eines Systems nach Stand der Technik veranschaulicht;
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2 ein Blockdiagramm ist, das Mobilität des Internetprotokoll-Paketflusses in Übereinstimmung mit einer Operation nach Stand der Technik veranschaulicht;
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3 ein Blockdiagramm eines Systems ist, das einen Umleitungspaketsteuermechanismus in Übereinstimmung mit einem Beispiel einsetzt, das in der Offenbarung beschrieben wird;
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4 ein Blockdiagramm eines Systems ist, das einen Umleitungspaketsteuermechanismus in Übereinstimmung mit einem Beispiel einsetzt, das in der Offenbarung beschrieben wird;
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5 ein Blockdiagramm zum Bereitstellen von Mobilität des Internetprotokoll-Paketflusses in Übereinstimmung mit einem Beispiel ist, das in der Offenbarung beschrieben wird;
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6 ein Blockdiagramm eines Systems ist, das einen Umleitungspaketsteuermechanismus in Übereinstimmung mit einem Beispiel einsetzt, das in der Offenbarung beschrieben wird;
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7 ein Blockdiagramm eines Systems ist, das einen Umleitungspaketsteuermechanismus in Übereinstimmung mit einem Beispiel einsetzt, das in der Offenbarung beschrieben wird; und
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8 ein Blockdiagramm eines drahtlosen mobilen Computergeräts in Übereinstimmung mit einem Beispiel ist, das in der Offenbarung beschrieben wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Kurz gesagt, im Gegensatz zum Stand der Technik, der komplizierte Protokolle (DSMIPv6) oder den Austausch von Routingregeln erfordert, wird eine neue Lösung für die Mobilität des IP-Flusses offenbart, die eine geringere Auswirkung nur auf das UE und PGW hat (muss keine anderen Netzwerkelemente betreffen) und einfach implementiert werden kann.
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In einem Beispiel übermitteln ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bereitstellen von Mobilität des Internetprotokoll(IP)-Paketflusses von einer ersten Funkzugangstechnologie(radio access technology, RAT)-Schnittstelle zu einer zweiten Funkzugangstechnologie(radio access technology, RAT)-Schnittstelle Paketinformationen eines ersten IP-Paketflusses über die erste RAT-Schnittstelle. Das Verfahren und die Vorrichtung senden ein Umleitungspaket für den ersten IP-Paketfluss über die zweite RAT-Schnittstelle während der Übermittlung der Paketinformationen über die erste RAT-Schnittstelle. Das Verfahren und die Vorrichtung empfangen umgeleitete Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses von der zweiten RAT-Schnittstelle in Reaktion auf das Senden des Umleitungspakets. Das Verfahren und die Vorrichtung senden außerdem umgeleitete Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses zur zweiten RAT-Schnittstelle in Reaktion auf das Empfangen umgeleiteter Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses von der zweiten RAT-Schnittstelle. Diese Operationen können zum Beispiel in einer UE durchgeführt werden. Jedoch kann auch ein Netzwerk-Gateway oder ein anderes Netzwerkelement die Umleitungsoperation initiieren, falls gewünscht.
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Aus der Perspektive zum Beispiel eines Netzwerk-Gateways gesehen, kann ein Verfahren das Empfangen des Umleitungspakets für den ersten IP-Paketfluss über eine zweite Zugangsschnittstelle und das Senden der umgeleiteten Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses zu einer zweiten Zugangsschnittstelle, die der zweiten RAT-Schnittstelle entspricht, in Reaktion auf das Empfangen des Umleitungspakets beinhalten. In einem anderen Beispiel kann das UE den Empfang des Umleitungspakets zum Beispiel von einem Netzwerk-Gateway oder einem anderen geeigneten Netzwerkelement durchführen. Nach Empfangen des Umleitungspakets für den ersten IP-Paketfluss über eine zweite Zugangsschnittstelle oder die zweite RAT-Schnittstelle kann das UE oder PGW entscheiden, die Umleitung des ersten IP-Paketflusses entweder anzunehmen oder abzulehnen. Das UE oder PGW kann die umgeleiteten Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses zu einer zweiten RAT-Schnittstelle oder zweiten Zugangsschnittstelle, falls gewünscht, nur dann senden, wenn sie entscheiden, die Umleitung des ersten IP-Paketflusses zur zweiten RAT-Schnittstelle oder zweiten Zugangsschnittstelle anzunehmen.
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Aus der Perspektive des PGW kann das PGW eine erste Zugangsschnittstelle beinhalten, die dem ersten RAT-Netzwerk entspricht (z. B. verwendet, um ein Paket mit einer ersten RAT-Schnittstelle in einem UE zu übermitteln), und eine zweite Zugangsschnittstelle, die dem zweiten RAT-Netzwerk entspricht (z. B. verwendet, um Pakete mit der zweiten RAT-Schnittstelle des UE zu übermitteln). Das PGW kann einen Prozessor beinhalten, der operativ mit der ersten Zugangsschnittstelle und der zweiten Zugangsschnittstelle gekoppelt ist, wobei der Prozessor verwendet werden kann, um Paketinformationen eines ersten IP-Paketflusses über die erste Zugangsschnittstelle (die der ersten RAT-Schnittstelle des UE entspricht) zu übermitteln und ein Umleitungspaket für den ersten IP-Paketfluss zur zweiten Zugangsschnittstelle während der Übermittlung zu senden. Der Prozessor kann verwendet werden, um umgeleitete Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses von der zweiten RAT-Schnittstelle in Reaktion auf das Senden des Umleitungspakets zu empfangen und umgeleitete Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses zur zweiten Zugangsschnittstelle in Reaktion auf das Empfangen umgeleiteter Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses von der zweiten RAT-Schnittstellen zu senden.
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In einem Beispiel beinhaltet das Umleitungspaket Header-Informationen, die dieselben Header-Informationen sind wie Header der Paketinformationen des ersten IP-Flusses, der über die erste RAT-Schnittstelle übermittelt wird. Dies kann zum Beispiel dieselbe Quell- und Zieladresse im IP-Header sowie dieselbe Protokolldefinition beinhalten wie die IP-Paketinformationen im IP-Paketfluss, der umgeleitet wird (z. B. derselbe IP-Header, derselbe TCP-Header, derselbe UDP-Header). Das Umleitungspaket kann zum Beispiel einen ersten Port haben, der in den IP-Header-Informationen angegeben ist, der derselbe Port ist, der in den IP-Header-Informationen des IP-Paketflusses angegeben ist. Das Umleitungspaket kann zum Beispiel Daten beinhalten, die darstellen, dass das Paket auf einer IP-Schicht verworfen werden soll. Wenn mehrere IP-Flüsse zwischen einem UE und einem PGW übermittelt werden, kann zum Beispiel ein Fluss nicht betroffen sein, während ein anderer Fluss an eine andere RAT-Schnittstelle umgeleitet werden kann. Daher können Paketinformationen von einem IP-Paketfluss über eine erste RAT-Schnittstelle übermittelt werden, bevor umgeleitete Paketinformationen eines ersten IP-Paketflusses von einer zweiten RAT-Schnittstelle gesendet werden. Paketinformationen können vom zweiten IP-Paketfluss über die erste RAT-Schnittstelle gesendet werden, nachdem die umgeleiteten Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses von der zweiten RAT-Schnittstelle gesendet wurden.
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Falls gewünscht, kann das UE Prioritätskontrolle über die Umleitungsoperation übernehmen, die durch ein PGW initiiert wurde. In einem Beispiel kann das PGW oder ein anderes Netzwerkelement in Reaktion darauf, dass das Umleitungspaket vom UE abgelehnt wurde, den ersten IP-Paketfluss oder anderen Paketfluss als nicht an ein anderes RAT übertragbar markieren. Das PGW kann dann darauf verzichten, ein weiteres Umleitungspaket für den ersten IP-Paketfluss oder einen anderen IP-Paketfluss zu senden. In einem anderen Beispiel kann, wenn mehrere Flüsse übermittelt werden, das PGW ein zweites Umleitungspaket für den zweiten IP-Paketfluss zur zweiten RAT-Schnittstelle des UE senden und eine Ablehnung des zweiten Umleitungspakets vom UE empfangen. Das PGW kann einen zweiten IP-Paketfluss in Reaktion auf die Ablehnung als nicht an die zweite RAT-Schnittstelle übertragbar markieren und darauf verzichten, ein weiteres Umleitungspaket für den zweiten IP-Paketfluss zu senden.
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In einem weiteren Beispiel übermitteln ein Verfahren und eine Vorrichtung über eine Mobilfunkschnittstelle durch ein Benutzergerät Pakete mit einem ersten Port, der in den IP-Header-Informationen angegeben ist. Das Verfahren und die Vorrichtung senden über eine WLAN-Schnittstelle durch das UE ein Umleitungspaket mit einem ersten Port, der in den IP-Header-Informationen angegeben ist. Das Verfahren und die Vorrichtung empfangen in Reaktion auf das Senden des Umleitungspakets über die WLAN-Schnittstelle durch das UE Paketinformationen mit einem ersten Port, der in den IP-Header-Informationen angegeben ist.
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In einem anderen Beispiel kann ein Umleitungspaket abgelehnt werden, das von einem UE empfangen wird, wenn die Anforderung zur Umleitung, die durch das Umleitungspaket auferlegt wurde, gegen die bereitgestellte Routingrichtlinie im UE verstößt, z. B. eine Richtlinie zur Erkennungs- und -Auswahlfunktion von Zugangsnetzwerken (ANDSF). Ähnlich kann ein Umleitungspaket abgelehnt werden, das von einem PGW empfangen wird, wenn die Anforderung zur Umleitung, die durch das Umleitungspaket auferlegt wurde, gegen die lokale Routingrichtlinie im PGW oder gegen eine Richtlinie verstößt, die von einer Policy and Charging Control(PCC)-Funktion empfangen wurde. In einem anderen Beispiel kann, wenn ein UE ein Umleitungspaket empfangt, das UE die Anforderung für die Umleitung, die durch das Umleitungspaket auferlegt wurde, ablehnen, wenn ein Signalpegel, der an der zweiten RAT-Schnittstelle empfangen wird, unter einem gewünschten Schwellenwert liegt. In einem anderen Beispiel kann ein UE zum Beispiel ein Umleitungspaket empfangen und ermitteln, dass eine lokale Richtlinie des UE es dem UE verbietet, gleichzeitig die erste RAT-Schnittstelle und die zweite RAT-Schnittstelle zu verwenden, und es kann das Umleitungspaket von einem PGW oder einer anderen Quelle ablehnen. In einem anderen Beispiel kann das UE die gleichzeitige Verwendung der ersten und zweiten RAT-Schnittstelle auf Basis eines Batteriestands des UE verbieten, sodass Batterieeinsparungen durch Ablehnen der Umleitung an eine der RAT-Schnittstellen erfolgen können.
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In einem anderen Beispiel können ein Verfahren und eine Vorrichtung weiterhin Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses über die erste RAT-Schnittstelle übermitteln, auch nach Empfangen des Umleitungspakets, bis ein an der zweiten RAT-Schnittstelle empfangener Signalpegel über einem gewünschten Schwellenwert liegt. in Reaktion können das Verfahren und die Vorrichtung umgeleitete Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses über die zweite RAT-Schnittstelle senden. In einem anderen Beispiel können das Verfahren und die Vorrichtung das weitere Senden von Paketinformationen über die erste RAT-Schnittstelle beinhalten, auch nach Empfangen des Umleitungspakets, in Reaktion darauf, dass ein Signalpegel einer zweiten RAT-Schnittstelle unter einem gewünschten Schwellenwert liegt. Falls gewünscht, können die Vorrichtung und das Verfahren auch markieren, dass der erste IP-Fluss einen Übertragung zu einem anderen RAT erfordert, und weiterhin für einen vorher festgelegten Zeitraum z. B. durch ein UE über die erste RAT-Schnittstelle übermitteln und dann die umgeleiteten Paketinformationen senden, nachdem der vorher festgelegte Zeitraum abgelaufen ist, um den Ablauf vorläufiger Bedingungen zu erlauben, die verhindern, dass eine Umleitung erfolgt, z. B. ein niedriger Signalpegel einer zweiten RAT-Schnittstelle.
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3–7 veranschaulichen ein Verfahren für die Mobilität eines vom UE initiierten IP-Flusses, um den IP-Paketfluss den die Paketinformationen vom ersten RAT-Netzwerk 106 zum zweiten RAT Netzwerk 108 zu ändern. Das UE kann zum Beispiel die Routingregel haben „IP-Fluss X zum WLAN umleiten, wenn die gemessene WLAN-Signalstärke größer als Y dBm ist”. In diesem Fall wird, wenn die WLAN-Signalstärke den Schwellenwert Y dBm überschreitet, die Regel gültig und löst die Umleitung des IP-Flusses X aus. Eine ähnliche Regel kann für den 3GPP-Zugang berücksichtigt werden (IP-Fluss zur LTE umleiten, wenn die gemessene LTE-Signalstärke größer als Z dBm ist). Ein weiteres Beispiel: „IP-Fluss Y zu WLAN umleiten, wenn der geschätzte WLAN-Durchsatz 2 Mbps überschreitet”. Die Mobilität eines vom Netzwerk initiierten IP-Flusses, z. B. durch das PGW, wird ebenfalls unten offenbart.
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3 veranschaulicht ein Beispiel eines drahtlosen Systems 300, wobei das UE 304 (auch als ein drahtloses mobiles Computergerät bezeichnet) einen Umleitungspaketgenerator 302 beinhaltet. Das UE 304 in diesem Beispiel übermittelt durch die Mobilfunkschnittstelle Pakete des IP-Flusses 308 mit einem ersten Port, der in den LP-Header-Informationen angegeben ist. Wenn das UE 304 ermittelt, dass die Pakete des IP-Flusses 308 zur WLAN-Schnittstelle 112 umgeleitet werden sollen, erzeugt der Umleitungspaketgenerator 302 ein Umleitungspaket 400 (siehe 4) mit demselben ersten Port, der in einer IP-Header-Information enthalten ist, wie die Pakete des IP-Flusses 308. Das UE 304 empfängt über die WLAN-Schnittstelle 112 Paketinformationen mit demselben ersten Port, der in den IP-Header-Informationen angegeben sind, die vom PGW in Reaktion auf das Umleitungspaket 400 umgeleitet wurden.
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Der Umleitungspaketgenerator 302 kann als ein Prozessor implementiert werden, der ausführbare Anweisungen ausführt, die im Speicher gespeichert sind, der als Umleitungspaketgenerator wie hierin beschrieben fungiert. Es ist jedoch erkennbar, dass jede geeignete Struktur verwendet werden kann, z. B. diskrete Logik, zum Beispiel Zustandsmaschinen, oder jede andere geeignete Struktur. Der Umleitungspaketgenerator 302 im UE ermöglicht ein Verfahren für die Mobilität eines vom UE initiierten IP-Flusses. Wenn das Ziel außerdem ist, eine Umleitungspaketkontrolle auf Netzwerkebene ebenfalls oder stattdessen bereitzustellen, wie unten näher beschrieben, kann ein Umleitungspaketgenerator, ähnlich dem im UE dargestellten, im PGW oder jedem anderen beliebigen Netzwerkelement eingesetzt werden. Dies stellt einen Vorgang für die Mobilität eines vom Netzwerk initiierten IP-Flusses wie unten näher beschrieben dar.
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Das PGW 308 beinhaltet einen Umleitungspaketcontroller 306, der das Umleitungspaket 400 vom UE 304 empfängt und den IP-Fluss 308 an die andere RAT-Schnittstelle des UE umleitet. Der Umleitungspaketcontroller 306 kann auch als ein Prozessor implementiert werden, der ausführbare Anweisungen ausführt, die im Speicher gespeichert sind, der als Umleitungspaketcontroller wie unten näher beschrieben fungiert. Es ist jedoch erkennbar, dass jede geeignete Struktur verwendet werden kann, z. B. diskrete Logik, zum Beispiel Zustandsmaschinen, oder jede andere geeignete Struktur, wie gewünscht. Bevor der Umleitungspaketcontroller 306 den IP-Fluss 308 an die andere RAT-Schnittstelle des UE umleitet, muss der Umleitungspaketcontroller 306 u. U. ermitteln, ob diese Umleitung erlaubt ist. Zu diesem Zweck kann der Umleitungspaketcontroller 306 prüfen, ob diese Umleitung gegen die lokale Richtlinie im PGW verstößt, oder er kann eine andere Netzwerkfunktion, zum Beispiel die Policy and Charging Control(PCC)-Funktion bitten, zu ermitteln, ob diese Umleitung erlaubt ist.
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Wie des Weiteren in 3 veranschaulicht, tauschen das UE 304 und das PGW 308 Pakete des IP-Flusses Nr. 1 in diesem Beispiel über 3GPP-Zugangsnetzwerkschnittstelle 106 und eine entsprechende Zugangsschnittstelle im PGW anfänglich aus. Der IP-Fluss könnte aus Paketen zum Beispiel mit einem Protokolle bestehen, das gleich einem TCP ist, und einem Quell- oder Zielport, der gleich 80 ist. Im Allgemeinen jedoch könnten die Pakete des IP-Flusses andere Kriterien erfüllen, zum Beispiel dieselben Informationen in spezifischen Teilen ihrer IP-Header beinhalten sowie dieselben Informationen in spezifischen Teilen zusätzlicher Netzwerk-Header beinhalten (z. B. TCP-Header, HTTP-Header, ESP-Header usw.).
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Unter Bezugnahme auf 4–6 wird die Operation des Umleitungspaketgenerators 302 beschrieben. Wie dargestellt, kann zum Beispiel in Block 500 (5) die anfängliche Übermittlung ein einzelner IP-Fluss zum Beispiel von einem YouTube-Video oder einer anderen Informationsquelle sein. Wie in Block 502 dargestellt, kann das Verfahren die Übermittlung, zum Beispiel über die Mobilfunkschnittstelle 110 durch das Benutzergerät 304, von Paketen (Paketinformationen) eines ersten IP-Paketflusses mit einer ersten Header-Information beinhalten, die in deren Headern angegeben ist, z. B. in TCP-Headern, TCP-Headern usw. Wenn es eine Entscheidung gibt, den IP-Fluss Nr. 1 zum WLAN-Zugangsnetzwerk 108 zu verschieben, erzeugt der Umleitungspaketgenerator 302 ein Umleitungspaket 400 und sendet das Umleitungspaket 400 für IP-Fluss Nr. 1 über das WLAN Netzwerk 108, um dem PGW 308 anzugeben, dass er den IP-Fluss Nr. 1 zum WLAN-Zugangsnetzwerk 108 vom Mobilfunknetz 106 wie in Block 504 dargestellt umleiten möchte. Das Umleitungspaket 400 wird in diesem Beispiel vom Umleitungspaketgenerator 302 als Teil eines Datenverkehrslenkungsmoduls erstellt und wird in diesem Beispiel nicht durch die Anwendung 114 erstellt. Das Umleitungspaket 400 ist Teil des IP-Flusses Nr. 1, daher beinhaltet es dieselben ersten Header-Informationen, die auch in den Paketen von IP-Fluss Nr. 1 enthalten sind. Im Gegensatz zu den Paketen von IP-Fluss Nr. 1, die in ihren Header-Informationen einen Time-to-Leave(TTL)-Wert größer 1 haben, beinhaltet das Umleitungspaket einen TTL gleich 1. Das PGW 308 empfängt das Umleitungspaket 400 über eine zweite Zugangsschnittstelle des PGW von der zweiten RAT-Schnittstelle des UE, wie in Block 508 dargestellt. Wenn das Umleitungspaket 400 vom PGW 308 über den Umleitungspaketcontroller 306 empfangen wird, verwirft das PGW 308 das Umleitungspaket auf der IP-Schicht. Wie oben angegeben, beinhaltet das Umleitungspaket 400 dieselben ersten Header-Informationen wie die Paket im IP-Fluss Nr. 1, außer dass es Daten wie die Daten TTL = 1 enthält, die dazu führen, dass das Umleitungspaket verworfen wird. Das Umleitungspaket kann keine Daten als Teil seiner Nutzlast haben oder es kann zusätzliche Daten enthalten, falls gewünscht, zum Beispiel, um anzugeben, warum die Umleitung angefordert wird (z. B. wegen der Funksignalbedingungen oder zur Durchsetzung der lokalen oder ANDSF-Richtlinie usw.). Das PGW 308 kann feste Schnittstellen trennen, die zum Umleiten des Datenverkehrs verwendet werden, der zum UE über WLAN und über 3GPP mithilfe von Zugangsschnittstellen geht. Das PGW kann virtuelle Schnittstellen haben, zum Beispiel GTP(GPRS Tunneling Protocol)-Schnittstellen. Diese virtuellen Schnittstellen werden über physischen festen Schnittstellen implementiert (und sie sehen VPN-Tunneln ähnlich). Eine virtuelle Schnittstelle im PGW ist eine WLAN-Zugangsschnittstelle, die verwendet wird, um Datenverkehr zum UE über das WLAN zu senden, und eine andere virtuelle Schnittstelle im PGW ist eine Mobilfunkschnittstelle, die verwendet wird, um Datenverkehr an das UE über das 3GPP-Netzwerk zu senden. Das PGW kann eine WLAN-Schnittstelle haben, die eine virtuelle oder feste Schnittstelle sein kann, die einer WLAN RAT-Schnittstelle im UE entspricht und verwendet wird, um Datenverkehr zum UE über den WLAN-Zugang und ähnlich einer 3GPP(Mobilfunk)-Zugangsschnittstelle zu senden, die der 3GPP-Schnittstelle des UE entspricht. Das PGW 308 beinhaltet außerdem einen Umleitungspaketcontroller 306, der die Pakete des IP-Flusses Nr. 1 zum anderen RAT-Netzwerk 108 in Reaktion auf das Empfangen der Umleitungspakets durch Senden der umgeleiteten Paketinformationen des IP-Flusses Nr. 1 wie in Block 510 dargestellt umleitet. Wie in Block 512 dargestellt, empfangt das UE über die WLAN-Schnittstelle umgeleitete Paketinformationen mit denselben Header-Informationen wie den Header-Informationen, die in den Paketen von IP-Fluss Nr. 1 enthalten sind.
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In einem Beispiel kann das PGW 308 das Umleitungspaket (das als Anforderung behandelt wird) eines UE annehmen oder ablehnen, und wenn es abgelehnt wird, kann das PGW 308 weiterhin Downlink-Pakete für IP-Fluss Nr. 1 über das 3GPP-Zugangsnetzwerk 106 senden. Der Umleitungspaketcontroller 306 im PGW 308 entscheidet, die Umleitungsanforderung, die durch das Umleitungspaket 400 auferlegt wurde, anzunehmen oder abzulehnen, indem er zum Beispiel prüft, ob die angeforderte Umleitung gegen die lokale Richtlinie im PGW verstößt oder indem er eine andere Netzwerkfunktion, zum Beispiel die Policy and Charging Control(PCC)-Funktion bittet, zu ermitteln, ob die Umleitung erlaubt ist. Wie jedoch in 6 dargestellt, reagiert, wenn der Umleitungspaketcontroller 306 im PGW 308 das Umleitungspaket annimmt, der PGW 308 auf das Umleitungspaket 400 mit einem ICMP Time-Exceeded gemäß normalen IPv4/v6-Verfahren. Danach aktualisiert der PGW 308 seine Fluss-Binding-Tabelle und sendet nachfolgende Downlink-Pakete von IP-Fluss Nr. 1 über das WLAN-Netzwerk 108 als einen umgeleiteten IP-Paketfluss der Paketinformationen vom ersten RAT-Netzwerk 106 in Reaktion auf die Übermittlung des Umleitungspakets 400. Die Reaktion auf das Umleitungspaket mit einem ICMP Time-Exceeded ist als Daten 600 dargestellt.
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Wie in 7 dargestellt, aktualisiert das UE, wenn es das umgeleitete erste Downlink-Paket von IP-Fluss Nr. 1 über das WLAN-Netzwerk 108 empfängt, seine Fluss-Binding-Tabelle und sendet nachfolgende Uplink-Pakete 602 für IP-Fluss Nr. 1 über das WLAN-Netzwerk 108 an den PGW 308 zurück, um eine Umleitung in beide Richtungen durchzuführen. Anders gesagt, wenn das UE (oder PGW) mit dem Empfangen von Paketen von IP-Fluss Nr. 1 vom zweiten RAT vom PGW beginnt, beginnt es auch mit dem Senden von Paketen von IP-Fluss Nr. 1 zur zweiten RAT 108 über die zweite RAT-Schnittstelle. Somit sendet das UE (oder PGW, wenn es das Umleitungspaket 400 sendet) umgeleitete Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses zur zweiten RAT-Schnittstelle in Reaktion auf das Empfangen umgeleiteter Paketinformationen des ersten IP-Paketflusses von der zweiten RAT-Schnittstelle.
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Unter Bezugnahme auf 8 wird ein Beispiel eines UE 304 dargestellt und es ist selbstverständlich, dass 8 nur zur Veranschaulichung bereitgestellt wird, um Komponenten eines UE 304 in Übereinstimmung mit einem Aspekt der Offenbarung zu veranschaulichen, und kein vollständiges schematisches Diagramm der verschiedenen Komponenten sein soll, die für ein UE erforderlich sind. Das UE 304 kann verschiedene anderen Komponenten beinhalten, die in der Figur nicht dargestellt sind, oder es kann ein Kombination aus zwei oder mehr Komponenten oder eine Aufteilung einer bestimmten Komponente in zwei oder mehr getrennte Komponenten beinhalten und trotzdem dem Umfang der vorliegenden Offenbarung entsprechen. Die Beispielkomponenten können u. a. einen oder mehrere drahtlose Sender-Empfänger 800, einen Prozessor 802, einen oder mehrere Speicher 804, eine oder mehrere Ausgabekomponenten 806, eine oder mehrere Eingabekomponenten 808, eine Stromversorgung 810 und Geräteschnittstellen 812 beinhalten. Der drahtlose Sender-Empfänger 800 kann Mobilfunk-Sender-Empfänger 110 und WLAN-Sender-Empfänger 112 beinhalten. Der Prozessor fungiert als Umleitungspaketgenerator 302 neben dem Datenverkehrslenkungsmodul und Netzwerkstapelmodulen. Entsprechende ausführbare Anweisungen können im Speicher 804 gespeichert und vom Prozessor 802 ausgeführt werden.
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Der Mobilfunk-Sender-Empfänger 110 kann drahtlose Technologie für die Kommunikation nutzen, zum Beispiel u. a. auf Mobilfunk basierte Kommunikation wie analoge Kommunikation, digitale Kommunikation oder Kommunikation der nächsten Generation, wie durch den Mobilfunk-Sender-Empfänger dargestellt. Der Mobilfunk-Sender-Empfänger kann so konfiguriert sein, dass er die Mobilfunkverbindung zu einem PGW im Mobilfunknetz oder einem anderen geeigneten Netz aufbaut.
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Die WLAN-Sender-Empfänger 112 kann außerdem drahtlose Technologie nutzen und er kann Peer-to-Peer- oder Ad-hoc-Kommunikation beinhalten, zum Beispiel HomeRF, ANT, Bluetooth, IEEE 802.11(a, b, g oder n) oder andere Formen drahtloser Kommunikation wie Infrarot-Technologie. Die WLAN-Sender-Empfänger können genutzt werden, um das WLAN-Netzwerk aufzubauen.
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Die Geräteschnittstelle 812 kann eine direkte Verbindung bereitstellen und Hilfskomponenten oder Zubehör für zusätzliche verbesserte Funktionen wie nach dem Stand der Technik bekannt haben. Der Prozessor kann eine oder mehrere CPUs, DSP oder jeder beliebige andere geeignete Prozessor sein, der die ausführbaren Anweisungen ausführt, die im Speicher 804 gespeichert sind. Der Speicher 804 kann außerdem Daten sowie ausführbare Anweisungen wie nach Stand der Technik bekannt beinhalten und er kann jeder geeignete Speicher sein, wie zum Beispiel RAM, ROM oder jede andere geeignete Speichertechnologie, wie gewünscht.
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Mobilität eines vom Netzwerk initiierten IP-Flusses
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Dasselbe Verfahren kann verwendet werden, um Mobilität eines vom Netzwerk initiierten IP-Flusses zu unterstützen. In diesem Fall beinhaltet das PGW 308 einen Umleitungspaketgenerator 302 und initiiert die Übertragung des IP-Flusses und sendet das Umleitungspaket 400. Das UE beinhaltet einen Umleitungspaketcontroller 306 und nimmt den Empfang des Umleitungspakets über WLAN als Anforderung vom PGW 308 wahr, um IP-Fluss Nr. 1 zur WLAN-Schnittstelle zu übertragen. Das UE 304 beinhaltet einen Umleitungspaketcontroller 306, der ermittelt, ob diese Anforderung angenommen oder abgelehnt wird. (a) auf Basis seiner bereitgestellten Datenverkehrslenkungsregeln (z. B. Regeln, die vom ANDSF empfangen werden), (b) auf Basis der Funkbedingungen über WLAN und (c) auf Basis der implementierungsspezifischen Richtlinie und Benutzervoreinstellungen.
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Das UE kann zum Beispiel eine Anforderung ablehnen, einen YouTube IP-Fluss zum 3GPP-Zugang umzuleiten, wenn es eine ANDSF-Datenverkehrsrichtlinie hat, die YouTube über WLAN erfordert. Das UE kann eine Anforderung ablehnen, einen IP-Fluss zum WLAN-Zugang zu übertragen, wenn es das WLAN-Signal verloren hat oder wenn das WLAN-Signal sehr schwach ist. Das UE kann eine Anforderung ablehnen, einen IP-Fluss zu einem 3GPP-Zugang zu übertragen, wenn die Batterie des UE schwach ist und die lokale Richtlinie es dem UE verbietet, zwei Funkschnittstellen gleichzeitig zu verwenden.
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In einer anderen Ausführungsform markiert, wenn das UE eine Anforderung zur Übertragung eines IP-Flusses zum WLAN wegen den Bedingungen, z. B. vorübergehender Beschränkungen (z. B. weil das WLAN-Signal zurzeit schwach ist), ablehnt, es diesen IP-Flow im Speicher als „Übertragung erforderlich” für einen vorher festgelegten Zeitraum. Falls während dieses vorher festgelegten Zeitraums die Bedingung, die die Ablehnung der Umleitung bisher abgelehnt hat, nicht mehr vorhanden ist (z. B. das WLAN-Signal akzeptabel wird), initiiert das UE die Übertragung dieses IP-Flusses wie vorher durch das PGW angefordert. Alternativ kann das UE den IP-Fluss als „Übertragung erforderlich” markieren, bis die Bedingung, die die Markierung verursacht, nicht mehr vorhanden ist.
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Anders gesagt, das Verfahren und die Vorrichtung (UE oder PGW) können das Umleitungspaket empfangen und ermitteln, ob die Umleitung der bereitgestellten oder lokalen Richtlinie entspricht (z. B. wenn die Richtlinienanforderung der bereitgestellten ANDSF-Routingregel im UE entspricht oder wenn die Umleitungsanforderung den bereitgestellten PCC-Regeln im PGW entspricht). Alternativ oder zusätzlich kann das Empfangen des Umleitungspakets das Ermittein beinhalten, dass ein Signalpegel, der an der zweiten RAT-Schnittstelle empfangen wird, über einem gewünschten Schwellenwert liegt (z. B. am UE). Alternativ oder zusätzlich kann das Empfangen des Umleitungspakets das Ermitteln beinhalten, dass eine lokale Richtlinie des UE es dem UE ermöglicht, gleichzeitig die erste RAT-Schnittstelle und die zweite RAT-Schnittstelle zu verwenden (z. B. am UE oder PGW).
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Konflikte zwischen der Mobilität eines vom Netzwerk initiierten und vom UE initiierten IP-Flusses
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Da sowohl das PGW 306 als auch das UE 304 Operationen für die Mobilität des IP-Flusses initiieren können (durch Senden eines Umleitungspakets 400), kann es Situationen geben, in denen das PGW 306 einen bestimmten IP-Fluss zum WLAN-Zugang übertragen möchte, wähnend das UE 304 den IP-Fluss zum 3GPP-Zugang übertragen möchte. Zur Behandlung solcher Situationen werden die folgenden Prinzipien angewandt.
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Wenn das PGW 306 die Übertragung eines IP-Flusses zu einer anderen RAT-Schnittstelle anfordert und diese Anforderung vom UE 304 abgelehnt wird, markiert das PGW 306 den IP-Fluss im Speicher als „nicht übertragbar” und verzichtet darauf, die Mobilität für diesen IP-Fluss erneut anzufordern. Wie oben erörtert, wird dieser IP-Fluss im UE als „Übertragung erforderlich” markiert und das UE kann die Übertragung dieses IP-Flusses später initiieren, wenn die Ablehnungsbedingungen innerhalb eines vorher festgelegten Zeitraums beseitigt sind. Somit übermittelt das PGW 306 Paketinformationen eines ersten IP-Paketflusses über die erste RAT-Schnittstelle zum UE und sendet ein Umleitungspaket für den ersten IP-Paketfluss über die zweite RAT-Schnittstelle zu einem UE während der Übermittlung und markiert in Reaktion auf eine Ablehnung den ersten IP-Paketfluss als nicht an ein zweites RAT übertragbar. Das PGW 306 verzichtet darauf, ein weiteres Umleitungspaket für den ersten IP-Paketfluss zu senden.
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Wenn das UE 304 die Übertragung eines IP-Flusses an eine andere RAT-Schnittstelle anfordert, nimmt das PGW 306 diese Anforderung immer an, außer Fehler oder extreme Bedingungen treten im Netzwerk auf (zum Beispiel die Konnektivität zum anderen RAT ist vorübergehend nicht verfügbar). Wenn das PGW 306 eine UE-Anforderung nicht annimmt, kann der IP-Fluss aufgrund schlechter Funkbedingungen oder anderer Einschränkung im UE (z. B. Einschränkungen, die sich aus der Datenverkehrsrichtlinie im UE entwickelt haben) beendet werden.
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Neben anderen Vorteilen kann ein Umleitungspaket gesendet werden, um eine Umleitung zwischen einer ersten RAT-Schnittstelle und einer zweiten RAT-Schnittstelle zu verursachen, im Gegensatz dazu, dass zum Beispiel komplizierte Protokolle eingesetzt oder Routingregeln ausgetauscht werden müssen. Die Nutzung der Umleitungspaketmethode hat kleinere Auswirkungen auf das UE und PGW und muss keine anderen Netzwerkelemente beeinflussen und kann einfach implementiert werden.
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Die obige detaillierte Beschreibung und die hierin beschriebenen Beispiele wurden nur zu Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken präsentiert und nicht als Einschränkung. Die beschriebenen Operationen können zum Beispiel in jeder geeigneten Weise durchgeführt werden. Das Verfahren kann in jeder beliebigen geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden und trotzdem die beschriebene Operation und die beschriebenen Ergebnisse bereitstellen. Es wird daher erwägt, dass die vorliegenden Ausführungsformen sämtliche Modifizierungen, Varianten und Äquivalente abdecken, die dem Geist und Umfang der grundlegenden zugrundeliegenden Prinzipien entsprechen, die oben offenbart und hierin beansprucht werden. Des Weiteren wird, auch wenn die obige Beschreibung Hardware in Form eines Prozessors beschreibt, der Code ausführt, Hardware in Form einer Zustandsmaschine oder dedizierten Logik, die in der Lage ist, denselben Effekt zu produzieren ebenfalls erwägt.
