DE202005017283U1 - Drahtloses Kommunikationssystem zum Implementieren eines medienunabhängigen Handover zwischen technologisch verschiedenartigen Zugangsnetzen - Google Patents
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Abstract
Drahtloses
Kommunikationssystem zur Durchführung
eines medienunabhängigen
Handover (MIH), wobei das System aufweist:
mehrere Zugangsnetze, die gleichzeitig unter verschiedenen Standards im Einsatz sind, wobei jedes Zugangsnetz eine MIH-Funktion aufweist; und
mindestens eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU) mit Mehrprotokollstapel, die einen Protokollstapel mit einer Benutzerebene und einer Verwaltungsebene für einen medienunabhängigen Handover (MIH) aufweist, die mit der Benutzerebene in Kommunikation steht, um ansprechend auf von der Benutzerebene empfangene Auslöser Handover zwischen der WTRU und verschiedenen der Zugangsnetze zu verwalten, wobei die WTRU derart konfiguriert ist, daß sie mehrere drahtlose Standards unterstützt und eine MIH-Funktion aufweist, wobei die MIH-Funktionen der WTRU und der Zugangsnetze Informationen über Systembedingungen und die Netztopologie erhalten und nach Empfang eines MIH-Auslösers einen Handover von einem aktuellen Zugangsnetz zu einem anderen Zugangsnetz durchführen.
mehrere Zugangsnetze, die gleichzeitig unter verschiedenen Standards im Einsatz sind, wobei jedes Zugangsnetz eine MIH-Funktion aufweist; und
mindestens eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU) mit Mehrprotokollstapel, die einen Protokollstapel mit einer Benutzerebene und einer Verwaltungsebene für einen medienunabhängigen Handover (MIH) aufweist, die mit der Benutzerebene in Kommunikation steht, um ansprechend auf von der Benutzerebene empfangene Auslöser Handover zwischen der WTRU und verschiedenen der Zugangsnetze zu verwalten, wobei die WTRU derart konfiguriert ist, daß sie mehrere drahtlose Standards unterstützt und eine MIH-Funktion aufweist, wobei die MIH-Funktionen der WTRU und der Zugangsnetze Informationen über Systembedingungen und die Netztopologie erhalten und nach Empfang eines MIH-Auslösers einen Handover von einem aktuellen Zugangsnetz zu einem anderen Zugangsnetz durchführen.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationssysteme. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein drahtloses Kommunikationssystem zum Implementieren von medienunabhängigen Handovern (MIHs) zwischen technologisch verschiedenartigen Zugangsnetzen (ANs).
- Verschiedene Arten von drahtlosen Kommunikationssystemen wurden entwickelt, um verschiedene Arten von Diensten bereitzustellen. Einige Beispiele für die drahtlosen Kommunikationssysteme umfassen das drahtlose lokale Netzwerk (WLAN), das drahtlose Weitverkehrsnetz (WWAN) und zellulare Netzwerke, wie etwa universelle mobile Telekommunikationssysteme (UMTS). Jedes dieser Systeme wurde entwickelt und darauf zugeschnitten, spezifische Anwendungen bereitzustellen.
- Mit der um sich greifenden Einführung von drahtlosen Kommunikationsnetzen in Unternehmens-, Wohn- und öffentlichen Bereichen kann eine durchgängige Anschlußmöglichkeit unterstützt werden, während die Benutzer derartiger Netzwerke sich von einem Netzwerk zum anderen bewegen. Mit dem neu entstehenden "Immer-Online"-Lebensstil, ist es notwendig, daß drahtlose Sende/Empfangseinheiten (WTRUs) (d.h. Mobilstationen (MS)) mehrere heterogene Netzwerke unterstützen. Somit ist ein nahtloser Handover zwischen diesen Netzwerken erwünscht.
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Kommunikationssystem, das mindestens eine IEEE 802-Mehrprotokollstapel-WTRU und mehrere technologisch verschiedenartige Zugangsnetze, wie etwa IEEE 802.X-Netzwerke und Netzwerke des Partnerschaftsprojekts der dritten Generation (3GPP) umfaßt, die gleichzeitig im Einsatz sind. Sowohl die Mehrprotokollstapel-WTRU als auch die technologisch verschiedenartigen Netzwerke umfassen eine medienunabhängige Handover-Funktion (MIH-Funktion). Die WTRU ist derart konfiguriert, daß sie MIH-Informationen, die von einem der IEEE 802.X-Netzwerke übertragen werden, liest, 3GPP-Authentifizierungs- und Zulassungsverfahren auf der Basis der MIH-Informationen einleitet, eine lokale Internetprotokolladresse (IP-Adresse) erhält, einen Tunnel zu einem Paketdaten-Gateway (PDG) in einem 3GPP-Kernnetz einrichtet, eine Care-of-Adress (CoA) erstellt und die CoA bei einem Heimatagent der WTRU registriert, wodurch für die WTRU bestimmte Daten auf der Basis der CoA über den Heimatagenten durch den neuen Tunnel leitweggelenkt werden, welcher zwischen dem Heimatagenten und einem Fremdagent aufgebaut ist.
- Ein detaillierteres Verständnis der Erfindung kann aus der folgenden Beschreibung erhalten werden, die beispielhaft gegeben wird und die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu verstehen ist, wobei:
-
1 ein Blockschaltbild eines drahtlosen Kommunikationssystems ist, das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist; -
2 Handovers zwischen ANs und innerhalb von ANs gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt; -
3 einen Protokollstapel zeigt, der gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist; -
4 eine medienunabhängige Handover-Verwaltungsebene (MIH-Verwaltungsebene) gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; -
5A und5B Protokollstapel einer Mehrprotokollstapel-WTRU und den Medienzugriff gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; -
6 eine MIH-Zustandsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt; -
7A ,7B ,7C ,8A und8B externe Dienstzugangspunkte (SAPs) gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen; -
9 die Verwendung von drei Gruppen beispielhafter Auslöser darstellt; -
10A und10B zusammen genommen ein Verfahren für den Systemzugriff zeigen, wobei IEEE 802.x und WLAN/3GPP zusammenarbeiten; -
11A –11C zusammen genommen ein Verfahren für den Systemzugriff, einen IEEE 802.X- und 3GPP-Zusammenarbeits-Fehlerfall zeigen; -
12A und12B zusammen genommen ein Verfahren für einen von der WTRU eingeleiteten und von der WTRU gesteuerten Handover von 802.X zu 3GPP zeigen; -
13 den Aufbau eines Tunnels zwischen einer WTRU und einem Paketdaten-Gateway (PDG) zeigt; -
14A –14C zusammen genommen ein Verfahren für einen von der WTRU eingeleiteten Handover von 3GPP zu IEEE 802.11 zeigen; -
15 das Einrichten des GPRS-Tunnelprotokoll-Tunnels (GTP-Tunnels) zeigt; -
16A und16B zusammen genommen ein Verfahren für einen von der WTRU eingeleiteten Handover von 802.X zu 802.3 zeigen; -
17A und17B zusammen genommen ein Verfahren für einen von der WTRU eingeleiteten Handover von 802.3 zu 802.X zeigen; -
18A und18B zusammen genommen ein Verfahren für einen von der WTRU eingeleiteten und gesteuerten Inter-802-Handover zeigen; -
19A und19B zusammen genommen ein Verfahren für einen von der WTRU eingeleiteten und von der WTRU gesteuerten Inter-802-Handover-Fehlerfall Erfindung zeigen; -
20A und20B zusammen genommen ein Verfahren für einen von dem Netzwerk eingeleiteten und vom Netzwerk gesteuerten Inter-802-Handover zeigen; -
21 ein Verfahren für einen von der WTRU eingeleiteten schnellen Inter-802-Handover zeigt; und -
22 ein Verfahren zum Implementieren von hierarchischem MIPv6 (HMIPv6) unter Verwendung eines von der WTRU eingeleiteten schnellen Inter-802-Handover-Nachrichtenflusses zeigt. - Der Begriff "drahtlose Sende/Empfangseinheit" (WTRU) umfaßt hier im weiteren eine Mobilstation (MS), ein Benutzergerät (UE), eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen Funkrufempfänger oder jede andere Art von Vorrichtung, die fähig ist, in einer verdrahteten oder drahtlosen Umgebung zu arbeiten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
-
1 ist ein Blockschaltbild eines drahtlosen Kommunikationssystems100 , das gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Das drahtlose Kommunikationssystem100 umfaßt mehrere ANs1021 –102X ,1041 –104X , die gleichzeitig unter verschiedenen Standards eingesetzt sind, und mehrere Kernnetze (CN)1061 –106X des Partnerschaftsprojekts der dritten Generation (3GPP). Eine IEEE 802-Mehrprotokollstapel-WTRU110 kann auf jedes der ANs1021 –102X ,1041 –104X zugreifen, während sie einen Handover zwischen ANs1021 –102X ,1041 –104X ausführt. Die ANs1021 –102X ,1041 –104X umfassen IEEE 802-ANs1021 –102X und 3GPP-Funkzugangsnetze (RANs)1041 –104X , sind jedoch nicht darauf beschränkt. Die IEEE 802-ANs1021 –102X können unter IEEE 802.3-, IEEE 802.11-, IEEE 802.15- und IEEE 802.16-Standards arbeiten. Die vorliegende Erfindung wird hier im weiteren unter Bezug auf IEEE 802-ANs und ein 3GPP-RAN erklärt, aber die vorliegende Erfindung ist auf beliebige andere Arten oder ANs anwendbar. - Jedes der 3GPP-RANs
1041 –104X umfaßt eine Basisstation (BTS)/einen Node B107 und eine Basisstationssteuerung (BSC)/Funknetzsteuerung (RNC)108 . Die BSC/RNC107 ist mit einem von mehreren 3GPP-Kernnetzen (CN)1061 –106X verbunden. Die IEEE 802-ANs1021 –102X weisen eine Mehrschichtmedien-Schnittstelleneinheit112 und ein Zugangsgateway114 auf. Die Mehrschichtmedien-Schnittstelleneinheit112 führt Funktionen der physikalischen Schicht und Funktionen der Medienzugriffssteuerungsschicht (MAC) aus. Das Zugangsgateway114 ist eine vereinheitlichte Schnittstelle zu externen Netzwerken, wie etwa dem Internet120 oder den 3GPP-CNs1061 –106X . Das Zugangsgateway114 umfaßt, eine Zugangsleitweglenkungseinrichtung (Router)116 zum Leitweglenken von Datenpaketen zu und von den externen Netzwerken. Daher kann die IEEE 802-Mehrstapel-WTRU110 mit einem CoN140 über das Internet120 kommunizieren. Die IEEE 802-Mehrprotokollstapel-WTRU110 kann über ein Heimatnetzwerk146 auch mit einem Heimatagenten (HA)142 und einem Heimatserver für Authentifizierung, Zulassung und Vergebührung (AAA-Server)144 kommunizieren. - Jedes der 3GPP-CNs
1061 –106X umfaßt einen AAA-Server132 , ein WLAN-Zugangsgateway (WAG)134 , ein PDG/einen Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten (GGSN)/einen Fremdagenten (FA)136 und einen betreuenden GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN)138 . Der GGSN und das PDG können als FAs arbeiten, wenn IPv4 unterstützt werden muß. Das PDG kann aus einem vorhandenen GGSN implementiert werden, wobei eine Teilmenge einer GGSN-Funktion und ein Tunnelendpunkt verwendet werden. Das WAG134 ist ein Gateway, über das Daten zu und von der Zugangsleitweglenkungseinrichtung116 in den ANs1021 –102X leitwegegelenkt werden, um die IEEE 802-Mehrprotokollstapel-WTRU mit 3GPP-Diensten zu versorgen. Der 3GPP-AAA-Server132 stellt AAA-Dienste für die IEEE 802-Mehrprotokollstapel-WTRU110 bereit. Das PDG136 ist ein Gateway für 3GPP-paketvermittlungsbasierte (PS-basierte) Dienste. -
2 stellt zwei verschiedene Handover-Szenarien dar, die gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert sind. In2 sind zwei verschiedene IEEE 802-ANs2021 ,2022 im Einsatz. In einem ersten Szenario wird ein Handover mit mobilem Internetprotokoll (MIP) zwischen der IEEE 802-Mehrprotokollstapel-WTRU110 und zwei verschiedenen ANs2021 ,2022 implementiert. In einem zweiten Szenario wird ein Handover zwischen der IEEE 802-Mehrprotokollstapel-WTRU110 und zwei verschiedenen IEEE 802-Medienzugriffsseinheiten (MA-Einheiten)2121 ,2122 innerhalb des gleichen IEEE 802-AN2022 implementiert. Da die Mobilität unterhalb von Schicht3 erledigt werden kann ist in dem zweiten Fall kein MIP erforderlich. -
3 zeigt einen Protokollstapel300 , der gemäß der vorliegenden Erfindung konfiguriert ist. Der Protokollstapel umfaßt eine Benutzerebene310 und eine getrennte MIH-Verwaltungsebene320 zum Ausführen eines MIH-Betriebs. Die MIH-Verwaltungsebene320 ist parallel zu der Benutzerebene310 . - Die MIH-Verwaltungsebene
320 umfaßt eine MIH-Konvergenzfunktion (HLCF)322 der höheren Schichten, eine Handover-Funktion (HOF)324 und eine MIH-Konvergenzfunktion (LLCF)326 der unteren Schichten. Die MIH-HLCF322 stellt eine Schnittstelle zwischen der MIH-Handover-Ebene320 und der Mobilitätsverwaltungseinheit in einer bestimmten Technologie bereit. Die HOF324 sammelt Handover-Ereignisse von der MIH-LLCF326 und bestimmt auf der Basis gewisser Kriterien (z.B. Verbindungsqualität, Dienst und Anmeldung), ob ein Handover erforderlich ist. Die MIH-LLCF326 stellt einen Ereignisdienst bereit, der Ereignisse der physikalischen Schicht (PHY) und der MAC-Schicht, die für eine bestimmte Technologie spezifisch sind, zusammenträgt. Der Ereignisdienst kann konfiguriert werden, um einen Satz von MAC- und PHY-Messungen zu bestimmen, die gesammelt werden müssen. Wenn gewisse Ereignisse oder eine Sammlung davon gewisse konfigurierte Kriterien erfüllt (z.B. einen Schwellwert für den Rauschabstand (SNR)), wird eine Ereignismeldung erzeugt. Die MIH-HLCF322 und die MIH-LLCF326 sind implementierungsspezifisch und es sollte bemerkt werden, daß jede Beschreibung der MIH-HLCF und der MIH-LLCF in der vorliegenden Erfindung als ein Beispiel, nicht als eine Einschränkung, zur Verfügung gestellt wird und jegliche anderen Variationen möglich sind. - Wie in
3 dargestellt, kann die MIH-Verwaltungsebene320 neben einer anderen technologiespezifischen Handover-Funktion (HO-Funktion)330 (z.B. schneller IEEE 802.11r-Handover innerhalb von ESS oder IEEE 802.16-Netzverwaltugns-Mobilitätsfunktionen) bestehen. Wenn keine andere Handover-Einheit vorhanden ist, werden Handover-Auslöser von der PHY und der MAC direkt an die MIH-LLCF326 gesendet. Wenn die MIH-Handover-Ebene320 neben der technologiespezifischen HO-Verwaltungsebene330 besteht, wird ein zweistufiges Handover-Verfahren verwendet, das implementierungsspezifisch ist. Zum Beispiel kann eine Handover-Verwaltungseinheit die Steuerung der Handover-Verfahren übernehmen, oder eine Kombination von Funktionen von beiden Einheiten kann implementiert werden. -
4 zeigt eine detaillierte MIH-Verwaltungsebene320 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die MIH-Handover-Ebene320 schließt über Konvergenzfunktionen sowohl an höhere als auch an untere Schichten an. Diese Konvergenzfunktionen sind systemspezifisch, und es können mehrere Funktionen vorhanden sein, um alle systemspezifischen Merkmale zu unterstützen. - Bevorzugt sind mehrere MIH-HLCFs
322 und MIH-LLCFs326 vorgesehen. Zum Beispiel eine zellulare MIH-HLCF322a zum Anschluß an ein zellulares System, eine mobile IP-MIH-HLCF322b für Mobile-IP-Wechselwirkungen und eine Intra-IP-Subnetz-MIH-HLCF322c für den Handover innerhalb des gleichen IP-Subnetzes für die HLCF, und eine zellulare MIH-LLCF326a für ein Zellularsystem und eine 802.X-MIH-LLCF326b ,326c für IEEE 802-Systeme für die LLCF. -
5A und5B zeigen Protokollstapel der IEEE 802-Mehrprotokollstapel-WTRU110 und eines IEEE 802-AN gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie weiter oben festgestellt, ist sowohl in der IEEE 802-Mehrprotokollstapel-WTRU110 als auch dem AN eine MIH-Verwaltungsebene parallel zu der Benutzerebene vorgesehen, und die MIH-LLCF schließt an die MAC- und PHY-Schichten an, und die MIH-HLCF schließt an Anwendungen auf höheren Schichten an. -
6 zeigt eine MIH-Zustandsmaschine600 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die MIH-Zustandsmaschine600 ist sowohl auf ein Netzwerk als auch auf eine WTRU und ob der Handover vom Netzwerk eingeleitet oder von der WTRU eingeleitet wird, anwendbar. Fünf Zustände sind wie folgt definiert: ein Initialisierungszustand602 , ein Netzwerk-Ausfindigmachungs-/Aktualisierungszustand604 , ein stationärer MIH-Zustand606 , ein MIH-Handover-Vorbereitungszustand608 und ein MIH-Festlegungszustand610 . - In dem Initialisierungszustand
602 werden Handover-Konfigurationsparameter initialisiert, und dann wird ein Übergang zu dem Netzwerkausfindigmachungs/Aktualisierungszustand604 vollzogen. In dem Netzwerkausfindigmachungs-/Aktualisierungszustand604 sammelt die MIH-Verwaltungsebene320 Informationen über Systembedingungen und die Netzwerktopologie einschließlich von Nachbarlisten mit unterschiedlicher Technologie. Ein Übergang in den stationären MIH-Zustand606 wird vollzogen, wenn eine Startbedingung für den stationären MIH-Zustand erfüllt ist (Schritt612 ), und ein Übergang zurück zu dem Netzwerkausfindigmachungs-/Aktualisierungszustand604 wird vollzogen, wenn eine Beendigungsbedingung für den stationären MIH-Zustand erfüllt ist (Schritt614 ). Während des Betriebs führt die MIH-Verwaltungsebene320 Netzaktualisierungen durch, um die neuesten Systembedingungen zu erhalten. Der stationäre MIH-Zustand606 stellt den Zustand dar, wenn der Verbindungszustand gut ist und kein Bedarf zur Ausführung eines Handover besteht. Die Netzwerkausfindigmachung kann jedoch im Hintergrund durchgeführt werden, um die neuesten Nachbarlistenbedingungen zu erhalten. - Nach Empfang einer MIH-Handover-Anforderung, wird, falls kein Handover innerhalb einer Technologie im Gange ist, ein Übergang zu einem MIH-Handover-Vorbereitungszustand
608 vollzogen, um eine neue Verbindung vorzubereiten (Schritt616 ). Bevorzugt wird die neue Verbindung aufgebaut, ohne die aufgebaute Verbindung zu lösen (d.h. Aufbauen vor dem Unterbrechen). Wenn der MIH-Handover-Aufbau abgebrochen wird (Schritt618 ), geht der MIH zurück zum stationären MIH-Zustand606 . Wenn die MIH-Handover-Vorbereitung richtig zustande kommt, vollzieht der MIH einen Übergang zu einem MIH-Handover-Festlegungszustand610 , solange kein Handover innerhalb einer Technologie im Gange ist (Schritt620 ). Wenn der MIH-Handover erfolgreich durchgeführt wird (Schritt624 ), vollzieht der MIH einen Übergang zurück zu dem stationären MIH-Zustand606 . Wenn der MIH-Handover jedoch abgebrochen wird (Schritt622 ), vollzieht der MIH einen Übergang zurück zu dem MIH-Handover-Vorbereitungszustand608 . - Der Informationsfluß über Grenzen zwischen den Schichten hinweg wird in Form von Dienstzugangspunkten (SAPs) beschrieben, die durch Grundelemente definiert werden, welche verschiedene Informationseinheiten darstellen und bewirken, das Aktionen stattfinden. Da es mehrere Teilschichten gibt, werden SAPs von jeder der spezifischen Konvergenzfunktionen unterteilt in: die, welche MIH-Handover-Dienste an die MIH-HLCFs bereitstellen, die, welche MIH-Handover-Dienste an die MIH-LLCFs bereitstellen, und einen Satz von Diensten, der für externe Schichten (Nicht-IEEE-Standardschichten) bereitgestellt wird.
7A –7C ,8A und8B zeigen externe SAPs gemäß der vorliegenden Erfindung. - Auslöser werden verwendet, um interne, externe und Partnerkommunikation bereitzustellen. Diese Auslöser erscheinen als solche nicht auf dem Medium (z.B. der Zugangs- schnittstelle), sondern dienen dazu, die Beziehungen zwischen den verschiedenen Schichten und Ebenen klarer zu definieren.
9 stellt die Verwendung von drei Gruppen von beispielhaften Auslösern dar. Sie sind als A, B und C gekennzeichnet. Die Nummer stellt die Abfolge der Auslöser innerhalb der gleichen Gruppe dar. - Die Gruppe A stellt eine Partner-Partner-Kommunikation zwischen einem ersten Partner
910 und einem zweiten Partner950 dar. Sowohl der erste Partner910 als auch der zweite Partner950 weisen jeweils eine MIH-Verwaltungsebene920 ,970 und eine Benutzerebene930 ,960 auf. Eine einleitende Dienstanforderung von einer MIH-Handover-Funktion924 an eine MIH-LLCF926 wird von dem "Anforderungs-"Auslöser (1A) bereitgestellt. Diese Anforderung wird, wie in einer gestrichelten Linie gezeigt, an die MIH-LLCF976 des zweiten Partners gesendet. Die MIH-LLCF976 in dem zweiten Partner erzeugt einen "Meldungs-" Auslöser (2A), um die MIH-Hand-over-Funktion974 über die Anforderung zu informieren. Die MIH-Handover-Funktion974 antwortet mit einem "Antwort-" Auslöser (3A) an die MIH-LLCF976 . Die Antwort wird über die Verbindung an die LLCF926 auf dem ersten Partner gesendet, und die LLCF926 sendet einen "Bestätigungs-" Auslöser (4A) an die MIH-Handover-Funktion924 . - Wenn die Information innerhalb der gleichen Verwaltungsebene und innerhalb des gleichen Knotens von der Einheit der höheren Ebene an die Einheit der unteren Ebene transportiert wird, wird, wie durch 1A und 4A gezeigt, ein "Anforderungs-" "Bestätigungs-" Paar verwendet.
- Die Gruppe B stellt das Szenario dar, wenn die Informationen innerhalb der gleichen Verwaltungsebene und innerhalb des gleichen Knotens von der Einheit der unteren Ebene zu der Einheit der höheren Ebene transportiert werden. Wie durch 1B und 2B gezeigt, wird ein "Meldungs-" "Antwort-" Paar verwendet.
- Die Gruppe C stellt das Szenario dar, wenn Informationen zwischen der MIH-HLCF
922 ,972 und Anwendungen der höheren Schichten, wie etwa der mobilen IP-Funktion932 ,962 ausgetauscht werden. Wie durch 1C und 2C gezeigt, wird ein "Meldungs-" "Antwort-" Paar verwendet. - Gemäß der vorliegenden Erfindung werden mehrere Ferntransportoptionen unterstützt. Der MIH kann generische Nachrichten senden, die als Grundelemente an eine MAC-Schicht weitergeleitet werden, so daß dedizierte Verwaltungsnachrichten verwendet werden können, um die Informationen auszutauschen und als SAP-Grundelemente an die MIH-Funktion der anderen Seite zugestellt zu werden. Der MIH kann Nachrichten durch MIP-Hersteller-spezifische Erweiterungen erzeugen und austauschen. Ähnlich zu 802.1X können Ethernetartige Rahmen verwendet werden, um Informationen zwischen Verwaltungsebenen auszutauschen. Ein hybrider Ansatz kann verwendet werden, wobei verschiedene Konvergenzschichten verschiedene Transportmechanismen implementieren.
- Interne Auslöser sind die Auslöser innerhalb von MIH-Funktionen. Externe Auslöser sind die zwischen einer MIH-Verwaltungsebene und einer Benutzerebene. Die Tabellen 1 und 2 sind eine Zusammenfassung von externen Auslösern und internen Auslösern. Die Auslöser MIH_PHY.set, MIH_PHY.get und MIH_PHY.reset entsprechen einem MIH_PHYCONFIG-Auslöser. Die Auslöser MIH_MAC.set, MIH_MAC.get und MIH_MAC.reset entsprechen einem MIH_MACCONFIG-Auslöser. Diese Auslöser konfigurieren die Informationen, die über die Luft per Rundruf gesendet werden sollten, um die WTRU beim Ausfindigmachen und Auswählen eines geeigneten Netzwerks zu unterstützen. Außerdem legen diese Auslöser einen Schwellwert fest, innerhalb dessen sowohl die verwendeten PHY- als auch MAC-Schichten bestimmen, wann ein Ereignis ausgelöst werden sollte.
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10A und10B zeigen zusammen genommen ein Verfahren1000 für den Systemzugang und die Zusammenarbeit zwischen IEEE 802.X und WLAN/3GPP. Die WTRU110 wird eingeschaltet, und die HOF324 wird initialisiert. Die WTRU110 führt ein Abtasten (aktiv oder passiv) durch, um ein geeignetes WLAN/3GPP-Netzwerk zu finden (Schritt1002 ). Das WLAN sendet zu diesem Zweck regelmäßig Beacon-Rahmen. Die MIH-Funktion des WLAN kann jederzeit Änderungen des Inhalts der Beacon-Rahmen anfordern (Schritt1004 ), was durch eine MIH_MACCONFIG-Nachricht weitergegeben wird (Schritt1006 ). Dies kann entweder als eine manuelle Anforderung von dem Verwaltungssystem oder dynamisch auf der Basis von Funkumgebungsmessungen oder ähnlichem passieren. - Wenn ein WLAN-Netzwerk gefunden wird, liest die WTRU
110 Beacon-Informationen, die von dem Netzwerk gesendet werden (Schritt1008 ). Alternativ kann die WTRU110 versuchen, Systeminformationen entweder durch Abtastanforderungs- und Abtastantwortnachrichten abzuholen, oder indem sie in einem späteren Stadium auf eine bekannte Datenbank innerhalb des Kandidatensystems zugreift. - Wenn die Beacon-Rahmen erkannt werden, identifiziert die WTRU
110 zuerst (z.B. durch ein spezifisches 802.21-Flag, das in dem Rundruf auf dem Beacon-Rahmen gesendet wird), ob MIH-Informationen unterstützt werden. Falls ja, liest die WTRU110 seinen Inhalt. Alle innerhalb eines Beacon-Rahmens gefundenen MIH-Informationen (z.B. Kennung des Systembetreibers, PGS (W-APN), benachbarte Karten und SMS, IMS, VoIP und andere Systemfähigkeiten) werden über eine MIH_MACINFO-Nachricht an die HOF324 weitergegeben (Schritt1010 ). MIH-spezifische Informationen werden entweder manuell oder dynamisch durch die AN-HOF324 eingestellt oder aktualisiert. - Die HOF
324 ruft Systeminformationen ab, wählt basierend auf diesen Informationen ein Kandidaten-3GPP-Netzwerk aus und löst 3GPP-Authentifizierungs- und Verbindungsverfahren zu dem ausgewählten Netzwerk aus (Schritt1012 ). Der MIH ordnet die Authentifizierung und Verbindung durch eine MIH_MACORDER-Nachricht an (Schritt1014 ). Zwischen der WTRU110 und dem AG114 wird ein erweiterbares Authentifizierungsprotokollverfahren über ein lokales Netzwerk (LAN) (EAPOL) eingeleitet (Schritt1016 ). Als ein Teil dieses Verfahrens stellt die WTRU110 die relevante Netzzugangskennung (NAI) bereit. Das AG114 verwendet die NAI, um ein Authentifizierungsverfahren an den relevanten AAA-Server leitwegzulenken. Das AG114 löst die EAP-Authentifizierung-Schlüsselverständigungsauthentifizierungs- (AKA-Authentifizierung) und Weiterleitungsnachrichten an einen 3GPP-AAA-Server132 aus (Schritt1018 ). Das AG114 kann AAA-Nachrichten an andere Server leitweglenken, um Grunddienste bereitzustellen. - Die erfolgreiche Leitweglenkung von EAP-AKA-Nachrichten führt zum Aufbau eines Internetprotokoll-Sicherheitstunnels (IPsec-Tunnel), der EAP-AKA-Nachrichten transportiert (Schritt
1020 ). Außerdem kann das AG114 die NAI verwenden, um zu bestimmen, ob der Benutzer einen Grund- oder Vorzugsdienst benötigt. Außerdem kann die NAI verwendet werden, um Nachrichten an bestimmte Anschlüsse leitwegzulenken, die nur Dienste, wie etwa für diesen bestimmten Benutzer verfügbare Netzwerkfähigkeiten, bereitstellen. - Nach der erfolgreichen Authentifizierung und Zulassung bekommt die WTRU
110 von dem lokalen dynamischen Host-Konfigurationsprotokoll-Server (DHCP-Server) oder unter Verwendung des Adreßauflösungsprotokolls (ARP) eine lokale IP-Adresse (Schritt1022 ). Unter Verwendung des ausgewählten PDG (-APN) leitet die WTRU110 einen voll qualifizierten Domänennamen (FQDN) ab (Schritt1024 ). Die WTRU110 verwendet den FQDN, um unter Verwendung des lokalen Domänennamen-Servers (DNS) die IP-Adresse des relevanten PDG abzuleiten (Schritte1026 und1028 ). Wenn die PDG-IP-Adresse einmal erhalten wird, kann ein WTRU-PDG-Tunnel aufgebaut werden (Schritt1030 oder1032 ). - Der WTRU-PDG-Tunnel kann auf vier verschiedene Arten aufgebaut werden: 1) die WTRU
110 baut direkt zu dem PDG einen Tunnel auf; 2) die WTRU110 baut einen Tunnel zu dem WAG134 auf, und ferner wird ein Tunnel von dem WAG134 zu dem PDG136 eingerichtet; 3) das AG114 baut einen Tunnel von dem WAG134 auf, und dann wird ferner ein Tunnel von dem WAG134 zu dem PDG136 eingerichtet; 4) das AG114 baut einen Tunnel direkt zu dem PDG136 auf. - Wenn der Tunnel einmal aufgebaut ist, empfängt die WTRU
110 entweder Agenten-Bekanntmachungsnachrichten von dem PDG (das als ein Fremdagent arbeitet) oder fordert es unter Verwendung einer Agenten-Abrufnachricht gemäß RFC2002 an (Schritt1034 ). Die WTRU110 verwendet die PDA-Leitweglenkungseinrichtungsadresse, um ihre Care-of-Adress (CoA) aufzubauen (Schritt1036 ). Die WTRU110 registriert ihre CoA bei ihrem Heimatagenten (HA)142 (Schritt1038 ). Die für die WTRU110 bestimmten Daten werden nun basierend auf der gelieferten CoA über den HA142 durch einen neuen Tunnel leitweggelenkt, der zwischen dem HA142 und dem FA136 aufgebaut ist (Schritt1040 ). -
11A –11C zeigen zusammen genommen ein Verfahren1100 für den Systemzugang und einen Fehlerfall bei der Zusammenarbeit zwischen 802.X und 3GPP. Die WTRU wird eingeschaltet und die MIH-Handover-Funktion wird initialisiert. Die WTRU führt eine Abtastung (aktiv oder passiv) durch, um ein geeignetes WLAN-/3GPP-Netzwerk zu finden (Schritt1102 ). Das WLAN sendet zu diesem Zweck regelmäßig Beacon-Rahmen. Die HOF324 des WLAN kann jederzeit Änderungen des Inhalts des Beacon-Rahmens anfordern (Schritt1104 ), was durch eine MIH_MACCONFIG-Nachricht weitergegeben wird (Schritt1106 ). Wenn ein WLAN-Netzwerk gefunden wird, liest die WTRU Beacon-Informationen (Schritt1108 ). Die WTRU liest Beacon-Informationen, und sie werden über eine MIH_MACINFO-Nachricht an die HOF324 weitergegeben (Schritt1110 ). - Die MIH-Funktion bestimmt, ob einer oder mehrere Werte, die in den Systeminformationsparametern bereitgestellt werden, die notwendige Bedingung für den Systemzugang erfüllen (Schritt
1112 ). Zum Beispiel bestimmt die MIH-Funktion, ob der Systembetreiber gesperrt ist, die Dienstqualität (QoS) passend ist, oder ob innerhalb einem in der Nachricht bereitgestellten möglichen Nachbarsatz ein besserer Kandidat identifiziert wird. - Wenn die MIH-Funktion bestimmt, daß die durch den Informationsdienst bereitgestellten Parameter die intern konfigurierten Anforderungen nicht erfüllen, dann fordert die MIH-Funktion die MAC-Schicht unter Verwendung einer MAC ORDER-Nachricht auf, in die Abtastphase zurückzukehren (Schritt
1114 ). - Wenn die Anforderungen erfüllt sind, löst die MIH-Funktion unter Verwendung einer MIH_MACORDER-Nachricht die EAPOL-Authentifizierung aus (Schritt
1116 ), und das EAPOL-Verfahren wird eingeleitet (Schritt1118 ). Das AG114 kann auf der Basis der NAI, die das Authentifizierungsverfahren ausgelöst hat, oder des Authentifizierungsverfahrens selbst das Dienstniveau bestimmen, das der Benutzer benötigt (z.B. 3GPP-IMS). - Die WTRU-Authentifizierung wird gemäß den EAPOL-Verfahren durchgeführt (Schritt
1120 ). Wenn die Authentifizierung fehlschlägt, wird der Systemzugang verweigert, und die WTRU kehrt in den Initialisierungszustand zurück (Schritt1122 ). Wenn die bereitgestellte NAI sich auf keinen 3GPP-Server auflösen läßt, kann das AG114 den Zugang ablehnen oder den lokalen Server zu einer weiteren Verarbeitung anweisen (Schritt1124 ). Zum Beispiel kann das AG114 bestimmen, daß der Benutzer immer noch berechtigt ist, Grunddienste zu empfangen, wenngleich das Authentifizierungsverfahren für Vorzugsdienste fehlgeschlagen ist. Wenn das AG114 nicht fähig ist, die Authentifizierungsanforderung leitwegzulenken, kann es antworten, indem es die verfügbaren AAA-Server anzeigt, wo die Anforderung leitweggelenkt werden kann. Wenn die WTRU bestimmt, daß es keine geeigneten AAA-Server gibt, kann die WTRU sich entscheiden, in den Initialisierungszustand zurückzukehren (Schritt1126 ). - Wenn eine erfolgreiche Leitweglenkung von AAA-Nachrichten erreicht ist, wird ein IPSec-Tunnel zwischen dem AG
114 und dem 3GPP-AAA-Server132 aufgebaut, und das AG114 leitet eine EAP-Nachricht an den AAA-Server132 weiter (Schritt1128 ). Das AG114 wirkt als ein Authentifikator zwischen der WTRU und dem AAA-Server. Das AG114 leitet Authentifizierungsnachrichten zwischen der WTRU und dem relevanten AAA-Server weiter. - Wenn die WTRU am zellularen Authentifizierungsverfahren scheitert (Schritt
1130 ), kann der Zugang zu speziellen Diensten, wie etwa 3GPP-Diensten, verweigert werden, und die WTRU kehrt in den Initialisierungszustand zurück (Schritt1132 ). Alternativ kann das AG114 immer noch den Zugang zu Grunddiensten (z.B. Internetdienst) oder den Zu gang zu einem Portal, das den Benutzer mit weiteren Informationen versorgt, gewähren. - Wenn der zellulare AAA-Server die WTRU erfolgreich authentifiziert, fährt die WTRU fort, um eine lokale IP-Adresse von dem lokalen DHCP zu erhalten (Schritt
1134 ). Unter Verwendung des W-APN baut die WTRU einen FQDN auf (Schritt1136 ) und versucht, auf Basis des FQDN die PDG-IP-Adresse zu erhalten (Schritt1138 ). Wenn der DNS-Server den FQDN in keine IP-Adresse auflösen kann, kann die WTRU nicht auf ein PDG in dem vorhandenen WLAN-Netzwerk zugreifen (Schritt1140 ). Die WTRU kann sich entscheiden, in den Initialisierungszustand zurückzukehren oder sich nur mit WLAN-Diensten zufrieden geben (Schritt1142 ). Das AG114 kann sich entscheiden, eine "Vorgabe-"PDG-Adresse bereitzustellen. In diesem Fall soll die WTRU diese Information dem Endbenutzer bereitstellen, der entscheiden kann, sich mit dem Vorgabe-PDG zu verbinden. Dieses Verfahren kann basierend auf Konfigurationsparametern in dem AG114 und der WTRU110 automatisiert werden. - Wenn der DNS eine gültige PDG-Adresse zurückgibt, baut die WTRU
110 einen Tunnel136 (z.B. einen L2TP-Tunnel) zu dem PDG136 auf und horcht auf Agentenbekanntmachungsmeldungen von dem PDG136 (Schritt1144 ). Wenn keine Agentenbekanntmachungsmeldungen empfangen werden, sendet die WTRU110 einen Agentenabruf. - Wenn keine Antwort empfangen wird (Schritt
1146 ) (z.B. MIP wird nicht unterstützt), ist die Zustellung eines Pakets von einem anderen PDN immer noch durch das PDG136 möglich. Die WTRU110 kann die lokale IP-Adresse verwenden oder kann die PDP-Kontextaktivierung anfordern (Schritt1148 ). In diesem Fall wird der WTRU-PDG-Tunnel-IP-Verkehr direkt von der WTRU110 über das PDG136 an das Internet120 leitweggelenkt, und über das PDG136 hinaus wird keine nahtlose Mobilität unterstützt. -
12A und12B zeigen zusammen genommen ein Verfahren1200 für einen von der WTRU eingeleiteten und von der WTRU gesteuerten Handover von 802.X zu 3GPP. - Bezug nehmend auf
12A wird über ein 802.X über das 3GPP-PDG136 ein Benutzerdatenfluß zwischen der WTRU und dem CoN140 eingerichtet (Schritt1202 ). Der PDP-Kontext ist an dem GGSN aktiv. Die MIH-Handover-Funktion empfängt Messungen, während die MIH-Verwaltungseinheit in einem stationären Zustand ist. Wenn die physikalische Schicht erkennt, daß die vorbestimmten Leistungsschwellwerte überschritten wurden, sendet die physikalische Schicht eine Ereignismeldung, MIH_PHY_EVENT, an die MIH-Handover-Funktion (Schritt1204 ). Wenn die MAC-Schicht erkennt, daß Leistungsschwellwerte überschritten wurden, sendet die MAC-Schicht eine Ereignismeldung, MIH_MAC_EVENT, an die MIH-Handover-Funktion (Schritt1206 ). - Der MIH verarbeitet und filtert Messungen der MAC- und PHY-Schicht (Schritt
1208 ) und führt die Handover-Bewertung durch (Schritt1210 ). Eine Kombination von Ereignissen, wie etwa Signalqualität, und spezifische Netzwerkeigenschaften (z.B. Vorzugs-PLMN) können verwendet werden, um zu entscheiden, ob das Handover-Verfahren ausgelöst werden soll. Wenn die MIH-Handover-Funktion bestimmt, daß eine Bedingung (oder eine Kombination daraus) erfüllt ist und daher ein Handover-Versuch ausgelöst werden sollte, informiert der MIH die 3GPP-Schicht (durch HOF_PREPARE), daß auf der IEEE 802.X-Seite ein Handover bevorsteht (Schritt1212 ). - Auf der Basis dieses Auslösers leitet die WTRU die Zellenauswahl ein und führt eine Aktualisierung des Leitweglenkungsbereichs durch (Schritt
1214 ). Die Aktualisierung des Leitweglenkungsbereichs ist ein Verfahren, das von der WTRU ausgeführt wird, um das Netzwerk immer dann zu informieren, wenn sie sich von einem Bereich zum anderen bewegt. Die WTRU ist für die Verfolgung von Leitweglenkungsbereichscodes verantwortlich. Wenn ein Leitweglenkungsbereichscode sich von seiner letzten Aktualisierung unterscheidet, führt die WTRU eine weitere Aktualisierung durch, indem sie ihn an das Netzwerk sendet. An diesem Punkt werden sowohl die Funk verbindung als auch die Verbindungen zu dem neuen SGSN eingerichtet (Schritt1216 ). - Der neue SGSN fordert eine Paketdatenprotokoll (PDP) Kontextübertragung von dem PDG an (Schritt
1218 ). Der PDP-Kontext ist ein Datum, das sowohl auf dem SGSN138 als auch dem GGSN136 vorhanden ist, das die Sitzungsinformationen des Teilnehmers einschließlich der IP-Adresse des Teilnehmers, der IMSI des Teilnehmers, der Tunnel-ID am GGSN136 und am SGSN138 oder ähnliches enthält, wenn der Teilnehmer eine aktive Sitzung hat. -
13 zeigt einen zwischen der WTRU und einem PDG aufgebauten Tunnel gemäß der vorliegenden Erfindung. An dem PDG wird sowohl für die Flüsse der Aufwärtsstrecke als auch der Abwärtsstrecke eine "Momentaufnahme" des aktuellen PDP-Kontexts gemacht. Das PDG überträgt diese Informationen an den neuen SGSN. Direkt, nachdem der PDP-Kontext übertragen wurde, hört das PDG auf, Pakete auf der Abwärtsstrecke in Richtung der WTRU zu senden. Nach diesem Zeitpunkt von einem GGSN empfangene Pakete werden gepuffert. Wenn das PDG bereit ist, mit der Verarbeitung von Paketen zu beginnen, baut die RNC einen neuen GTP-Tunnel auf und sendet über den alten SGSN eine Kopie der gepufferten Pakete in Richtung des PDG. Dies wird erledigt, bis ein Zeitschalter abläuft. Der PDP-Kontext wird an dem GGSN aktualisiert, und ein neuer GTP-Tunnel kann (über die Gn'-Schnittstelle) aufgebaut werden. Pakete werden von dem GGSN nun direkt über das PDG empfangen. - Bezug nehmend auf
12B informiert die 3GPP-Schicht nach der erfolgreichen PDP-Kontextübertragung die MIH-Handover-Funktion, daß der Handover erfolgreich abge schlossen wurde (Schritt1220 ). Zu dieser Zeit werden nun Verbindungen der unteren 3GPP-Schichten und höheren Schichten aufgebaut (Schritt1222 ), und der Benutzerdatenfluß zwischen der WTRU110 und dem CoN140 ist über ein 3GPP-Netzwerk im Gange (Schritt1224 ). Die HOF324 ordnet den Abbau der IEEE 802.X-Funkverbindung (z.B. Trennung) an (Schritt1226 ), und das alte Medium wird abgebaut (Schritt1228 ). -
14A –14C zeigen zusammen genommen ein Verfahren1400 für einen von der WTRU eingeleiteten Handover von 3GPP nach IEEE 802.11. Der Benutzerdatenfluß wird zwischen der WTRU110 und dem CoN140 über das 3GPP-Netzwerk aufgebaut (Schritt1402 ). Systeminformationen werden von dem 3GPP-Netzwerk an die WTRU110 gesendet (Schritt1404 ). Die 3GPP-Schicht extrahiert relevante Systeminformationen, die verwendet werden können, um zu bestimmen, ob ein Handover zu einem WLAN-System gewährleistet werden kann, und die 3GPP-Schicht leitet diese Informationen an die MIH-Handover-Funktion weiter (Schritt1406 ). Alternativ kann die IEEE 802.X-Schicht in der WTRU110 entweder fortlaufend, oder wenn sie durch von der 3GPP-Komponente empfangenen Systeminformationen aufgefordert wird, ein regelmäßiges Abtasten durchführen (Schritt1408 ). - Relevante 3GPP-Systeminformationen werden an die MIH-Funktion weitergeleitet (Schritte
1410 ,1412 ). Die MIH-Handover-Funktion bestimmt auf der Basis von verfügbaren Informationen (z.B. expliziter Meldung, HF-Signatur, geographischem Standort, manuellem oder automatischem Abtasten, spezifischer TMSI-Zuweisung oder ähnlichem), ob ein für die Auswahl geeignetes WLAN verfügbar ist (Schritt1414 ). Die MIH-Funktion erzeugt dann eine Liste möglicher Kandidaten für den Handover (Schritt1416 ). Die MIH-Funktion bewertet Kandidaten für den Handover auf der Basis mehrerer Aspekte, wie etwa dem Systembetreiber und bekannter Systemfähigkeiten (Schritt1418 ). - Die MIH-Handover-Funktion findet ein Ziel für den Handover und löst durch die MIH_MACORDER-Nachricht den Handover zu dem 802.X-System aus (Schritte
1420 ,1422 ). Die WTRU110 führt die 802.X-Systemverbindung und Authentifizierung an dem Ziel-WLAN-System aus (Schritt1424 ). - Wenn die WTRU
110 erfolgreich verbunden und authentifiziert ist (Schritt1426 ), wird für den relevanten 3GPP-AAA-Server EAP gemäß RFC2284 verwendet (Schritt1428 ). Die WTRU110 verwendet die WLAN-Kennung und das zugehörige PLMN, um einen FQDN aufzubauen, und verwendet diesen, um durch ei ne DNS-Abfrage die zugehörige PDG-Adresse zu erhalten. Die WTRU110 verwendet diese Adresse, um (z.B. unter Verwendung von L2TP) einen Ende-zu-Ende-Tunnel zu dem PDG136 aufzubauen (Schritt1430 ). Wenn der Tunnel einmal aufgebaut ist, führt die WTRU110 eine Aktualisierung des Leitweglenkungsbereichs zu dem PDG136 durch. Die an dem PDG136 empfangene Aktualisierung der Leitweglenkungsdaten löst eine Kontextübertragungsanforderung zu dem alten SGSN138 aus. - Das PDG
136 baut, wie in13 gezeigt, einen neuen GPRS-Tunnelprotokoll-Tunnel (GTP-Tunnel) auf und sendet eine Kopie jedes gepufferten Pakets an den neuen SGSN. Dies geschieht, bis ein Zeitschalter abläuft, oder der neue SGSN bereit ist, mit der Verarbeitung von Paketen zu beginnen. Wenn das neue Netzwerk den PDP-Kontext erfolgreich aktiviert hat, ist es nun bereit, mit der Verarbeitung von Paketen zu beginnen. Der PDP-Kontext wird an dem GGSN aktualisiert, und ein neuer GTP-Tunnel kann aufgebaut werden. Pakete werden nun direkt von dem GGSN in Richtung des neuen SGSN empfangen. -
15 zeigt einen GTP-Tunnel zwischen einer alten RNC und einem alten SGSN und einem GGSN. Von der alten RNC wird eine "Momentaufnahme" des aktuellen Kontextes gemacht und sie wird über den alten SGSN an das PDG übertragen. Sowohl die Kontextinformationen der Aufwärtsstrecke als auch der Abwärtsstrecke werden eingefangen. Direkt nachdem der PDP-Kontext übertragen wurde, hört die RNC auf, Pakete auf der Abwärtsstrecke in Richtung der WTRU110 zu senden. Nach diesem Zeitpunkt von dem GGSN136 empfangene Pakete werden gepuffert. - Wieder Bezug nehmend auf
14 wird der Benutzerdatenfluß von der WTRU110 zu dem CoN140 durch das IEEE 802.X-Netzwerk eingerichtet (Schritt1436 ), nachdem untere und höhere 802.X-Schichten eingerichtet sind (Schritt1434 ). Der MIH informiert durch eine HOF_COMMIT-Nachricht, daß der Handover abgeschlossen ist (Schritt1438 ), und der 3GPP-Funkzugangsträger (RAB) kann freigegeben werden (Schritt1440 ). -
16A und16B zeigen zusammen genommen ein Verfahren1600 für einen von der WTRU eingeleiteten Handover von 802.X zu 802.3. Während zwischen der WTRU110 und dem IEEE 802.X-Netzwerk ein Datenweg eingerichtet wird (Schritt1602 ), wird eine physikalische 802.3-Verbindung aufgebaut (Schritt1604 ), und der MIH erkennt die physikalischen IEEE 802.3-Verbindungen (z.B. RJ45-Kabel wurde eingesteckt) (Schritt1606 ). - Nach der Erkennung einer physikalischen 802.3-Verbindung durch untere Schichten wird eine MIH_PHY_EVENT-Nachricht an die MIH-Handover-Funktion gesendet (Schritt
1608 ). Diese Nachricht liefert wesentliche Eigenschaften der physikalischen Verbindung, die verwendet werden, um zu entscheiden, ob ein Handover durchgeführt werden sollte. Eine Verbindung mit mehreren Flüssen, ähnlich einem "weichen Schicht 3- oder IP-basierten Handover" (L3SH) kann versucht werden. Dies hängt von einigen Faktoren, wie etwa der Verfügbarkeit von Wechselspannungsleistung, ab, was Batteriebetrachtungen nicht anwendbar macht. - Die MIH-Handover-Funktion verarbeitet und filtert fortlaufend Informationen, die von unteren Schichten bereitgestellt werden (Schritt
1610 ) und führt eine Handover-Bewertung durch, um zu entscheiden, ob eine oder mehrere Bedingungen Kriterien für das Auslösen eines Handover-Verfahrens erfüllen (Schritt1612 ). - Wenn die Entscheidung positiv ist, löst die MIH-Handover-Funktion Handover-Verfahren aus (Schritt
1614 ). Dies umfaßt die Übertragung von Kontextinformationen (z.B. Anfangsblock-Komprimierungskontext, PPP-Kontext oder ähnliches) und das Vermitteln der Benutzerdaten. Wenn L3SH verwendet wird, kann der Kontext nur aktiviert werden, nachdem eine neue Verbindung von der neuen Leitweglenkungseinrichtung zu dem CoN140 eingerichtet wurde. Diese Information (L3SH-Unterstützung) muß zwischen der alten und der neuen Zugangsleitwegeinrichtung kommuniziert werden. - Die MIH-Handover-Funktion verwendet eine HOF PREPARE-Nachricht, um sowohl die Kontextübertragung als auch MIP-Verfahren an der MIP-Komponente auszulösen (Schritt
1616 ). Die WTRU110 erhält unter Verwendung der neu eingerichteten physikalischen Verbindung eine neue IP-Adresse von dem IEEE 802.3-AG (Schritt1618 ). Entweder unter Verwendung von Informationen, die aus der HOF_PREPARE-Nachricht stammen, oder unter Verwendung der vorhandenen MIP-Nachricht erhält die WTRU110 die IP-Adresse des neuen AG (d.h. 802.3-AG). Dies ermöglicht der WTRU110 , das IEEE 802.3-AG zu kontaktieren, um Kontextübertragungsverfahren einzuleiten (Schritt1620 ). - Während Kontext an das neue AG (802.3-AG) übertragen wird (Schritt
1622 ), werden Daten von dem alten AG (802.X-AG) weitergeleitet (Schritt1624 ). Dies ermöglicht der WTRU110 , Benutzerdaten zu empfangen, bevor mit der neuen 802.3-Leitweglenkungseinrichtung (innerhalb des IEEE 802.3-AG) eine neue CoA ausgehandelt wird. Das neue AG muß bestimmen, ob die Kontextmaschine aktiviert werden muß oder der Datenstrom einfach von der/an die WTRU110 weitergeleitet werden sollte. Dies kann auf der Basis der von der alten Leitweglenkungseinrichtung bereitgestellten L3SH-Informationen erledigt werden. - Die WTRU
110 handelt unter Verwendung von vorhandenen MIP-Nachrichten eine neue CoA aus (Schritt1626 ). Wenn die neue CoA bereit ist und die Verbindung auf den unteren Schichten aufgebaut ist (Schritt1628 ), kann nun der Benutzerdatenweg von dem CoN140 zu dem neuen AG umgeschaltet werden (Schritt1630 ). Nun fließen Benutzerdaten vollständig durch das IEEE 802.3-Netzwerk. - Eine HOF COMMIT-Nachricht wird gesendet, um die MIP-Schicht zu informieren, daß die alte CoA nun deregistriert werden kann (Schritt
1632 ). Die MIH baut die IEEE 802.X-Verbindung durch eine MIH_MACORDER-Nachricht ab (Schritte 1634, 1636). Wahlweise kann die MIH die alte 802.X-Verbindung aufrechterhalten, um Neuverbindungsverfahren zu vermeiden, wenn ein Handover zurück zu 802.X durchgeführt werden sollte. -
17A und17B zeigen zusammen genommen ein Verfahren1700 für einen von der WTRU eingeleiteten Handover von 802.3 zu 802.X. Wenn eine 802.3-Verbindung aufgebaut wird, werden sowohl Verbindungen der unteren Schichten (MAC/PHY) als auch der höheren Schichten (z.B. IP/MIP) aufgebaut (Schritt1702 ,1704 ). Benutzerdaten fließen zwischen der IEEE 802.3-WTRU und dem 802.3-Netzwerk (Schritt1706 ). MIH-Systeminformationen können der MIH-Handover-Funktion bereitgestellt werden (Schritt1708 ). - Der MIH verarbeitet die MIH_PHY_EVENT-Nachricht (Schritt
1710 ). Einige Ereignisse, wie etwa die Verfügbarkeit der Wechselspannungsversorgung können den MIH veranlassen, die gleichzeitige Verbindung sowohl mit 802.3 als auch mit 802.X auszulösen (Schritt1712 ). Wenn die MIH-Handover-Funktion entscheidet, den Handover zu dem 802.X-System auszulösen (Schritt1714 ), gibt die MIH-Handover-Funktion eine MIH_MACORDER-Nachricht aus, die Verbindungs- und Authentifizierungsverfahren auslöst (Schritt1716 ). Eine physikalische 802.X-Verbindung kann wahlweise aufgebaut werden (Schritt1718 ). Um die Übertragung von Kontextinformationen zu erleichtern, kann die WTRU110 wahlweise Informationen über den aktuellen 802.3-Ankerpunkt bereitstellen (Schritt1720 ). Ein 802.3-Ankerpunkt ist als das IEEE 802.3-AG definiert, das Kontextinformationen für die aktuelle IEEE 802.3-Verbindung hält. Diese Informationen werden von dem IEEE 802.X-AG verwendet, um die Kontextübertragung anzufordern, sollte ein Handover bevorstehen. - Wenn die IEEE 802.3-Verbindung nicht länger verfügbar ist (z.B. RJ45-Kabel ist ausgesteckt), wird von den unteren Schichten durch eine MIH_PHY_EVENT-Nachricht ein Ereignis ausgelöst (Schritt
1722 ). Die MIH-Funktion bewertet die Bedingungen, die den Auslöser erzeugt haben könnten (z.B. Verbindung unterbrochen), und sie bestimmt, daß ein 802.X-Systemzugang (falls die WTRU110 nicht bereits verbunden ist) und eine Anforderung für die Übertragung von Kontextinformationen ausgegeben werden sollten (Schritt1724 ). - Die MIH-Handover-Funktion verwendet eine HOF_PREPARE-Nachricht, um die MIP-Einheit zu alarmieren, daß ein neues AN eingeführt werden sollte (Schritt
1726 ). Dies löst die Übertragung von Kontextinformationen und das Weiterleiten von Benutzerdaten von dem alten AG (802.3) zu dem neuen AG (802.X) aus. - Die WTRU
110 erhält unter Verwendung von ARP oder DHCP eine neue IP-Adresse von dem IEEE 802.X-AG (Schritt1728 ). Dieser Schritt kann früher ausgeführt werden. Dies kann passieren, wenn die WTRU110 zuerst mit dem IEEE 802.X-AG verbunden und bei ihm authentifiziert wird. Wenn die IEEE 802.X-Adresse einmal verfügbar ist, löst die WTRU110 das Kontextübertragungsverfahren und das Datenweiterleitungsverfahren von dem alten 802.3-AG zu dem neuen 802.X-AG aus (Schritte1730 ,1732 ). Wenn L3SH verwendet wird, kann der Kontext nur aktiviert werden, nachdem eine neue Verbindung von der neuen Leitweglenkungseinrichtung zu dem CoN140 aufgebaut wurde. Diese Information (L3SH-Unterstützung) muß zwischen der alten und der neuen Zugangsleitweglenkungseinrichtung kommuniziert werden. - Während der Kontext an das neue AG (802.X-AG) übertragen wird, werden Daten von dem alten AG (802.3-AG) weitergeleitet (Schritt
1734 ). Dies ermöglicht der WTRU110 , Benutzerdaten zu empfangen, bevor mit der neuen 802.X-Zugangsleitweglenkungseinrichtung (innerhalb des IEEE 802.X-AG) eine neue CoA ausgehandelt wird. Das neue AG muß entscheiden, ob die Kontextmaschine aktiviert werden muß oder der Datenfluß einfach von der/an die WTRU110 weitergeleitet werden sollte. Dies wird auf Basis der L3SH-Informationen erledigt, die von der alten Leitweglenkungseinrichtung bereitgestellt werden. - Die WTRU
110 handelt dann unter Verwendung von vorhandenen MIP-Nachrichten die neue CoA aus (Schritt1736 ). Wenn die neue CoA bereit ist und die Verbindung der unteren Schichten aufgebaut ist, kann nun der Benutzerdatenweg von dem alten CoN140 auf das neue AG umgeschaltet werden (Schritt1738 ). Eine HOF COMMIT-Nachricht wird gesendet, um die MIP-Seite zu informieren, daß die alte CoA nun deregistriert werden kann (Schritt1740 ). -
18A und18B zeigen zusammen genommen ein Verfahren1800 für einen von der WTRU eingeleiteten und von der WTRU gesteuerten Inter-802-Handover. Wenn 802.X-Verfahren der unteren Schichten und der höheren Schichten abgeschlossen sind (Schritte1802 ,1804 ), wird mit dem IEEE 802.X-Netzwerk ein Datenweg aufgebaut (Schritt1806 ). Während die IEEE 802.X-Sitzung im Gange ist, ist der Datenweg zwischen der WTRU110 und dem IEEE 802.X-AN. Der MIH an dem IEEE 802.X-Netzwerk kann wahlweise Systeminformationen an seinen Partner (Schritt1808 ) bereitstellen. Informationen, die mögliche Nachbarn betreffen, können über die MIH_SYSINFO-Nachricht wahlweise von Partner zu Partner bereitgestellt werden. - Messungen der MAC/PHY werden über ein MIH_PHY_EVENT an die MIH-Funktion gesendet (Schritt
1810 ). Fernmessungen können ebenfalls an die WTRU110 weitergeleitet werden (Schritt1812 ,1814 ,1816 ). Eine MIH-LLCF verarbeitet die Messungen (Schritt1818 ). Zum Beispiel kann die MIH-LLCF einige Messungen mitteln und sie mit Schwellwerten vergleichen und Auslöser erzeugen, um die HOF anzuzeigen. - Die HOF
324 entscheidet basierend auf den Informationen, die sie von Netzinformationsdiensten und Meßberichten erhält, ob der Handover notwendig ist (Schritt1820 ). Um eine intelligente Entscheidung zu treffen, hält die MIH-Handover-Funktion Informationen von der Systeminformationsaktualisierung (z.B. Nachbarliste und Nachbarnetzinformationen). Die MIH-Handover-Funktion trifft vorbeugende Handover-Entscheidungen in zwei Schritten, Vorbereitung und Festlegung. Für diese zwei Schritte können verschiedene Schwellwerte und Entscheidungsfindungsalgorithmen verwendet werden. - Wenn die MIH entscheidet, daß ein Handover bevorsteht, löst der MIH über das Netzwerk ein Handover-Vorbereitungsverfahren aus, indem er sowohl an das MIP als auch an MAC/PHY HOF PREPARE-Nachrichten sendet (Schritte
1822 ,1824 ). Sowohl das MIP als auch die Schicht 2 beginnen, sich auf einen Handover vorzubereiten. Die WTRU110 baut eine neue Schicht 2-Verbindung mit dem IEEE 802.Y-Netzwerk auf (Schritt1826 ). - Die WTRU
110 erhält eine neue IP-Adresse von dem IEEE 802.X-Netzwerk (Schritt1828 ). Dieser Schritt kann früher passieren. Das WTRU-MIP löst die Kontextübertragung von dem IEEE 802.X-Netzwerk zu dem IEEE 802.Y-Netzwerk aus (Schritt1830 ). Während der Kontext an das IEEE 802.Y-Netzwerk übertragen wird, können die Daten von dem IEEE 802.X-AG an das IEEE 802.Y-AG weitergeleitet werden (Schritt1832 ). Dies ermöglicht der WTRU110 , Benutzerdaten abzurufen, bevor mit der IEEE 802-Y-Leitweglenkungseinrichtung eine neue CoA ausgehandelt wird. - Die WTRU
110 handelt unter Verwendung von vorhandenen MIP-Nachrichten eine neue CoA aus (Schritt1834 ). Wenn die neue CoA bereit ist und die Verbindungen der unteren und höheren Schichten aufgebaut sind (Schritt1836 ), wird der Benutzerweg nun auf das IEEE 802-Y-Netzwerk geschaltet (Schritt1838 ). - Eine HOF_COMMIT-Nachricht wird gesendet, um die MIP-Seite zu informieren, daß die alte CoA deregistriert werden kann (Schritt
1840 ). Wahlweise kann die alte Schicht 2-Verbindung durch die MIH_MACORDER-Nachricht abgebaut werden (Schritte1842 ,1844 ). -
19A und19B zeigen zusammen genommen ein Verfahren1900 für Fehlerfälle von durch eine WTRU eingeleiteten und von der WTRU gesteuerten Inter-802-Handovern. Der Fehler kann in vielen Phasen passieren. Wenn die Verfahren der unteren 802.X-Schichten und der höheren 802.X-Schichten abgeschlossen sind (Schritte1902 ,1904 ), wird mit dem IEEE 802.X-Netzwerk ein Datenweg aufgebaut (Schritt1906 ). Der MIH_an dem IEEE 802.X-Netzwerk kann wahlweise Systeminformationen an seinen Partner bereitstellen (Schritt1908 ). Messungen der MAC/PHY werden über ein MIH_PHY_EVENT an die MIH-Funktion gesendet (Schritt1910 ). Fernmessungen können ebenfalls an die WTRU110 weitergeleitet werden (Schritte1912 –1916 ). Eine MIH-LLCF verarbeitet die Messungen (Schritt1918 ). Die MIH-Handover-Funktion entscheidet auf der Basis der Informationen, die sie von Netzinformationsdiensten und Meßbereichten erhält, ob der Handover notwendig ist (Schritt1920 ). Wenn der MIH entscheidet, daß ein Handover bevorsteht, löst der MIH über das Netzwerk ein Handover-Vorbereitungsverfahren aus, indem er sowohl an das MIP als auch die MAC/PHY HOF_PREPARE-Nachrichten sendet (Schritte1922 ,1924 ). Sowohl das MIP als auch die Schicht 2 beginnen, den Handover vorzubereiten. - Wenn die Verbindung der Schicht 2 mit dem IEEE 802.Y-Netzwerk nicht aufgebaut werden kann (Schritt
1926 ), informiert die untere Schicht den MIH wahlweise über den Fehler, oder ein Zeitschalter läuft ab. Der MIH geht dann in den stationären Zustand zurück. Wenn der MIHHOF_PREPARE an die höhere Schicht sendet (Schritt1924 ), versucht die WTRU110 , von dem IEEE 802.X-Netzwerk eine neue IP-Adresse zu erhalten. Wenn es der WTRU110 nicht gelingt, eine neue IP-Adresse zu bekommen (Schritt1928 ), kann die untere Schicht den MIH über den Fehler informieren, oder ein Zeitschalter läuft ab. Der MIH geht dann in den stationären Zustand zurück (Schritt1930 ). - Wenn alles obige gelingt, löst das MIP der WTRU die Kontextübertragung von dem IEEE 802.X-Netzwerk an das IEEE 802.Y-Netzwerk aus (Schritt
1932 ). Wenn die Kontextübertragung fehlschlägt, geht der MIH zurück in den stationären Zustand (Schritt1934 ). Wahlweise kann der MIH die Verbindung der Schicht 2 zu dem IEEE 802.Y-Netzwerk abbauen. Wenn der Kontext erfolgreich an das IEEE 802.Y-Netzwerk übertragen wird, können die Daten von dem IEEE 802.X-AG an das IEEE 802.Y-AG weitergeleitet werden (Schritt1936 ). Dies ermöglicht der WTRU110 , Benutzerdaten zu empfangen, bevor mit der IEEE 802.Y-Leitweglenkungseinrichtung eine neue CoA ausgehandelt ist. - Wenn es der WTRU
110 nicht gelingt, unter Verwendung von vorhandenen MIP-Nachrichten eine neue CoA auszuhandeln (Schritt1938 ), sollte der übertragene Kontext im 802.Y gelöscht werden (Schritt1940 ). Vorausgesetzt, daß der Kontext in dem IEEE 802.X immer noch vorhanden ist, sollte die Da tenweiterleitung beendet werden. Der MIH geht dann zurück in den stationären Zustand (Schritt1942 ). Wenn die neue CoA bereit ist und die Verbindung der unteren und höheren Schichten aufgebaut ist (Schritt1944 ), wird der Benutzerdatenweg nun auf das IEEE 802.Y-Netzwerk umgeschaltet (Schritt1946 ). - Eine HOF-COMMIT-Nachricht wird gesendet, um die MIP-Seite zu informieren, daß die alte CoA deregistriert werden kann (Schritt
1948 ). Wahlweise kann die alte Verbindung der Schicht 2 durch die MIH_MACORDER-Nachricht abgebaut werden (Schritte1950 ,1952 ). -
20A und20B zeigen zusammen genommen ein Verfahren2000 für einen von der WTRU eingeleiteten und von der WTRU gesteuerten Inter-802-Handover. Während eine 802.X-Sitzung im Gange ist, ist der Datenweg zwischen der WTRU110 und dem IEEE 802.X-AN (Schritt2002 ). Die Messungen der MAC/PHY werden über eine MIH_PHY_EVENT-Nachricht an die MIH-Funktion in dem IEEE 802.X-AN gesendet (Schritt2004 ). Fernmessungen von der WTRU110 können ebenfalls an das IEEE 802.X-Netzwerk weitergeleitet werden (Schritte2006 –2010 ). - Die MIH-LLCF verarbeitet die Messungen (Schritt
2012 ). Zum Beispiel kann die MIH-LLCF einige Messungen mitteln und sie mit Schwellwerten vergleichen und Auslöser erzeugen, um die MIH-Handover-Funktion anzuzeigen. Die MIH-Handover-Funktion entscheidet auf der Basis der Informationen, die sie von Netzinformationsdiensten und Meßberichten erhält, ob der Handover notwendig ist (Schritt2014 ). Um intelligente Entscheidungen zu treffen, hält die MIH-Handover-Funktion Informationen von der Systeminformationsaktualisierung (d.h. die Nachbarliste und Nachbarnetzinformationen). Die MIH-Handover-Funktion trifft vorbeugende Handover-Entscheidungen in zwei Schritten, Vorbereitung und Festlegung. Für diese zwei Schritte können verschiedene Schwellwerte und Entscheidungsfindungsalgorithmen verwendet werden. - Wenn die MIH-Handover-Funktion entscheidet, daß ein Handover bevorsteht, löst sie über das Netzwerk Handover- Vorbereitungsverfahren aus, indem sie sowohl an das MIP als auch an die MAC/PHY HOF_PREPARE-Nachrichten sendet (Schritte
2016 ,2020 ). Sowohl das MIP als auch die Schicht 2 beginnen, den Handover vorzubereiten. Auf der höheren Schicht überträgt das IEEE 802.X-AG den MIP-Kontext an das IEEE 802.Y-AG, und auf der Schicht 2 baut die WTRU110 eine neue Schicht 2-Verbindung mit dem IEEE 802.Y-Netzwerk auf (Schritt2018 ). Eine Partner-Partner-Nachricht wird von der MIH-Handover-Funktion in dem IEEE 802.X-AN an die MIH-Handover-Funktion bei der WTRU110 gesendet (Schritt2022 ), und die WTRU bereitet die Verbindung der unteren Schichten mit dem IEEE 802.Y-Netzwerk vor (Schritt2024 ). - Während der Kontext an das IEEE 802.Y-Netzwerk übertragen wird, können Daten von dem IEEE 802.X-AG an das IEEE 802.Y-AG weitergeleitet werden (Schritt
2026 ). Dies ermöglicht der WTRU110 , Benutzerdaten zu empfangen, bevor mit der IEEE 802.Y-Leitweglenkungseinrichtung eine neue CoA ausgehandelt wird. Die WTRU110 handelt unter Verwendung vorhandener MIP-Nachrichten eine neue CoA aus (Schritt2028 ). Wenn die neue CoA bereit ist und die Verbindung der unteren Schichten aufgebaut ist, wird der Benutzerdatenweg nun auf das IEEE 802.Y-Netzwerk geschaltet (Schritte2030 ,2032 ). - Die MIH-Handover-Funktion verarbeitet weiterhin Informationen und prüft, ob ein Handover festgelegt werden sollte. Wenn von der MIH-Handover-Funktion eine HO-Entscheidung getroffen wird, sendet sie eine HOF COMMIT-Nachricht an das MIP (Schritt
2034 ). Der Auslöser wird auch an den MIH-Partner in der WTRU110 gesendet (Schritt2036 ). Nach Empfang des MIH-Handover-Festlegungsbefehls kann die alte CoA deregistriert werden. Wahlweise kann die MIH-Handover-Funktion die MIH_MACORDER senden, um die alte Schicht 2-Verbindung abzubauen (Schritte2038 ,2040 ). - Die vorliegende Erfindung implementiert das schnelle Handover-Protokoll im MIH. Eine der Aufgaben des schnellen Handover-Protokolls ist, die Latenz aufgrund der MIP-Registrierung zu überwinden, und die Grundidee ist, der Bewegung mit Hilfe der Verbindungsschicht (Auslöser) zuvorzukommen.
- Dies impliziert die Vorbereitung des Netzwerks im voraus und erfordert einen zuvorkommenden Handover, der von der WTRU
110 und dem Netzwerk eingeleitet wird. Dies wird erreicht, indem das Registrierungsverfahren ein wenig vor dem tatsächlichen Handover begonnen wird. -
21 zeigt ein Verfahren2100 für einen von der WTRU eingeleiteten schnellen Inter-802-Handover. Die WTRU110 fordert durch den Leitweglenkungsabfrageproxy Informationen über ihre Nachbarn an (Schritt2102 ). Diese werden verwendet, um an der WTRU110 eine interne Liste benachbarter APs aufzubauen. Die WTRU110 empfängt Informationen, die ihre umgebenden APs betreffen (wie etwa IP- und MAC-Adressen Betriebsfrequenz und ESSID-Informationen), über eine Leitweglenkungseinrichtungs-Bekanntmachungsnachricht (Schritt2104 ). Die WTRU110 leitet diese Informationen über eine (nicht gezeigte) im voraus aufgebaute Verbindung zwischen dem MIH und dem MIP an den MIH weiter. - Die MIH-LLCF verarbeitet Messungen (Schritt
2106 ), und die MIH-Handover-Funktion führt die Handover-Bewertung durch (Schritt2108 ). Wenn die MIH-Handover-Funktion sich für den Handover entscheidet, sendet die MIH-Handover-Funktion einen MIH_HANDOVER_PREPARE-Auslöser an die MIP-Einheit (Schritt2110 ), der durch die MIH_HANDOVER_PREPARE-Antwortnachricht quittiert wird (Schritt2116 ). Die WTRU110 erhält eine neue CoA (Schritt2112 ). - Ein schnelles Binding Update (FBU) ist eine Nachricht von der WTRU
110 , die ihre (vorherige) AR anweist, damit zu beginnen, ihren Verkehr an die neue AR zu leiten. Das FBU wird unter Verwendung von Informationen, die aus der Leitweglenkungseinrichtungs-Bekanntmachungsnachricht extrahiert wurden, aufgebaut und wird nach dem Empfang der MIH_HANDOVER_PREPARE.Indication gesendet (Schritt2114 ). Die Aufgabe der FBU-Nachricht ist, die vorhergehende AR zu berechtigen, die (vorhergehende) CoA mit der neuen CoA zu verbinden. - Nach dem Empfang eines FBU beginnt die vorhergehende AR die Verfahren für den Handover und die Tunnelerzeugung. Eine Handover-Einleitungsnachricht, die eine Internetnachrichtenprotokoll-Nachricht (ICMPv6-Nachricht) ist, wird von der vorhergehenden AR an die neue AR gesendet, um das Handover-Verfahren auszulösen (Schritt
2118 ). Eine Handover-Quittung (HACK) ist eine ICMPv6-Nachricht, die von der neuen AR als eine Antwort auf die Handover-Einleitungsnachricht an die vorhergehende AR gesendet wird (Schritt2120 ). Eine schnelle Binding-Quittungsnachricht (FBACK-Nachricht) wird von der vorhergehenden AR an die neue AR gesendet, um den Empfang der FBU-Nachricht zu quittieren, nachdem die vorhergehende AR die HACK von der neuen AR empfangen hat, und wird für Informationszwecke an die WTRU110 gesendet (Schritte2122 ,2126 ). Der vorübergehende Tunnel wird zwischen der vorhergehenden AR und der neuen AR aufgebaut (Schritt2124 ). - IP-Leitweglenkungsinformationen werden von der MIP-Einheit an die MIH-Handover-Funktion gesendet (Schritt
2128 ), und die MIH-Handover-Funktion sendet eine MIH_HANDOVER COMMIT-Nachricht an die MIP-Einheit, und die WTRU110 trennt sich von der neuen AR (Schritt2130 ). Die vorhergehende AR beginnt dann, Pakete an die neue AR weiterzuleiten (Schritt2132 ). Um sich selbst der neuen AR bekannt zu machen, sendet die WTRU110 , sobald sie ihre Anschlußmöglichkeit wiedererlangt, eine schnelle Nachbarbekanntmachungsnachricht (FNA-Nachricht) an die neue AR (Schritt2134 ). Der Handover ist abgeschlossen, und Pakete werden nun von der neuen AR an die WTRU110 zugestellt (Schritt2136 ). -
22 zeigt ein Verfahren2200 zur Implementierung von hierarchischem MIPv6 (HMIPv6) unter Verwendung eines schnellen Nachrichtenflusses für einen Inter-802-Handover. Dies stellt eine lokalisierte Mobilitätsverwaltung zur Verringerung der Signalisierungslast und der Handover-Latenz bereit. Das Konzept der globalen Mobilität bezieht sich auf eine Situation, in der die WTRU110 sich von einem mobilen Ankerpunkt (MAP) zu einem anderen bewegt, wobei sich auf diese Weise ihre regio nale Care-of-Address (RCoA) ändert. Ein typisches Szenario eines lokalen Mobilitätsfalls ist eine WTRU110 , die sich innerhalb des gleichen MAP-Bereichs bewegt, aber von einer AR zu einer anderen wechselt. Diese Arten von lokalen Handovern werden lokal und transparent für die der WTRU entsprechenden Hosts verwaltet. - Eine WTRU
110 empfängt eine Leitweglenkungseinrichtungs-Bekanntmachung von dem neuen MAP, zu dem sie sich bewegt hat (Schritt2202 ). Die globale Adresse des MAP ist in der Bekanntmachung enthalten. Auf der Basis des in der MAP-Option empfangenen Präfix bildet die WTRU110 die für ihren MAP spezifische neue RCoA. Die Leitweglenkungseinrichtungs-Bekanntmachung wird zusammen mit den Meßergebnissen der WTRU über eine im voraus eingerichtete Verbindung zwischen dem MIH und dem MIP an den MIH weitergeleitet. Die MIH-LLCF analysiert diese Messungen (Schritt2204 ). Die MIH-Handover-Funktion führt die Handover-Bewertung durch (Schritt2206 ). Die MIH-Handover-Funktion sendet einen HANDOVER_PREPARE.Indication-Auslöser an das MIP, wenn die MIH-Handover-Funktion bestimmt, daß ein Handover vorteilhaft oder notwendig ist (Schritt2208 ), und er wird durch eine HANDOVER_PREPARE.Response-Nachricht quittiert (Schritt2212 ). Die WTRU110 erhält die CoAs, RCoA und On-Link-Care-of-Address (LCoA) (Schritt2210 ). - Nach Empfang des MIH_HANDOVER_PREPARE.Indication-Auslösers, leitet das MIP ein Vorab-Binding-Verfahren ein, wobei es ein LBU mit der LCoA an den vorhergehenden MAP sendet (Schritt
2211 ), um den Paketverlust zu verringern und einen schnellen Handover durchzuführen. Dies wird konsistent mit dem Prinzip Aufbauen vor dem Unterbrechen durchgeführt. An diesem Punkt wird von dem MIH ein MIH_HANDOVER_COMMIT.Indication-Auslöser an das MIP gesendet (Schritt2214 ), der durch eine MIH_HANDOVER_COMMIT.Response-Nachricht quittiert wird (Schritt2216 ). - Nach Empfang des Auslösers, der einen Handover anzeigt, sendet die WTRU
110 dann ein Binding Update (BU) an den neuen MAP (Schritt2218 ). Diese Nachricht umfaßt eine "Heimatadressen-" Option, welche die RCoA enthält. Dieses BU bindet die RCoA der WTRU an ihre LCoA. - Der MAP sendet eine BACK an die WTRU
110 (Schritt2220 ), und die MIP-Einheit sendet eine IP-Leitweglenkungsinformation an die MIH-Handover-Funktion (Schritt2222 ). Dann wird ein bidirektionaler Tunnel zwischen der WTRU110 und dem neuen MAP aufgebaut (Schritt2224 ). - Sobald die Registrierung bei dem neuen MAP bestätigt ist, registriert die WTRU ihre neue RCoA bei dem HA, indem sie ein BU sendet, welches die Bindung an den HA
142 spezifiziert (Schritt2226 ). - Dieser Schritt ist Teil des MIPv6-Leitwegoptimierungsverfahrens. Ein dem in dem vorhergehenden Schritt ähnliches BU wird ebenfalls an den CoN
140 der WTRU gesendet (Schritt2228 ). Dies ermöglicht dem CoN140 , zum Zweck der Übertragung von Paketen direkt zu dem neuen MAP eine Verbindung zu dem neuen MAP aufzubauen (Schritt2230 ). - Die vorliegende Erfindung offenbart ein drahtloses Kommunikationssystem, das mindestens eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU) mit IEEE 802-Mehrprotokollstapel und mehrere technologisch verschiedenartigen Zugangsnetze, wie etwa IEEE 802.X-Netzwerke und Netzwerke des Partnerschaftsprojekts der dritten Generation (3GPP) umfaßt, die gleichzeitig im Einsatz sind. Sowohl die Mehrprotokollstapel-WTRU als auch die technologisch unterschiedlichen Netzwerke umfassen eine medienunabhängige Handover-Funktion (MIH-Funktion). Die WTRU ist derart konfiguriert, daß sie MIH-Informationen liest, die von einem der IEEE 802.X-Netzwerke gesendet werden, 3GPP-Authentifizierungs- und Zulassungsverfahren auf der Basis der MIH-Informationen auslöst, eine lokale Internetprotokolladresse (IP-Adresse) erhält, einen Tunnel zu einem Paketdaten-Gateway (PDG) in einem 3GPP-Kernnetz aufbaut, eine Care-of-Address (CoA) einrichtet und die CoA bei einem Heimatagenten der WTRU registriert, wobei für die WTRU bestimmte Daten über den Heimatagenten durch einen neuen Tunnel leitweggelenkt werden, welcher ba sierend auf der CoA zwischen dem Heimatagenten und einem Fremdagenten aufgebaut wird.
- Obwohl die Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten Ausführungsformen in bestimmten Kombinationen beschrieben sind, kann jedes Merkmal oder Element allein, ohne die anderen Merkmale und Elemente der bevorzugten Ausführungsformen, oder in verschiedenen Kombinationen mit oder ohne andere Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Claims (22)
- Drahtloses Kommunikationssystem zur Durchführung eines medienunabhängigen Handover (MIH), wobei das System aufweist: mehrere Zugangsnetze, die gleichzeitig unter verschiedenen Standards im Einsatz sind, wobei jedes Zugangsnetz eine MIH-Funktion aufweist; und mindestens eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU) mit Mehrprotokollstapel, die einen Protokollstapel mit einer Benutzerebene und einer Verwaltungsebene für einen medienunabhängigen Handover (MIH) aufweist, die mit der Benutzerebene in Kommunikation steht, um ansprechend auf von der Benutzerebene empfangene Auslöser Handover zwischen der WTRU und verschiedenen der Zugangsnetze zu verwalten, wobei die WTRU derart konfiguriert ist, daß sie mehrere drahtlose Standards unterstützt und eine MIH-Funktion aufweist, wobei die MIH-Funktionen der WTRU und der Zugangsnetze Informationen über Systembedingungen und die Netztopologie erhalten und nach Empfang eines MIH-Auslösers einen Handover von einem aktuellen Zugangsnetz zu einem anderen Zugangsnetz durchführen.
- System zur Durchführung eines medienunabhängigen Handover (MIH), wobei das System aufweist: mehrere IEEE 802.X-Netzwerke; mehrere Netzwerke des Partnerschaftsprojekts der dritten Generation (3GPP), die gleichzeitig mit den IEEE 802.X-Netzwerken im Einsatz sind; und mindestens eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU), die derart konfiguriert ist, daß sie sowohl auf die IEEE 802.X-Netzwerke als auch die 3GPP-Netzwerke zugreift, wobei die WTRU eine MIH-Funktion aufweist, um den Handover zwischen den IEEE 802.X-Netzwerken und den 3GPP-Netzwerken durchzuführen, wobei die WTRU ferner einen Protokollstapel mit einer Benutzerebene und einer Verwaltungsebene für den medienunabhängigen Handover (MIH) umfaßt, die mit der Benutzerebene in Kommunikation steht, um ansprechend auf von der Benutzerebene empfangene Auslöser Handover zwischen der WTRU und verschiedenen der Zugangsnetze zu verwalten.
- System nach Anspruch 2, wobei die WTRU derart konfiguriert ist, daß sie MIH-Informationen, die von einem der IEEE 802.X-Netzwerke gesendet werden, liest, 3GPP-Authentifizierungs- und Zulassungsverfahren auf der Basis der MIH-Informationen auslöst, eine lokale Internetprotokolladresse (IP-Adresse) erhält, einen Tunnel zu einem Paketdaten-Gateway (PDG) in einem 3GPP-Kernnetz aufbaut, eine Care-of-Address (CoA) einrichtet und die CoA bei einem Heimatagenten der WTRU registriert, wobei für die WTRU bestimmte Daten basierend auf der CoA über den Heimatagenten durch den neuen Tunnel leitweggelenkt werden, der zwischen dem Heimatagenten und einem Fremdagenten aufgebaut ist.
- Drahtloses Kommunikationssystem, das aufweist: mehrere technologisch verschiedenartige Zugangsnetze; und mindestens eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU) mit Mehrprotokollstapel, die einen Protokollstapel mit einer medienunabhängigen Handover-Funktion (MIH-Funktion) aufweist, wobei der Protokollstapel eine Benutzerebene und eine Verwaltungsebene für den medienunabhängigen Handover (MIH) aufweist, die mit der Benutzerebene in Kommunikation steht, um ansprechend auf von der Benutzerebene empfangene Auslöser Handover zwischen der WTRU und verschiedenen der Zugangsnetze zu verwalten, wobei die WTRU nach einem Zugangsnetz sucht, von einem Zugangsnetz gesendete Rahmen erkennt, den Inhalt der erkannten Beacon-Rahmen liest, wenn sie bestimmt, daß die Beacon-Rahmen MIH-Informationen unterstützen, in den Beacon-Rahmen gefundene MIH-Informationen an die MIH-Funktion weitergibt, und die MIH-Funktion die MIH-Informationen verarbeitet und eine Kommunikationsverbindung zu dem Zugangsnetz aufbaut.
- System nach Anspruch 4, wobei die Zugangsnetze ein schnelles Handover-Verfahren gemäß dem mobilen Internetprotokoll, Version 6 (MIPv6) implementieren.
- System nach Anspruch 4 oder 5, das ferner eine aktuelle Zugangsleitweglenkungseinrichtung (AR) aufweist, wobei die WTRU eine Leitweglenkungseinrichtungs-Abfragenachricht an die aktuelle AR sendet, die aktuelle AR eine Leitweglenkungseinrichtungs-Bekanntmachungsnachricht an die WTRU sendet, wobei die WTRU Messungen für eine neue AR durchführt und eine Handover-Entscheidung trifft, die WTRU eine neue Care-of-Adress (CoA) erhält, die WTRU ein schnelles Binding Update an die aktuelle AR sendet, ein Tunnel zwischen der aktuellen AR und der neuen AR aufgebaut wird und ein Paket durch die neue AR zugestellt wird.
- System nach Anspruch 4 oder 6, wobei die WTRU und die Zugangsnetze das hierarchische mobile Internetprotokoll, Version 6 (HMIPv6) implementieren.
- System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, das ferner einen aktuellen mobilen Ankerpunkt (MAP) aufweist, der eine Leitweglenkungseinrichtungs-Bekanntmachungsnachricht an die WTRU sendet, wobei die WTRU die Leitweglenkungseinrichtungs-Bekanntmachung von dem aktuellen MAP empfängt, die MIH-Funktion der WTRU Messungen für einen neuen MAP durchführt und eine Handover-Entscheidung trifft, die WTRU eine Care-of-Address (CoA) erhält, die WTRU ein lokales Binding Update an den aktuellen MAP sendet, die WTRU ein Binding Update an den neuen MAP sendet, die WTRU einen Tunnel zwischen der WTRU und dem neuen MAP aufbaut, die WTRU die CoA bei einem Heimatagenten registriert, die WTRU ein lokales Binding Update an ein Kernnetz sendet und ein Paket durch den neuen MAP zugestellt wird.
- Drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU) mit Mehrprotokollstapel in einem drahtlosen Kommunikationssystem, das mehrere technologisch unterschiedliche Zugangsnetze umfaßt, die aufweist: einen Protokollstapel aufweisend: eine Benutzerebene; mindestens eine technologiespezifische Handover-Ebene; und eine Verwaltungsebene für einen medienunabhängigen Handover (MIH), die mit der Benutzerebene und der technologiespezifischen Handover-Ebene in Kommunikation steht, um ansprechend auf von der Benutzerebene empfangene Auslöser Handover zwischen der WTRU und verschiedenen der Zugangsnetze zu verwalten.
- WTRU nach Anspruch 9, wobei die MIH-Verwaltungsebene aufweist: eine MIH-Konvergenzfunktion der höheren Schichten (HLCF); eine Handover-Funktion; und eine MIH-Konvergenzfunktion der unteren Schichten (LLCF).
- WTRU nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Benutzerebene aufweist: eine Mobilitätsverwaltungseinheit; eine physikalische (PHY) Schicht; und eine Medienzugriffssteuerungsschicht (MAC-Schicht).
- WTRU nach Anspruch 10 oder 11, wobei die HLCF eine Schnittstelle zwischen der Handover-Funktion und der für eine bestimmte Technologie spezifischen Mobilitätsverwaltungseinheit zur Verfügung stellt.
- WTRU nach Anspruch 12, wobei die Handover-Funktion Handover-Ereignisse von der HLCF sammelt und basierend auf gewissen Kriterien bestimmt, ob ein Handover erforderlich ist.
- WTRU nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die LLCF einen Ereignisdienst bereitstellt, der Ereignisse der PHY- und MAC-Schicht zusammenstellt, die für eine bestimmte Technologie spezifisch sind.
- WTRU nach Anspruch 11 oder 14, wobei die LLCF von den PHY- und MAC-Schichten Handover-Auslöser empfängt, wenn keine Handover-Einheit vorhanden ist.
- Drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU) mit Mehrprotokollstapel mit einer integrierten Schaltung (IC) in einem drahtlosen Kommunikationssystem, das mehrere technologisch unterschiedliche Zugangsnetze umfaßt, wobei die IC aufweist: einen Protokollstapel aufweisend: eine Benutzerebene; mindestens eine technologiespezifische Handover-Ebene; und eine Verwaltungsebene für einen medienunabhängigen Handover (MIH), die mit der Benutzerebene und der technologiespezifischen Handover-Ebene in Kommunikation steht, um ansprechend auf von der Benutzerebene empfangene Auslöser Handover zwischen der WTRU und verschiedenen der Zugangsnetze zu verwalten.
- IC nach Anspruch 16, wobei die MIH-Verwaltungsebene aufweist: eine MIH-Konvergenzfunktion der höheren Schichten (HLCF); eine Handover-Funktion; und eine MIH-Konvergenzfunktion der unteren Schichten (LLCF).
- IC nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Benutzerebene aufweist: eine Mobilitätsverwaltungseinheit; eine physikalische (PHY) Schicht; und eine Medienzugriffssteuerungsschicht (MAC-Schicht).
- IC nach Anspruch 17 oder 18, wobei die HLCF eine Schnittstelle zwischen der Handover-Funktion und der für eine bestimmte Technologie spezifischen Mobilitätsverwaltungseinheit zur Verfügung stellt.
- IC nach Anspruch 19, wobei die Handover-Funktion Handover-Ereignisse von der HLCF sammelt und basierend auf gewissen Kriterien bestimmt, ob ein Handover erforderlich ist.
- IC nach einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei die LLCF einen Ereignisdienst bereitstellt, der Ereignisse der PHY- und MAC-Schicht zusammenstellt, die für eine bestimmte Technologie spezifisch sind.
- IC nach Anspruch 18 oder 21, wobei die LLCF von den PHY- und MAC-Schichten Handover-Auslöser empfängt, wenn keine Handover-Einheit vorhanden ist.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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