DE202006000745U1 - Vorrichtung für die Übergabe einer laufenden Kommunikationssitzung zwischen heterogenen Netzwerken - Google Patents

Vorrichtung für die Übergabe einer laufenden Kommunikationssitzung zwischen heterogenen Netzwerken Download PDF

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Abstract

Multimode-Mobilstation (MS), die mindestens Komponenten mit zwei Modi aufweist, wobei die MS derart aufgebaut ist, daß sie eine laufende Kommunikationssitzung mit einem korrespondierenden Knoten (CoN), für die Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen definiert sind, von einem ersten Netzwerkweg, der mehrere Netzwerkkomponenten, die einen ersten Kommunikationsstandard verwenden, aufweist, an einen zweiten Netzwerkweg, der mehrere Netzwerkkomponenten, die einen zweiten Kommunikationsstandard verwenden, aufweist, übergibt, wobei die MS aufweist:
eine Komponente in einem ersten Modus, die derart aufgebaut ist, daß sie unter Verwendung des ersten Kommunikationsstandards kommuniziert;
eine Komponente in einem zweiten Modus, die derart aufgebaut ist, daß sie unter Verwendung des zweiten Kommunikationsstandards kommuniziert; und
eine medienunabhängige Handover-Komponente (MIHC), die derart aufgebaut ist, daß sie
eine Nachricht an die Komponente in dem zweiten Modus sendet, um den zweiten Netzwerkweg aufzubauen;
eine kommunikative Verbindung zwischen einer Netzwerkkomponente in dem ersten Netzwerkweg und einer Netzwerkkomponente in dem zweiten Netzwerkweg aufbaut;
die Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen...

Description

  • Die Erfindung betrifft das Gebiet drahtloser Kommunikationen. Insbesondere betrifft die Erfindung die Übergabe von Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen, um den Handover der Kommunikationssitzung zwischen heterogenen Netzwerkarten, wie etwa zwischen beliebigen zellularen Netzwerkarten, drahtlosen IEEE 802 entsprechenden Netzwerkarten und verdrahteten IEEE 802 entsprechenden Netzwerkarten zu erleichtern.
  • Verdrahtete und drahtlose Kommunikationssysteme sind auf dem Fachgebiet wohlbekannt. In den letzten Jahren führte der weitverbreitete Einsatz von verschiedenen Netzwerkarten zu Standorten, an denen der Zugang zu mehr als einer Netzwerkart verfügbar ist. Kommunikationsvorrichtungen wurden entwickelt, die zwei oder mehr verschiedene Netzzugangstechnologien in einer einzigen Kommunikationsvorrichtung integrieren. Zum Beispiel gibt es Kommunikationsvorrichtungen mit der Fähigkeit, über mehr als eine Art von verdrahteten und/oder drahtlosen Standards, wie etwa das IEEE 802 entsprechende verdrahtete lokale Netzwerk (LAN) und drahtlose lokale Netzwerkstandards (WLAN-Standards) und Standards für zellulare Technologien, wie etwa Codemultiplex-Vielfachzugriff (CDMA), das globale System für Mobilkommunikationen (GSM) und den allgemeinen Paketfunkdienst (GPRS), zu kommunizieren. Auf die Kommunikation über jeden Standard wird als ein Kommunikationsmodus Bezug genommen, und Vorrichtungen, die über mehr als einen Kommunikationsstandard kommunizieren können, werden Multimode-Vorrichtungen genannt.
  • Vorhandene Systeme, die die Integration von zwei oder mehr Netzzugangstechnologien in eine Vorrichtung unterstützen, stellen im allgemeinen keine Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Zugangstechnologien bereit. Mit anderen Worten stellt eine Kommunikationsvorrichtung, die Multimodefunktionen unterstützt, nicht ohne weiteres eine Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Netzzugangstechnologien bereit, die notwendig ist, um sie in die Lage zu versetzen, einen Handover einer laufenden Kommunikationssitzung zwischen den verschiedenen Zugangstechnologien durchzuführen. Somit besteht ein Bedarf an Vorrichtungen, die eine komplette Handover-Funktionalität von einer Netzwerkart an eine andere ermöglichen, ohne eine laufende Kommunikationssitzung zu unterbrechen. Zum Beispiel sollte ein Benutzer in der Lage sein, eine Kommunikationssitzung, die von einer hohen Datenrate profitieren würde, wie etwa einen Videoabruf, auf einem zellularen Netzwerk zu beginnen, aber der Videoabruf sollte fähig sein, auf das WLAN umzuschalten, wenn zum Beispiel durch Eintreten des Benutzers in seinen Betreuungsbereich ein WLAN-Zugangspunkt mit größerer Kapazität verfügbar wird. Wenn das WLAN während des Abrufs anschließend zum Beispiel dadurch, daß der Benutzer seinen Betreuungsbereich verläßt, nicht verfügbar wird, sollte die Sitzung fähig sein, zurück auf das zellulare Netzwerk zu schalten.
  • Die vorliegende Erfindung behandelt den Bedarf an Signalisierungskonventionen, Protokollen und Signalisierungsverfahren, die bestimmen, wie relevante Kontextinformationen zwischen heterogenen Kommunikationssystemen übertragen werden können, um den Handover einer laufenden Kommunikationssitzung von einem ersten Netzwerk zu einem zweiten Netzwerk einer anderen Art zu erleichtern.
  • Es wird eine Vorrichtung zur Erleichterung der Verarbeitung der Mobilität einer Mulitmode-Kommunikationsvorrichtung über verschiedene Kommunikationstechnologien vorgestellt, indem Kontextinformationen bezüglich einer laufenden Kommunikationssitzung über heterogene Netzwerke übertragen werden. Die Erfindung verwendet eine Nachricht, um die Übertragung von Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen und Handover-Verfahren von einem ersten Netzwerkweg, der aus einem ersten Netzwerk einer ersten Art besteht, zu einem zweiten Netzwerkweg, der aus einem zweiten Netzwerk einer zwei ten Art besteht, auszulösen. Die Nachricht kann auch verwendet werden, um mobile Internetprotokollverfahren (MIP-Verfahren) auszulösen.
  • In einer Ausführungsform, ist der Handover einer Multimode-Mobilstation (MS) zwischen einem drahtlosen System und einem verdrahteten System, wie etwa zwischen einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) und einem verdrahteten lokalen Netzwerk (LAN). In dieser Ausführungsform werden Handover-Verfahren bevorzugt von einer Aufforderung in der MS ausgelöst, wenn die verdrahtete physikalische Verbindung mit dem LAN hergestellt oder abgebrochen wird.
  • In anderen Ausführungsformen ist der Handover zwischen verschiedenen drahtlosen Systemen, zum Beispiel zwischen einem WLAN und einem zellularen Netzwerk. In einer derartigen Ausführungsform werden die Handover-Verfahren, zum Beispiel, wenn die Signalstärke der aktiven Verbindung unter einen gewissen Schwellwert fällt, durch eine Aufforderung in der MS ausgelöst. Alternativ kann die MS während einer Kommunikationssitzung die Verfügbarkeit von einer oder mehreren Netzwerkarten überwachen und Handover-Verfahren basierend darauf auslösen, daß die Stärke von Signalen von derartigen Netzwerken gewisse Schwellwerte überschreitet. Zum Beispiel können Handover-Verfahren durch eine Aufforderung in der MS ausgelöst werden, wenn sie erkennt, daß eine erstrebenswertere Netzwerkart verfügbar ist. In einer anderen Ausführungsform werden Handover-Verfahren durch eine Aufforderung von dem aktiven Netzwerk an die MS ausgelöst, wie etwa, wenn eine MS mit einer aktiven zellularen Verbindung in den Betreuungsbereich eines WLAN-Zugangspunkts eintritt. In dieser Ausführungsform kann das zellulare Netzwerk die Position der MS verfolgen, sie mit bekannten Standorten von WLAN-Zugangspunkten vergleichen und die MS benachrichtigen, wenn sie in der Reichweite eines Zugangspunkts ist. Um die Lebensdauer der Batterie zu schonen, ist es eher vorteilhaft, wenn das aktive Netzwerk die MS benachrichtigt, wenn ein alternatives Netzwerk verfügbar ist, als wenn die MS im Hinblick auf ein alternatives Netzwerk überwacht.
  • In allen Ausführungsformen erzeugt eine medienunabhängige Handover-Komponente in der MS, nachdem eine Handover-Entscheidung getroffen ist, eine Nachricht, welche die MS auffordert, sich mit dem zweiten Netzwerk zu verbinden, den Handover der Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen von einer Netzwerkkomponente in dem ersten Netzwerkweg zu einer Netzwerkkomponente in dem zweiten Netzwerkweg auszulösen und die Kommunikationssitzung über den zweiten Netzwerkweg, der aus dem zweiten Netzwerk besteht, wieder aufzubauen. Kontextinformationen können Anfangsblock-Komprimierungskontext (header compression context), Punkt-zu-Punkt-Protokollkontext (PPP-Kontext), Benutzerdaten und ähnliches umfassen. Die Nachricht kann auch MIP-Verfahren auslösen.
  • 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:
  • 1a, 1b und 1c schematische Darstellungen eines Handover einer Kommunikationssitzung zwischen einer Mobilstation (MS) und einem korrespondierenden Knoten (CoN) von einem ersten Weg, der aus einem ersten Netzwerk (NW1) besteht, zu einem zweiten Weg, der aus einem zweiten Netzwerk (NW2) besteht, sind.
  • 2 ein Flußdiagramm ist, welches das Handover-Verfahren von 1 zeigt, wie es von einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 3 eine Darstellung eines generischen Vernetzungsszenarios ist, wobei eine Kommunikationssitzung zwischen einer MS und einem CoN über einen ersten Weg, der aus dem ersten Netzwerk (NW1) besteht, der über ein erstes Gateway (GW1) an ein allgemeines Netzwerk (GN) und von dort an den CoN anschließt, stattfindet.
  • 4a, 4b und 4c schematische Darstellungen eines Handover einer Kommunikationssitzung von einem 802.3-LAN zu einem 802.X-LAN wie er von einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 5a, 5b und 5c schematische Darstellungen eines Handover von einem 802.X-WLAN zu einem 802.3-LAN wie er von einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 6a, 6b und 6c schematische Darstellungen eines Handover von einem 802.X-WLAN zu einem zellularen 3GPP-Netzwerk wie er von einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • 7a, 7b, 7c und 7d schematische Darstellungen eines Handover von einem zellularen 3GPP-Netzwerk zu einem 802.X-WLAN wie er von einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
  • Die vorliegende Erfindung wird unter Bezug auf die gezeichneten Figuren beschrieben, wobei gleiche Ziffern durchweg gleiche Elemente darstellen. Der Begriff Mobilstation (MS), wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf eine Multimode-Mobilstation, die fähig ist, über mehr als eine Netzwerkart zu arbeiten, und er umfaßt ein Benutzergerät, eine Mobilstation, eine mobile Teilnehmereinheit, eine Funkrufempfänger, einen tragbaren Computer oder jede andere Art von Vorrichtung, die fähig ist, in einer verdrahteten oder drahtlosen Netzwerkumgebung zu arbeiten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • Der Begriff Netzwerk (NW), wie er hier verwendet wird, bezieht sich auf jedes Netzwerk, mit dem eine MS kommuniziert, um auf Netzdienste zuzugreifen, wie etwa, um eine Kommunikation mit einem korrespondierenden Knoten (CoN) zu führen. NWs umfassen verdrahtete und drahtlose Netzwerke aller Art, wie etwa die der IEEE 802-Standardfamilie entsprechenden Netzwerke aller Art, wie 802.3, 802.11 und 802.16 entsprechende Netzwerke, und zellulare Netzwerke aller Art, wie etwa Netzwerke, die 3GPP, GSM und GPRS entsprechen, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens für die Übergabe einer laufenden Kommunikationssitzung zwischen einer Mobilstation (MS) und einem korrespondierenden Knoten (CoN) von einem ersten Netzwerkweg, der aus einem ersten Netzwerk unter Verwendung eines ersten Kommunikationsstandards besteht, und einem zweiten Netzwerkweg, der aus einem zweiten Netz werk unter Verwendung eines zweiten Kommunikationsstandards besteht, werden gezeigt. Nachdem eine Handover-Entscheidung getroffen wurde, erfordert die Übergabe einer laufenden Kommunikationssitzung, daß die MS eine Verbindung mit dem zweiten Netzwerk aufbaut, Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen von einer Netzwerkkomponente in dem ersten Netzwerkweg an eine Netzwerkkomponente in dem zweiten Netzwerkweg überträgt und die laufende Kommunikation über den zweiten Netzwerkweg fortsetzt. Der Handover bedingt typischerweise während einer Zwischenzeit, bevor die Kommunikation über den zweiten Netzwerkweg aufgebaut ist, das Führen von Kommunikationen über Netzwerkkomponenten sowohl in dem ersten als auch dem zweiten Netzwerkweg.
  • 1a, 1b und 1c stellen die Nutzung der Erfindung in einem generischen Multimodevernetzungs-Handover-Szenario dar. In 1a wird eine Kommunikationssitzung zwischen einer Mobilstation (MS) 10 und einem korrespondierenden Knoten (CoN) 20 geführt. Die Kommunikationssitzung besteht aus Kommunikationssignalen, die über ein erstes Netzwerk (NW1) 30 zwischen der MS 10 und dem CoN 20 gesendet werden. Die MS 10 ist über eine Kommunikationsverbindung 40 kommunikativ mit dem ersten Netzwerk 30 verbunden, und der CoN 20 ist über die Kommunikationsverbindung 50 kommunikativ mit dem ersten Netzwerk 30 verbunden. Die Verbindung 40, das erste Netzwerk 30 und die Verbindung 50 weisen einen ersten Signalweg (Weg 1) zwischen der MS 10 und dem CoN 20 auf. Ebenfalls in gestrichelten Linien gezeigt sind ein zweites Netzwerk (NW2) 60, das einen anderen Kommunikationsstandard verwendet als das erste Netzwerk 30, eine mögliche Verbindung 70 zwischen der MS 10 und dem zweiten Netzwerk 60 und eine mögliche Verbindung 80 zwischen dem CoN 20 und dem zweiten Netzwerk 60. Die Verbindung 70, das zweite Netzwerk 60 und die Verbindung 80 weisen einen zweiten Signalweg (Weg 2) zwischen der MS 10 und dem CoN 20 auf.
  • In 1b wurde eine Entscheidung getroffen, die laufende Kommunikationssitzung von dem Weg 1 auf den Weg 2 zu übergeben. Die Handover-Entscheidung kann von der MS 10 selbst getroffen werden, oder eine Handover-Entscheidung kann von einer anderen Einheit getroffen werden und an die MS 10 kommuniziert werden. Zum Beispiel kann eine Vorrichtung in dem oder in Kommunikation mit dem ersten Netzwerk eine Handover-Entscheidung treffen und sie über die Verbindung 40 an die MS 10 kommunizieren.
  • Wenn die MS 10 die Handover-Entscheidung trifft, kann sie getroffen werden, weil die Verbindung 40 nicht mehr verfügbar ist. Wenn die Verbindung 40 zum Beispiel eine verdrahtete Verbindung ist, die über ein Netzwerkkabel bereitgestellt wird, und das Netzwerkkabel aus der MS 10 ausgesteckt wird, dann könnte die MS 10 sich entscheiden, die laufende Kommunikationssitzung auf den Weg 2 zu übergeben. Alternativ kann die MS 10 die Handover-Entscheidung treffen, weil eine bessere Verbindung 70 verfügbar wird. Wenn zum Beispiel die Verbindung 40 eine drahtlose Verbindung ist und die Verbindung 70 eine verdrahtete Verbindung ist, die durch Einstecken eines Netzwerkkabels in die MS 10 aufgebaut wird, kann sich die MS 10 entscheiden, die Kommunikationssitzung an den Weg 2 zu übergeben. Alternativ kann die Verbindung 70 eine drahtlose Verbindung sein, die besser als die Verbindung 40 ist, die verfügbar wurde, wie es passieren würde, wenn die MS 10 sich in den Betreuungsbereich des zweiten Netzwerks bewegt. Die MS 10 kann sich der Verfügbarkeit der Verbindung 70 bewußt werden, indem sie die Verfügbarkeit eines Netzwerks, wie etwa des zweiten Netzwerks, überwacht, oder die MS 10 kann zum Beispiel durch das erste Netzwerk, benachrichtigt werden, daß sie sich in einen von dem zweiten Netzwerk betreuten Bereich bewegt hat.
  • Alternativ kann eine Netzwerkeinheit die Handover-Entscheidung treffen und sie zum Beispiel über die Verbindung 40 an die MS 10 kommunizieren. Eine derartige Entscheidung kann zum Beispiel getroffen werden, um die Netzwerkressourcen besser zu verwalten.
  • Wenn die Entscheidung getroffen wird, die Kommunikationssitzung auf den Weg 2 zu übergeben, erzeugt eine medienunabhängige Handover-Komponente (MIHC) in der MS 10 eine MIH_HO_PREPARE-Nachricht, die eine Komponente in einem Modus in der MS 10 auffordert, sich mit dem zweiten Netzwerk 60 zu verbinden und das zweite Netzwerk 60 auffordert, sich mit dem CoN 20 zu verbinden, wodurch der Weg 2 gebildet wird. Die MIH_HO_PREPARE-Nachricht löst auch die Bildung einer Verbindung 90 zwischen dem ersten Netzwerk 30 und dem zweiten Netzwerk 60 aus und löst die Übertragung von Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen von dem ersten Netzwerk 30 an das zweite Netzwerk 60 aus, so daß die laufende Kommunikationssitzung basierend auf den Kontextinformationen über den Weg 2 aufgebaut und fortgesetzt werden kann. Kontextinformationen können Anfangsblockkomprimierungskontext, Punkt-zu-Punkt-Protokollkontext (PPP-Kontext), Benutzerdaten und ähnliches umfassen. Während zwischen dem zweiten Netzwerk 60 und dem CoN 20 die Verbindung 80 aufgebaut ist und der Weg 2 vorbereitet wird, um die Kommunikationssitzung fortzusetzen, können außerdem Signale auf der Abwärtsstrecke (DL) von dem ersten Netzwerk 30 an die MS 10 von dem ersten Netzwerk 30 über die Verbindung 90, das zweite Netzwerk 60 und die Verbindung 70 an die MS 10 weitergeleitet werden. Alternativ können DL-Signale in dem ersten Netzwerk 30 gespeichert und eine Kopie über die Verbindung 90, das zweite Netzwerk 60 und die Verbindung 70 an die MS 10 weitergeleitet werden. DL-Signale können auf diese Weise von dem ersten Netzwerk, bis die laufende Kommunikationssitzung über den Weg 2 aufgebaut ist, oder alternativ eine bevorzugte Zeitspanne lang an die MS 10 gesendet werden. Wahlweise können Signale auf der Aufwärtsstrecke (UL) ebenfalls von der MS 10 über die Verbindung 70, das zweite Netzwerk 60 und die Verbindung 90 an das erste Netzwerk 30 und von dort an den CoN 20 gesendet werden, bis die laufende Kommunikationssitzung über den Weg 2 aufgebaut ist.
  • In 1c wurden der Weg 2, der die Verbindung 70, das zweite Netzwerk 60 und die Verbindung 80 aufweist, aufgebaut, und die von dem ersten Netzwerk 30 an das zweite Netzwerk 60 übertragenen Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen wurden verwendet, um die laufende Kommunika tionssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20 über den Weg 2 fortzusetzen.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, welches das Handover-Verfahren 100 zusammenfaßt. Anfänglich führen die MS 10 und der CoN 20 eine Kommunikationssitzung über den Weg 1, Schritt 110. Es wird eine Entscheidung getroffen, die Kommunikationssitzung auf den Weg 2 zu übergeben, Schritt 120. Eine medienunabhängige Handover-Komponente (MIH-Komponente) in der MS 10 sendet eine MIH_HO_PREPARE-Nachricht an eine Komponente mit einem Modus in der MS 10, die mit dem zweiten Netzwerk 60 kommunizieren kann, Schritt 130. Die-MIH_HO_PREPARE-Nachricht löst auch die nachfolgenden Verfahren aus, durch welche die laufende Kommunikationssitzung an den Weg 2 übergeben wird, und die Sitzung wird fortgesetzt. Die MS 10 verbindet sich mit dem zweiten Netzwerk 60, Schritt 140, und baut die Verbindung 80 zwischen dem zweiten Netzwerk 60 und dem CoN 20 auf, wodurch der Weg 2 gebildet wird. Von der MIH_HO_PREPARE-Nachricht ausgelöste Verfahren regeln, daß eine Verbindung 90 zwischen dem ersten Netzwerk 30 und dem zweiten Netzwerk 60 gebildet wird, und regeln, daß das erste Netzwerk 30 Sitzungskontextinformationen an das zweite Netzwerk 60 sendet, Schritt 150. Das erste Netzwerk 30 sendet die Kontextinformationen an das zweite Netzwerk 60; und wahlweise bewirkt das erste Netzwerk 30, daß DL-Signale an das zweite Netzwerk gesendet werden, welches sie an die MS 10 leitet, Schritt 160. UL-Signale können ebenfalls wahlweise von dem zweiten Netzwerk 60 an das erste Netzwerk 30 gesendet werden, welches sie an den CoN 20 leitet, bis die laufende Kommunikationssitzung auf den Weg 2 übergeben wird. Das zweite Netzwerk verwendet die Kontextinformationen, um die laufende Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20 über den Weg 2 aufzubauen, Schritt 170. Die Sitzung geht dann über den Weg 2 weiter.
  • 3 stellt die Implementierung der Erfindung dar, wobei zwischen dem ersten Netzwerk 30 und dem CoN 20 und auch zwischen dem zweiten Netzwerk 60 und dem CoN 20 ein allgemeines Netzwerk (GN) 300, wie etwa das Internet oder ein zellulare Kernnetz, vorhanden ist. Das erste Netzwerk 30 kann sich über ein erstes Gateway (GW1) 310 mit dem GN 300 verbinden, und das zweite Netzwerk 60 kann sich über ein zweites Gateway (GW2) 320 mit dem GN 300 verbinden. Ebenfalls gezeigt sind eine Komponente (MC1) 12 in dem ersten Modus in der MS 10, die fähig ist, über die Verbindung 40 mit dem ersten Netzwerk 30 zu kommunizieren, und eine Komponente (MC2) 14 in dem zweiten Modus, die fähig ist, über die Verbindung 70 mit dem zweiten Netzwerk 60 zu kommunizieren. Ebenfalls in der MS 10 gezeigt ist eine medienunabhängige Handover-Komponente (MIHC) 16, die eine MIH_HO_PREPARE-Nachricht erzeugt.
  • In 3 ist die Komponente 12 in dem ersten Modus anfänglich kommunikativ mit dem ersten Netzwerk 30 verbunden, wobei die MS 10 über einen Weg 1, der das erste Netzwerk 30, das erste Gateway 310 und das allgemeine Netzwerk 300 umfaßt, eine Kommunikationssitzung mit dem CoN 20 ausführt. Es wird eine Entscheidung getroffen, die Kommunikationssitzung an einen Weg 2 zu übergeben, der das zweite Netzwerk 60, das zweite Gateway 320 und das allgemeine Netzwerk 300 umfaßt. Der Handover wird von der MIHC 16 eingeleitet, die eine MIH_HO_PREPARE-Nachricht an die Komponente 14 in dem zweiten Modus sendet, woraufhin die Komponente 14 in dem zweiten Modus eine Verbindung mit dem zweiten Netzwerk 60 aufbaut und den Aufbau des Wegs 2 auslöst. Die MIH_HO_PREPARE-Nachricht löst auch die Übertragung von Kontextinformationen von mindestens einer Netzwerkkomponente in dem Weg 1 an mindestens eine Netzwerkkomponente in dem Weg 2 aus; löst wahlweise das Senden von DL-Signalen, die an die MS 10 weitergeleitet werden sollen, von mindestens einer Netzwerkkomponente in dem Weg 1 an mindestens eine Netzwerkkomponente in dem Weg 2 aus; löst wahlweise das Senden von UL-Signalen, die an den CoN 20 weitergeleitet werden sollen, von mindestens einer Netzwerkkomponente in dem Weg 2 an mindestens eine Netzwerkkomponente in dem Weg 1 aus; und löst die Fortsetzung der laufenden Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20 über den Weg 2 unter Verwendung der übertragenen Kontextinformationen aus. In tatsächlichen Implementierungen kann/können das erste Netzwerk und/oder das erste Gateway und/oder das zweite Netzwerk und/oder das zweite Gateway und/oder das allgemeine Netzwerk mehrere Netzwerkkomponenten aufweisen. Die Netzwerkkomponenten in dem Weg 1 und dem Weg 2, die an der Übertragung von Kontextinformationen und dem Senden von DL- und UL-Signalen beteiligt sind, hängen von den Besonderheiten jeder Implementierung ab. Beispielhafte Implementierungen werden hier im weiteren beschrieben.
  • 4a, 4b und 4c zeigen eine beispielhafte Implementierung, in der eine laufende Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20 von einem Weg 1, der eine verdrahtete Verbindung zwischen der MS 10 und einem 802.3-Netzwerk umfaßt, gemäß der vorliegenden Erfindung an einen Weg 2 übergeben wird, der eine drahtlose Verbindung zwischen der MS 10 und einem drahtlosen 802.X-Netzwerk umfaßt. In 4a ist eine Komponente 412 im 802.3-Modus in der MS 10 anfänglich über ein Netzwerkkabel 440 kommunikativ mit einem 802.3-Zugangsnetz (AN) 430 verbunden, wobei die MS 10 über einen Weg 1, der ein 802.3-Zugangsnetz (AN) 430, ein 802.3-Zugangsgateway (AG) 410 mit einer (nicht gezeigten) 802.3-Zugangsleitweglenkungseinrichtung (AR) und das Internet umfaßt, eine Kommunikationssitzung mit dem CoN 20 ausführt. Der (gestrichelt gezeigte) Alternativweg 2 weist ein 802.X-Zugangsnetz 460, ein 802.X-Zugangsgateway 420 mit einer (nicht gezeigten) 802.X-Zugangsleitweglenkungseinrichtung (AR) und das Internet 400 auf.
  • In 4b wird eine Entscheidung getroffen, die Kommunikationssitzung auf einen Weg 2 zu übergeben. Der Handover kann zum Beispiel durch Ausstecken des Netzwerkkabels 440 aus der MS 10 eingeleitet werden, während die MS 10 sich in dem Betreuungsbereich des 802.X-Zugangsnetzes 460 befindet. Der Handover wird eingeleitet, indem die MIHC 16 eine MIH_HO_PREPARE-Nachricht an die Komponente 414 im 802.X-Modus in der MS 10 sendet, woraufhin die Komponente 414 im 802.X-Modus eine Verbindung mit dem 802.X-Zugangsnetz 460 aufbaut und sich mit dem 802.X-Zugangsgateway 420 verbindet und dort authentifiziert.
  • Die MS 10 erhält die IP-Adresse des 802.X-Zugangsgateway 420. Die MS 10 löst dann das Kontextübertragungsverfahren und das Datenweiterleitungsverfahren von dem 802.3-Zugangsgateway 410 an das 802.X-Zugangsgateway 420 aus. Wenn mobiles IP (MIP) verwendet wird, werden Daten von dem 802.3-Zugangsgateway 410 an das 802.X-Zugangsgateway 420 und an die MS 10 weitergeleitet, während Kontext an das 802.X-Zugangsgateway 420 übertragen wird. Dies ermöglicht der MS 10, Benutzerdaten zu empfangen, bevor mit der 802.X-Zugangsleitweglenkungseinrichtung eine neue Care-of-Address (CoA) ausgehandelt wird. Die MS 10 handelt unter Verwendung von MIP-Nachrichten nach Stand der Technik eine neue CoA aus. Wenn die neue CoA bereit ist und eine Verbindung aufgebaut ist, kann der Benutzerdatenweg von dem CoN 20 zu dem 802.X-Zugangsgateway 420 umgeschaltet werden. Die alte CoA kann dann deregistriert werden. Wenn der Soft Handover auf Schicht 3 (L3SH) verwendet wird, kann der Kontext aktiviert werden, nachdem eine neue Verbindung von der 802.X-Zugangsleitweglenkungseinrichtung zu dem CoN 20 aufgebaut wurde. 4c zeigt die laufende Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20, nachdem sie auf den Weg 2 übergeben wurde.
  • 5a, 5b und 5c zeigen eine beispielhafte Implementierung, in der eine laufende Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20 von einem Weg 1, der eine drahtlose Verbindung 470 zwischen der MS 10 und einem 802.X-Zugangsnetz (AN) 460 umfaßt, gemäß der vorliegenden Erfindung an einen Weg 2 übergeben wird, der eine verdrahtete Verbindung zwischen der MS 10 und dem 802.3-Zugangsnetz 430 umfaßt. In 5a ist eine Komponente 414 im 802.X-Modus in der MS 10 anfänglich über eine Luftschnittstelle 470 mit dem 802.X-Zugangsnetz 460 verbunden, wobei die MS 10 über einen Weg 1, der das 802.X-Zugangsnetz 460, das 802.X-Zugangsgateway (AG) 420 mit einer (nicht gezeigten) 802.X-Zugangsleitweglenkungseinrichtung (AR) und das Internet 400 umfaßt, eine Kommunikationssitzung mit dem CoN 20 ausführt. Der gestrichelt gezeigte Weg 2 weist ein 802.3-Zugangsnetz (AN) 430, ein 802.3-Zugangsgateway (AG) 410 mit einer (nicht gezeigten) 802.3-Zugangsleitweglenkungseinrichtung (AR) und das Internet 400 auf.
  • In 5b wird eine Entscheidung getroffen, die Kommunikationssitzung auf einen Weg 2 zu übergeben. Der Handover kann zum Beispiel durch Einstecken des Netzwerkkabels 440 in die MS 10 eingeleitet werden. Der Handover wird eingeleitet, indem die MIHC 16 eine MIH_HO_PREPARE-Nachricht an die Komponente 412 im 802.3-Modus in der MS 10 sendet, woraufhin die Komponente 412 im 802.3-Modus eine Verbindung mit dem 802.3-Zugannsnetz 430 aufbaut und sich mit dem 802.3-Zugangsgateway 410 verbindet und dort authentifiziert.
  • Die MS 10 erhält die IP-Adresse des 802.3-Zugangsgateway 410. Die MS 10 löst dann das Kontextübertragungsverfahren und das Datenweiterleitungsverfahren von dem 802.X-Zugangsgateway 420 an das 802.3-Zugangsgateway 410 aus. Wenn mobiles IP verwendet wird, können Daten von dem 802.X-Zugangsgateway 420 an das 802.3-Zugangsgateway 410 und an die MS 10 weitergeleitet werden, während Kontext an das 802.3-Zugangsgateway 410 übertragen wird. Dies ermöglicht der MS 10, Benutzerdaten zu empfangen, bevor mit der 802.3-Zugangsleitweglenkungseinrichtung eine neue Care-of-Address (CoA) ausgehandelt wird. Die MS 10 handelt unter Verwendung von MIP-Nachrichten nach Stand der Technik eine neue CoA aus. Wenn die neue CoA bereit ist und eine Verbindung aufgebaut ist, kann der Benutzerdatenweg von dem CoN 20 zu dem 802.3-Zugangsgatewy 410 umgeschaltet werden. Die alte CoA kann dann deregistriert werden. Wenn der Soft Handover auf Schicht 3 (L3SH) verwendet wird, kann der Kontext aktiviert werden, nachdem eine neue Verbindung von der 802.3-Zugangsleitweglenkungseinrichtung zu dem CoN 20 aufgebaut wurde. 5c zeigt die laufende Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20, nachdem sie auf den Weg 2 übergeben wurde.
  • 6a, 6b und 6c zeigen eine beispielhafte Implementierung, in der eine laufende Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20 von einem Weg 1, der eine drahtlose Verbindung 470 zwischen der MS 10 und einem 802.X-Zugangsnetz 460 umfaßt, gemäß der vorliegenden Erfindung an einen (in gestrichelten Linien gezeigten) Weg 2 übergeben wird, der eine drahtlose Verbindung zwischen der MS 10 und der 3GPP-Funk-Basisstation (BTS) 610 umfaßt. In 6a ist die Komponente 414 im 802.X-Modus in der MS 10 anfänglich über die Luftschnittstelle 470 kommunikativ mit dem 802.X-Zugangsnetz 460 verbunden, wobei die MS 10 über einen Weg 1, der das 802.X-Zugangsnetz 460, das drahtlose Zugangsgateway (WAG) 660, das Paketdatengateway (PDG) 670, den 802.X-Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten (GGSN) 680 und das zellulare Kernnetz (CN) 600 umfaßt, eine Kommunikationssitzung mit dem CoN 20 ausführt. Der gestrichelt gezeigte Weg 2 weist die BTS 610, die Funknetzsteuerung (RNC) 630, den betreuenden GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN) 640, den 3GPP-GGSN 650 und das CN 600 auf. Es wird eine Entscheidung getroffen, die Kommunikationssitzung von dem Weg 1 auf den Weg 2 zu übergeben. Der Handover kann zum Beispiel eingeleitet werden, indem sich die MS aus dem Betreuungsbereich des 802.X-Zugangsnetzes 460 heraus bewegt. Der Handover wird eingeleitet, indem die MIHC 16 eine MIH_HO_PREPARE-Nachricht an die Komponente 612 im 3GPP-Modus in der MS 10 sendet.
  • In 6b leitet die MS 10 die Zellenauswahl ein und führt eine Aktualisierung des Leitweglenkungsbereichs durch, wobei die 3GPP-Komponente 612 die kommunikative Verbindung mit der BTS 610, der RNC 620 und dem SGSN 640 aufbaut. Die MS 10 fordert den SGSN 640 auf, die Übertragung von Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen von dem PDG 670 an den SGSN 640 anzufordern. Das PDG 670 sendet sowohl für die UL- als auch die DL-Ströme Kontextinformationen, einschließlich Paketdatenprotokollkontext (PDP-Kontext) an den SGSN 640. Das PDG 670 beendet dann das Senden von DL-Paketen an die MS 10. Das PDG 670 puffert DL-Pakete, baut einen Tunnel nach dem Gateway-Tunnelprotokoll (GTP) zu dem SGSN 640 auf und sendet eine Kopie jedes gepufferten Pakets an den SGSN 640. Dies wird eine bevorzugte Zeitspanne lang oder bis der SGSN 640 bereit ist, DL-Pakete von dem 3GPP-GGSN 650 zu verarbeiten, gemacht.
  • In 6c wird der PDP-Kontext an dem 3GPP-GGSN 650 aktualisiert, und zwischen dem 3GPP-GGSN 650 und dem SGSN 640 wird ein neuer GTP-Tunnel aufgebaut. Die Kommunikationssitzung wird dadurch in dem Weg 2 erfolgreich aktiviert, und die laufende Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20 geht weiter. Die 802.X-Funkverbindung kann dann abgebaut werden.
  • 7a, 7b, 7c und 7d zeigen eine beispielhafte Implementierung, in der eine laufende Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20 von einem Weg 1, der eine drahtlose Verbindung zwischen der MS 10 und der 3GPP-BTS 610 umfaßt, gemäß der vorliegenden Erfindung an einen (in gestrichelten Linien gezeigten) Weg 2 übergeben wird, der eine drahtlose Verbindung zwischen der MS 10 und dem 802.X-Zugangsnetz 460 umfaßt. In 7a ist die 3GPP-Komponente 612 in der MS 10 anfänglich über eine Luftschnittstelle kommunikativ mit dem BTS 610 verbunden, wobei die MS 10 über einen Weg 1, der die BTS 610, die Funknetzsteuerung (RNC) 630, den betreuenden GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN) 640, den 3GPP-GGSN 650 und das CN 600 umfaßt, eine Kommunikationssitzung mit dem CoN 20 ausführt. Der gestrichelt gezeigte Weg 2 weist das 802.X-Zugangsnetz 460, das WAG 660, das PDG 670, den 802.X-GGSN 680 und das CN 600 auf. Es wird eine Entscheidung getroffen, die Kommunikationssitzung von dem Weg 1 auf den Weg 2 zu übergeben. Der Handover kann zum Beispiel eingeleitet werden, indem sich die MS in den Betreuungsbereich des 802.X-AN 460 bewegt, wobei sie von der BTS 610 benachrichtigt wird, daß ein 802.X-Netzwerk verfügbar ist, und die 802.X-Komponente 414 nach dem 802.X-Netzwerk abtastet. Alternativ kann die 802.X-Komponente 414, entweder fortlaufend oder, wenn sie von Systeminformationen, die von der Komponente 612 im 3GPP-Modus empfangen werden, aufgefordert wird, ein regelmäßiges Abtasten durchführen.
  • Der Handover wird eingeleitet, indem die MIHC 16 eine MIH_HO_PREPARE-Nachricht an die Komponente 612 im 3GPP-Modus sendet.
  • In 7b führt die MS 10 die 802.X-Systemverbindung und Authentifizierung für das 802.X-Zugangsnetz 460 aus, wobei die 802.X-Komponente 414 eine kommunikative Verbindung mit dem 802.X-Netzwerk, dem WAG 660, dem PDG 670, dem 802.X-GGSN 680 und dem CN 600 aufbaut. Die MS 10 verwendet die WLAN-Identität und das zugehörige öffentlich Funktelefonnetz (PLMN), um einen voll qualifizierten Domänennamen (FQDN) aufzubauen, und verwendet ihn, um über eine Abfrage des Domänennamensystems (DNS) die zugehörige Adresse des PDG 670 zu erhalten. Die MS 10 verwendet diese Adresse, um über die BTS 610, die RNC 620 und den SGSN 640 zum Beispiel unter Verwendung des Tunnelprotokolls der Schicht 2 (L2TP) einen Tunnel von der 3GPP-Komponente zu dem PDG 670 aufzubauen. Wenn der Tunnel aufgebaut ist, führt die MS 10 eine Aktualisierung des Leitweglenkungsbereichs zu dem PDG 670 durch. Die an dem PDG 670 empfangene Aktualisierung der Leitweglenkungsdaten löst eine Kontextübertragungsaufforderung von dem PDG 670 an den SGSN 640 aus. Kontextinformationen, einschließlich PDP-Kontextinformationen, werden von der RNC 620 genommen und über den SGSN 640 an das PDG 670 gesendet. Sowohl UL- als auch DL-Kontextinformationen werden gesendet. Nachdem der PDP-Kontext übertragen ist, hört die RNC 620 auf, DL-Pakete an die MS 10 zu senden. Die RNC 620 puffert DL-Pakete.
  • Wenn das PDG 670 in 7c bereit ist, die Verarbeitung von Paketen zu beginnen, baut die RNC 620 einen neuen GTP-Tunnel zu dem PDG 670 auf und sendet über den SGSN 640 eine Kopie der gepufferten Pakete an das PDG 670. Das PDG 670 leitet die DL-Pakete an die Komponente 414 im 802.X-Modus weiter. Dies wird eine bevorzugte Zeitspanne lang gemacht.
  • In 7d wird der PDP-Kontext an dem 802.X-GGSN 680 aktualisiert, und zwischen dem PDG 670 und dem GGSN 680 wird ein neuer GTP-Tunnel aufgebaut. Pakete können direkt von dem 802.X-GGSN 680 an das PDG 670 gesendet werden. Die Kommunikationssitzung wird dadurch auf dem Weg 2 erfolgreich aktiviert, und die laufende Kommunikationssitzung zwischen der MS 10 und dem CoN 20 geht weiter. Die 3GPP-Funkverbindung kann dann abgebaut werden.
  • Andere Szenarien, wie etwa der Handover zwischen einem verdrahteten IEEE 802.3-Netzwerk und einem zellularen Netzwerk, sind möglich und liegen innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung.
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auslösen von Verfahren, um eine laufende Kommunikationssitzung zwischen einer Mobilstation (MS) und einem korrespondierenden Knoten (CoN) von einem ersten Weg, der aus einem ersten Netzwerk einer ersten Art besteht, auf einen zweiten Weg, der aus einem zweiten Netzwerk einer anderen Art besteht, zu übergeben. Der Fortbestand der Kommunikationssitzung wird erhalten, indem Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen übertragen werden, wenn ein Handover von einer Netzwerkkomponente in einem ersten Netzwerkweg an eine Netzwerkkomponente in einem zweiten Netzwerkweg bevorsteht, und indem Signale auf der Abwärtsstrecke und der Aufwärtsstrecke sowohl über die Netzwerkkomponenten in dem ersten als auch dem zweiten Netzwerkweg weitergeleitet werden, bis der zweite Weg aufgebaut ist und die laufende Kommunikationssitzung an den zweiten Netzwerkweg übergeben werden kann. Die Kontextinformationen umfassen die Sitzungskommunikationsparameter, wie etwa, daß der zweite Netzwerkweg Ressourcen zuweisen und die Leitweglenkung zwischen der MS und dem CoN einrichten kann.
  • Obwohl die Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten Ausführungsformen in bestimmten Kombinationen beschrieben werden, 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 (7)

  1. Multimode-Mobilstation (MS), die mindestens Komponenten mit zwei Modi aufweist, wobei die MS derart aufgebaut ist, daß sie eine laufende Kommunikationssitzung mit einem korrespondierenden Knoten (CoN), für die Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen definiert sind, von einem ersten Netzwerkweg, der mehrere Netzwerkkomponenten, die einen ersten Kommunikationsstandard verwenden, aufweist, an einen zweiten Netzwerkweg, der mehrere Netzwerkkomponenten, die einen zweiten Kommunikationsstandard verwenden, aufweist, übergibt, wobei die MS aufweist: eine Komponente in einem ersten Modus, die derart aufgebaut ist, daß sie unter Verwendung des ersten Kommunikationsstandards kommuniziert; eine Komponente in einem zweiten Modus, die derart aufgebaut ist, daß sie unter Verwendung des zweiten Kommunikationsstandards kommuniziert; und eine medienunabhängige Handover-Komponente (MIHC), die derart aufgebaut ist, daß sie eine Nachricht an die Komponente in dem zweiten Modus sendet, um den zweiten Netzwerkweg aufzubauen; eine kommunikative Verbindung zwischen einer Netzwerkkomponente in dem ersten Netzwerkweg und einer Netzwerkkomponente in dem zweiten Netzwerkweg aufbaut; die Kommunikationssitzungs-Kontextinformationen über die kommunikative Verbindung von dem ersten Netzwerkweg an den zweiten Netzwerkweg überträgt; und über die Komponente in dem zweiten Modus Signale auf der Aufwärtsstrecke sendet und Signale auf der Abwärtsstrecke empfängt; wobei die laufende Kommunikation von der Komponente in dem ersten Modus und dem ersten Netzwerkweg an die Kompo nente in dem zweiten Modus und den zweiten Netzwerkweg übergeben wird.
  2. MS nach Anspruch 1, wobei die Nachricht auch mobile IP-Verfahren (MIP-Verfahren) auslöst.
  3. MS nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Nachricht das Speichern von Signalen der Abwärtsstrecke (DL) in einer Netzwerkkomponente in dem ersten Weg auslöst.
  4. MS nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Nachricht das Senden von DL-Signalen von einer Netzwerkkomponente in dem ersten Weg über eine Netzwerkkomponente in dem zweiten Weg an die Komponente in dem zweiten Modus auslöst.
  5. MS nach Anspruch 4, wobei die DL-Signale von der Netzwerkkomponente in dem ersten Pfad eine bevorzugte Zeitspanne lang über die Netzwerkkomponente in dem zweiten Pfad an die Komponente in dem zweiten Modus gesendet werden.
  6. MS nach Anspruch 4 oder 5, wobei die DL-Signale von der Netzwerkkomponente in dem ersten Weg über die Netzwerkkomponente in dem zweiten Weg an die Komponente in dem zweiten Modus gesendet werden, bis die Kommunikationssitzung über den zweiten Weg aufgebaut ist, woraufhin die Kommunikationssignale nur über den zweiten Weg gesendet werden.
  7. MS nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Komponente in dem ersten Modus mit einem IEEE 802.3 entsprechenden Netzwerk, einem der IEEE 802.11-Familie entsprechenden Netzwerk, einem IEEE 802.16 entsprechenden Netzwerk, einem GSM-Netzwerk, einem GPRS-Netzwerk, einem 3GPP-basierten W-CDMA-FDD-Netzwerk, eine 3GPP-basierten TDD-Netzwerk, einem 3GPP-basierten TD-SCDMA-Netzwerk, einem 3GPP2-basierten CDMA2000-Netzwerk, einem 3GPP2-basierten 1x-Netzwerk, einem 3GPP2-basierten EV-DO-Netzwerk oder einem 3GPP2-basierten EV-DV-Netzwerk kommuniziert; und die Komponente in dem zweiten Modus mit einem anderen IEEE 802.3 entsprechenden Netzwerk, einem der IEEE 802.11-Familie entsprechenden Netzwerk, einem IEEE 802.16 entsprechenden Netzwerk, einem GSM-Netzwerk, einem GPRS-Netwzerk, einem 3GPP-basierten W-CDMA-FDD-Netzwerk, eine 3GPP-basierten TDD-Netzwerk, einem 3GPP-basierten TD-SCDMA-Netzwerk, einem 3GPP2-basierten CDMA2000-Netzwerk, einem 3GPP2-basierten 1x-Netzwerk, einem 3GPP2-basierten EV-DO-Netzwerk oder einem 3GPP2-basierten EV-DV-Netzwerk kommuniziert.
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