DE60022913T2

DE60022913T2 - Lösen einer verbindung in einem zwei schichten netzwerk

Info

Publication number: DE60022913T2
Application number: DE60022913T
Authority: DE
Inventors: Tuija Hurtta
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 2000-10-09
Filing date: 2000-10-09
Publication date: 2010-12-09
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: CN1454435A; KR20030043992A; JP2004511982A; ATE305706T1; CA2423278A1; AU2001211347A1; ATE535126T1; ES2248137T5; BR0017350A; US7672312B1; EP1327364A1; EP1622401A1; JP4406204B2; DK1327364T4; DK1327364T3; CN1214668C; ES2248137T3; WO2002032166A1; EP1622401B1; CA2423278C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Freigeben einer Verbindung bei einem zweischichtigen Kommunikationsnetzwerk.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Über die ganze nachfolgende Beschreibung hinweg meint ein zweischichtiges Kommunikationsnetzwerk bestimmungsgemäß ein Kommunikationsnetzwerk, das eine erste Kommunikationsnetzwerkschicht, die zum Einrichten eines Kommunikationskanals zu einem Endgerät, das in einem Ruf kommuniziert, und zum Übertragen dieses Rufs angepasst ist, und eine zweite Kommunikationsnetzwerkschicht aufweist, die zum Einrichten dieses Rufs angepasst ist. Eine Anwendungsschicht, wie sie in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, meint bestimmungsgemäß einen Satz von Sicherheitsmechanismen, Dateien, Daten und Protokollen (ausschließlich Übertragungsschichtprotokollen), ein Ruf meint bestimmungsgemäß eine logische Verknüpfung zwischen zwei oder mehreren Nutzern bzw. Teilnehmern, während ein Kommunikationskanal bestimmungsgemäß eine logische Verbindung auf der Übertragungsschicht zwischen zumindest zwei Endpunkten (z. B. zwischen einem mobilen Endgerät und einem Unterstützungsknoten) meint. Natürlich ist die Erfindung nicht auf Sprachrufe beschränkt, sondern stellt der Ausdruck „Ruf” bestimmungsgemäß eine Untermenge von Sitzungen dar.
Ein Endgerät kann jeder Kommunikationsendpunkt sein, der zum Senden und/oder Empfangen von Daten über einen Kommunikationskanal angepasst ist. Insbesondere kann ein Endgerät ein drahtloses Endgerät oder ein Endgerät sein, das über Drähte bzw. Leitungen kommuniziert. Beispiele von Endgeräten sind Funkendgeräte, die auch als Mobilstation MS oder Teilnehmervorrichtung UE (ein Endgerät im Einklang mit UMTS-Standards, das auch als (3G-)Endgerät der dritten Generation bekannt ist) bezeichnet werden, oder eine Servervorrichtung.
1 zeigt ein Beispiel einer grundlegenden Netzwerkarchitektur für ein derartiges zweischichtiges Kommunikationsnetzwerk. Das dargestellte Beispiel ist angegeben mit Bezugnahme auf ein UMTS/GPRS-Netzwerk als eine erste Kommunikationsnetzwerkschicht, die zum Einrichten eines Kommunikationskanals zu einem Endgerät (UE), das in einem Ruf kommuniziert, und zum Übertragen dieses Rufs angepasst ist, und ein auf einem Internetprotokoll basierenden IP-Netzwerk als eine zweite Kommunikationsnetzwerkschicht, die zum Einrichten eines Rufs (z. B. Internetprotokoll-Telefonie IPT) angepasst ist. Es können jedoch auch Netzwerke gewählt werden, die gemäß anderen Standards arbeiten bzw. betrieben werden, solange die Anwendbarkeit der Erfindung dadurch nicht wesentlich beeinflusst wird.
Eine Teilnehmervorrichtung UE als Endgerät kommuniziert mit dem und/oder über das Kommunikationsnetzwerk. Das bedeutet, dass die Teilnehmervorrichtung UE mit einer anderen (nicht gezeigten) Teilnehmervorrichtung oder mit einer (nicht gezeigten) Serverinstanz innerhalb oder außerhalb des Kommunikationsnetzwerks kommunizieren kann. Eine externe Serverinstanz könnte wiederum als ein Endgerät betrachtet werden. Die den Ruf einleitende Seite wird als der Rufer bezeichnet, während die gerufene Seite als der Gerufene bezeichnet wird. Das gemäß 1 gezeigte Kommunikationsnetzwerk ist ein zweischichtiges Kommunikationsnetzwerk, das aus einem GPRS/UMTS-Netzwerk als ein Beispiel für eine erste Kommunikationsnetzwerkschicht und einem auf einem Internetprotokoll basierenden (IP-)Netzwerk als ein Beispiel für eine zweite Kommunikationsnetzwerkschicht besteht. Zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht ist zumindest eine Schnittstelle I/F vorhanden. Bei dem dargestellten Fall bildet eine als Richtliniensteuerfunktion (PCF: ”Policy Control Function”) bekannte Netzwerkfunktionsinstanz die Schnittstelle. Nichtsdestotrotz kann die Schnittstelle direkt zwischen den Netzwerkschichten bereitgestellt sein, d. h. zwischen entsprechenden Knoten dieser. Bei einem solchen Fall und unter Bezugnahme auf das dargestellte Beispiel würde die Schnittstelle zwischen dem Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten GGSN und der Rufzustandssteuerfunktion CSCF (die mitunter auch als Proxy-CSCF bezeichnet wird) bereitgestellt sein. Die CSCF ist wiederum angepasst, mit anderen Funktionsinstanzen und Elementen des IP-Netzwerks zu kommunizieren, wie etwa zum Beispiel einem (nicht gezeigten) Heimatteilnehmerserver HSS, etc.
Auf einen Ruf kommuniziert die Teilnehmervorrichtung über einen Paketdatenprotokoll-(PDP)Kontext. Für den PDP-Kontext wird ein Funkträger (RB) zwischen der Teilnehmervorrichtung UE und einem Knoten_B eines Funkzugangsnetzwerks RAN der GPRS/UMTS-Netzwerkschicht eingerichtet. (Ein Knoten_B entspricht in einem GSM-Netzwerk einer Basisstation.) Der Knoten_B untersteht einer Funknetzwerksteuerung RNC (die bei GSM einer Basisstationssteuerung BSC entspricht). Natürlich umfasst ein Funkzugangsnetzwerk im Allgemeinen eine Vielzahl von Knoten_B-Elementen. Für die Einfachheit der Zeichnungen wurde jedoch nur ein Knoten_B dargestellt. Ein Beispiel für ein derartiges Funkzugangsnetzwerk ist UTRAN (Terrestrisches UMTS-RAN).
Das als ein Beispiel für das Zugangsnetzwerk dienende Funkzugangsnetzwerk RAN (wobei auch ein Nichtfunkzugangsnetzwerk (d. h. ein drahtgebundenes/festes Zugangsnetzwerk) vorstellbar ist) ist mit einem Kernnetzwerk CN verbunden. Ein Kernnetzwerk bezeichnet den Teil des GPRS/UMTS-Netzwerks, der unabhängig von der Verbindungstechnologie des Endgeräts UE ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist das Kernnetzwerk ein GPRS-(”General Packet Radio Service”: Allgemeiner Paketfunkdienst)Kernnetzwerk. Das Kernnetzwerk weist einen Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten SGSN und einen Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten GGSN auf, wobei diese Knoten als solche bekannt sind und eine ausführliche Beschreibung dieser daher als entbehrlich erachtet wird.
Es wird angenommen, dass das Endgerät und/oder die Teilnehmervorrichtung UE/MS, das/die mit dem bzw. über das vorstehend kurz umrissene Kommunikationsnetzwerk kommuniziert, GPRS abonniert hat.
Ein derartiges GPRS-Abonnement enthält das Abonnement von einer oder mehreren PDP-Adressen (Paketdatenprotokoll). Jede PDP-Adresse ist durch einen oder mehrere PDP-Kontexte in dem Endgerät (UE und/oder MS), im SGSN und im GGSN beschrieben. Jeder PDP-Kontext kann mit einer TFT (”Traffic Flow Template”: Verkehrsflussvorlage) in Zusammenhang stehen. Zu jeder Zeit kann höchstens ein PDP-Kontext existieren, der mit der gleichen PDP-Adresse in Zusammenhang steht, ohne dass ihm eine TFT zugeordnet ist. Jeder PDP-Kontext existiert unabhängig in einem von zwei PDP-Zuständen (aktiv/inaktiv). Der PDP-Zustand gibt an, ob eine Datenübermittlung für diese PDP-Adresse (und TFT) ermöglicht bzw. aktiviert ist oder nicht. Falls alle mit der gleichen PDP-Adresse in Zusammenhang stehenden PDP-Kontexte deakiviert sind, ist eine Datenübermittlung für diese PDP-Adresse unfähig bzw. gesperrt. Alle PDP-Kontexte eines Benutzers bzw. Teilnehmers sind für die IMSI (”International Mobile Subscriber Identity”: Internationale Mobilfunkteilnehmerkennung) dieses Teilnehmers mit dem gleichen MM-Kontext (”Mobility Management”: Mobilitätsverwaltung) verknüpft.
Der inaktive Zustand kennzeichnet den Datendienst für eine bestimmte PDP-Adresse des Teilnehmers als nicht aktiviert. Der PDP-Kontext enthält keine Leitweglenkungs- oder Abbildungsinformationen, um PDP-PDUs (Protokolldateneinheiten) zu verarbeiten, die zu der PDP-Adresse gehören. Es können keine Daten übermittelt werden.
Das Endgerät (UE und/oder MS) leitet einen Übergang von dem inaktiven in den aktiven Zustand ein, indem der PDP-Kontext-Aktivierungsvorgang initiiert wird.
Im aktiven Zustand wird der PDP-Kontext für die in Verwendung befindliche PDP-Adresse in dem Endgerät MS, dem SGSN und dem GGSN aktiviert. Der PDP-Kontext enthält Abbildungs- und Leitweglenkungsinformationen zum Übermitteln von PDP-PDUs für diese spezielle PDP-Adresse zwischen dem Endgerät (MS) und dem GGSN. Der aktive PDP-Zustand ist nur zulässig, wenn der Mobilitätsverwaltungszustand des Teilnehmers Bereitschaft, betriebsbereit, PMM-Leerlauf oder PMM- verbunden ist. Der Iu-Schnittstelle-Funkzugangsträger (RAB) kann für einen aktiven PDP-Kontext eingerichtet werden oder nicht.
Ein aktiver PDP-Kontext für ein Endgerät (MS) wird in einen inaktiven Zustand überführt, wenn der Deaktivierungsvorgang initiiert wird.
Bei einer Ruffreigabe bzw. -trennung eines Rufs eines Endgeräts, das ein GPRS-Netzwerk abonniert hat und gerade mit dem bzw. über das Netzwerk kommuniziert, treten Situationen auf, in denen der Ruf beendet wird, aber die PDP-Kontexte weiterhin aktiv sind. Bei einem solchen Fall kann weiter versucht werden, Datenpakete an die oder von der PDP-Adresse zu übertragen, die mit dem weiterhin aktiven PDP-Kontext in Zusammenhang steht.
Da die Gebührenerfassung bzw. -berechnung eines Dienstes für einen Teilnehmer auf der Menge von Daten, die an ihn oder von ihm übertragen werden, oder auf der Zeit basieren kann, während derer der PDP-Kontext aktiv ist, ist eine derartige Situation für einen Teilnehmer dahingehend nicht wünschenswert, dass ihm Datendienste in Rechnung gestellt werden, die er tatsächlich nicht genutzt und/oder empfangen hat.
Das Dokument WO-A-00/01173 zeigt einen derartigen Dienst.
Da das GPRS-Netzwerk auch nur fähig ist, eine begrenzte Anzahl von Teilnehmern zu bedienen, d. h. Daten an eine begrenzte Anzahl von Adressen weiterzuleiten, für die sich PDP-Kontexte in einem aktiven Zustand befinden, ist eine derartige Situation im Hinblick auf eine Verschwendung von Kommunikationsnetzwerkressourcen nicht wünschenswert, da andere Teilnehmer durch aktive PDP- Kontexte von Teilnehmern, die tatsächlich nicht mehr an einem Ruf beteiligt sind, blockiert werden könnten.
Das Dokument 3G TS23.060 V3.4.0, Juli 2000, zeigt sowohl Endgerät- als auch Netzwerk-initiierte Vorgänge zur PDP-Kontext-Deaktivierung und Verbindungsbeendigung in einer GPRS-Umgebung.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Demzufolge ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Freigeben einer Verbindung oder eines Teils der Verbindung bei einem zweischichtigen Kommunikationsnetzwerk bereitzustellen, wobei das Verfahren das Auftreten der vorstehend genannten Nachteile verhindert, z. B. unnötige Ressourcenbelegung.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren erreicht zum Freigeben zumindest eines Teils einer Verbindung für einen Ruf bei einem zweischichtigen Kommunikationsnetzwerk mit einer ersten Kommunikationsnetzwerkschicht, die angepasst ist zum Einrichten eines Kommunikationskanals zu einem Endgerät, und einer zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht, die auf einem Internetprotokoll basiert und angepasst ist zum Einrichten des Rufs zu dem Endgerät, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Entscheiden in einer der ersten und der zweiten Kommunikationsnetzwerkschichten, dass zumindest der Teil der Verbindung freizugeben ist, der mit dem Endgerät in Zusammenhang steht, Weiterleiten der Entscheidung von der einen der Kommunikationsnetzwerkschichten, in der die Entscheidung getroffen wurde, über eine Schnittstelle zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht an die andere der Kommunikationsnetzwerkschichten, und ferner einen Schritt des Überwachens eines Untätigkeitszustands des Endgeräts durch die erste Kommunikationsnetzwerkschicht, und wobei im Fall einer Erfassung eines Untätigkeitszustands die Entscheidung in Bezug auf die Freigabe durch die erste Kommunikationsnetzwerkschicht getroffen und von der ersten an die zweite Kommunikationsnetzwerkschicht weitergeleitet wird.
Gemäß weiteren Ausprägungen der Erfindung:

– ist die erste Kommunikationsnetzwerkschicht ein GPRS/UMTS-System;
– ist die zweite Kommunikationsnetzwerkschicht ein IP-Multimedia-Teilsystem;
– ist das Endgerät eine Mobilstation (MS) oder eine Teilnehmervorrichtung (UE);
– wird die Schnittstelle zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht durch eine Netzwerkfunktionsinstanz gebildet;
– ist die Netzwerkfunktionsinstanz eine Richtliniensteuerfunktion (PCF);
– ist die Verbindung eine Sitzung;
– weist das Verfahren zusätzlich die Schritte auf: Freigeben einer eingerichteten Sitzung zu dem Endgerät, das bei der Sitzung kommuniziert, Modifizieren eines Kommunikationskanals, der für die Sitzung verwendet wird;
– ist die Modifikation eine Deaktivierung;
– beeinflusst die Modifikation mindestens einen Parameter eines Satzes von Parametern, die die Verbindung definieren;
– ist der mindestens eine Parameter der Dienstgüteparameter ”garantierte Bitrate” und wird die garantierte Bitrate derart modifiziert, dass sie auf null gesetzt wird;
– beeinflusst die Modifikation eine Abrechnung für den Kommunikationskanal;
– wird der Kommunikationskanal durch Verwendung eines PDP-Kontexts dargestellt;
– ist die Verbindung eine Sitzung;
– weist das Verfahren zusätzlich die Schritte auf: Freigeben oder Modifizieren des Kommunikationskanals und Modifizieren der Sitzung, die auf dem Kommunikationskanal transportiert wird;
– ist die Modifikation eine Freigabe;
– beeinflusst die Modifikation eine Abrechnung für die Sitzung;
– wird der Kommunikationskanal durch Verwendung eines PDP-Kontexts dargestellt;
– weist das Verfahren zusätzlich einen Schritt zum Auffordern des zweischichtigen Kommunikationsnetzwerks durch das Endgerät auf, das Endgerät von der Sitzung freizugeben, und wobei die Entscheidung in Bezug auf die Freigabe von der zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht basierend auf der Freigabeanforderung von dem Endgerät getroffen und von der zweiten an die erste Kommunikationsnetzwerkschicht weitergeleitet wird;
– wird der Untätigkeitszustand durch eine Unterbrechung bei einer Funkverbindung dargestellt.

Die Erfindung betrifft auch ein Kommunikationssystem mit einem Endgerät (UE), das über eine Verbindung mit einem zweischichtigen Kommunikationsnetzwerk kommuniziert, wobei das Netzwerk eine erste Kommunikationsnetzwerkschicht, die angepasst ist zum Einrichten eines Kommunikationskanals zu dem Endgerät (UE), das in dem Ruf kommuniziert, und eine zweite Kommunikationsnetzwerkschicht aufweist, die angepasst ist zum Einrichten einer Anwendungsschichtverbindung für den Ruf, wobei das System angepasst ist zum Durchführen der Verfahrensschritte zum Freigeben der Verbindung wie vorstehend dargelegt.
Gemäß der Erfindung wird folglich ermöglicht:

1) Freigeben eines Rufs in der Anwendungsschicht, Andeuten der Ruffreigabe an die Übertragungsschicht, Durchführen spezieller Funktionen in der Übertragungsschicht infolge der Andeutung (z. B. Freigeben des Kommunikationskanals oder Einbeziehen der Andeutung in Abrechnungsinformationen);
2) Freigeben eines Kommunikationskanals (d. h. PDP-Kontext) oder eines Teils des Kommunikationskanals (d. h. RAB) in der Übertragungsschicht, Andeuten davon an die Anwendungsschicht, Freigeben des Rufs in der Anwendungsschicht. (Es sollte berücksichtigt werden, dass eine Verbindung bestimmungsgemäß entweder einen Ruf oder einen PDP-Kontext oder einen Teil des PDP-Kontexts (d. h. RAB) meint.)

Dementsprechend stellt die Erfindung den Vorteil bereit, dass jede der Kommunikationsnetzwerkschichten Kenntnis von der Notwendigkeit zum Freigeben einer Verbindung hat und befähigt ist, geeignete Maßnahmen einzuleiten, die zu ihrer Netzwerkschicht gehören, um keine Netzwerkkapazitäten für eine Verbindung zu verschwenden, die nicht länger aktiv ist oder sein kann.
Außerdem ist das Endgerät von der Bürde bzw. Last befreit, sich um ein Einleiten der Deaktivierung der PDP-Kontexte zu kümmern, da diese Pflicht nun an das Netzwerk überführt wurde.
Ferner ist aufgrund dessen, dass das Netzwerk die PDP-Kontext-Deaktivierung einleitet, sichergestellt, dass der PDP-Kontext nicht für andere Zwecke als diesen Ruf verwendet wird.
Es wird dadurch ermöglicht, dass das Netzwerk z. B. einen IP-Multimedia-Ruf ohne Rücksicht darauf freigeben kann, ob das Endgerät in der Lage ist, dies zu tun, z. B. falls sich das Endgerät außerhalb eines Versorgungsbereichs befindet und/oder die Übertragungsqualität (Dienstgüte) unterhalb eines vorbestimmten Schwellenwerts liegt.
Da ein Ruf durch das Netzwerk automatisch nach einer vorbestimmten Zeitdauer freigegeben werden kann, werden dem Teilnehmer keine Datenpakete berechnet, die vergeblich an seine PDP-Adresse geleitet werden, die durch einen weiterhin aktiven PDP-Kontext spezifiziert ist.
Da ein Endgerät versuchen könnte, den PDP-Kontext für anderen Verkehr als den Ruf zu missbrauchen, wird des Weiteren durch Modifikation/Deaktivierung des PDP-Kontexts gemäß der Erfindung ein derartiger Missbrauch verhindert oder zumindest erfasst, wenn die Erfindung implementiert wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehenden und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden bei Bezugnahme auf die begleitende Beschreibung bevorzugter Beispiele und Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen vollständiger ersichtlich, bei denen zeigen:
1 eine Blockschaltbilddarstellung eines zweischichtigen Kommunikationsnetzwerks mit Bezug auf ein Beispiel eines GPRS/UMTS-Schicht- und IPT-Schicht-Kommunikationsnetzwerks;
2 ein Signalisierungsszenario eines Vergleichsbeispiels; und
3 ein Signalisierungsszenario eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.
AUFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
2 und 3 veranschaulichen jeweils ein Signalisierungsszenario von zwischen einzelnen Netzwerkteilen und/oder Netzwerkelementen übertragenen Signalen. Die Nummerierung der Pfeile, die die Signalübertragungsrichtung darstellen, ist stellvertretend für die aufeinanderfolgende Übertragung der Signale und/oder Ausführung von Prozessen im Zeitablauf.
Das Endgerät (UE in 1) ist als eine Mobilstation MS dargestellt, das Funkzugangsnetzwerk RAN ist durch Verwendung von UTRAN als ein Beispielfunkzugangsnetzwerk dargestellt, die GPRS-Netzwerkelemente SGSN und GGSN sind einzeln gezeigt, die Schnittstelle zwischen dem (GPRS/UMTS-)Kommunikationsnetzwerk erster Schicht und dem (IPT-)Kommunikationsnetzwerk zweiter Schicht ist durch das PCF-Funktionselement (Richtliniensteuerfunktion) dargestellt. Die IPT-Schicht (zweite Schicht) des zweischichtigen Kommunikationsnetzwerks ist durch eine Proxy-CSCF als das Netzwerkfunktionselement dieser dargestellt, das in Zusammenhang mit der Erfindung hauptsächlich beteiligt ist (so dass die anderen Netzwerkelemente der IPT-Schicht aus der Darstellung weggelassen sind).
[Vergleichsbeispiel]
Das Signalisierungsszenario in Verbindung mit einem Vergleichsbeispiel, das durch die vorliegende Erfindung nicht abgedeckt ist, aber das dazu dient, ein angemessenes Verständnis von dieser zu unterstützen, ist gemäß 2 gezeigt.
2 veranschaulicht eine von dem Netzwerk eingeleitete PDP-Kontext-Deaktivierung oder -Änderung bei dem PDP-Kontext.
Kurz gesagt leitet das Endgerät MS die Ruffreigabe ein. Die Ruffreigabe wird der Proxy-CSCF mitgeteilt, die einen entsprechenden Hinweis an die PCF sendet. Die PCF sendet den Hinweis, d. h. eine Entscheidung, an den GGSN. Der GGSN ändert in Erwiderung darauf eine vorhergehende Entscheidung, d. h. er leitet eine PDP-Kontext-Deaktivierung oder eine PDP-Kontext-Modifikation ein oder führt eine Änderung bei dem PDP-Kontext durch, wenn er den Hinweis von der PCF empfängt. Die Änderung bei dem PDP-Kontext kann eine Abrechnung bzw. Gebührenerfassung beeinflussen. Daraufhin sendet der GGSN eine Anforderung an die PCF, um die sich auf den PDP-Kontext beziehenden Zustandsinformationen zu beseitigen.
Bei Ruffreigabe ist folglich eine Zwischennetzwerkschichtkommunikation beteiligt, die über die Schnittstelle zwischen den Kommunikationsnetzwerkschichten stattfindet.
Die einzelnen Schritte der beteiligten Signalisierung werden nun unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
In Schritt #1 sendet die MS als das Endgerät eine ”Tschüss”-Nachricht. Die ”Tschüss”-Nachricht wird an die Proxy-CSCF gesendet, die die Nachricht in Richtung des (nicht gezeigten) Gerufenen weiterleitet, um das Kommunikationspartnerendgerät über die Absicht der MS zu informieren, den Ruf zu beenden.
In Schritt #2 sendet die Proxy-CSCF eine ”Freigabe”-Nachricht an die PCF. Die PCF (”Policy Control Function”: Richtliniensteuerfunktion) bildet die Schnittstelle zwischen den beiden Schichten des Kommunikationsnetzwerks. Diese Funktion stellt sicher, dass Teilnehmer nicht versprochene bzw. zugesicherte Verkehrseigenschaften verletzen bzw. missachten. Folglich besteht die Aufgabe der Richtliniensteuerfunktion in der Aufteilung verfügbarer Netzwerkressourcen auf eine definierte Art und Weise über eine Menge von Netzwerkteilnehmern, die in Bezug auf diese Ressourcen im Wettbewerb stehen, und dient demnach dazu, eine Verbindungszulassungsrichtlinie durchzusetzen.
In Schritt #3 kann die PCF den Empfang der Freigabenachricht durch Senden einer ”Freigabebest.”-Nachricht an die Proxy-CSCF bestätigen.
In Schritt #4 sendet die PCF die ”Entscheidung”-Nachricht (mit einer Anforderungs-ID) an den GGSN, um die vorhergehende Entscheidung zu ändern, d. h. die Ruffreigabe zu bezeichnen. Wenn (ein) PDP-Kontext(e) für den andauernden Ruf im aktiven Zustand war (waren) (was einer vorhergehende Entscheidung entspricht, den PDP-Kontext in den aktiven Zustand zu setzen), besteht die von der PCF getroffene Entscheidung (Schritt #4) mit anderen Worten darin, zu entscheiden, dass der (die) PDP-Kontext(e), die etwas mit dem Ruf zu tun haben, zu modifizieren oder inaktiv zu setzen (zu deaktivieren) sind.
In Schritt #5 kann der GGSN der PCF berichten, dass er einen Vollzug der Entscheidung erfolgreich abgeschlossen hat, d. h. die Entscheidung in eine adäquate Handlung umzusetzen, indem er die ”Zustandsbericht”-Nachricht (mit der Anforderungs-ID) an die PCF sendet.
In folgenden Schritten #6 bis #9 kann die von dem GGSN eingeleitete PDP-Kontext-Deaktivierung oder -Modifikation durchgeführt werden. Gemäß 2 ist der erstgenannte Fall dargestellt. Die PDP-Kontext-Deaktivierung und -Modifikation sind als solche bekannt, weshalb diese Schritte nicht ausführlicher beschrieben werden. Als Alternative zu der PDP-Kontext-Deaktivierung oder -Modifikation kann der GGSN eine Änderung bei dem PDP-Kontext durchführen. Die Änderung kann eine Abrechnung bzw. Gebührenerfassung für den PDP-Kontext beeinflussen. Die durchgeführten Funktionen können Netzwerkbetreiberspezifisch sein.
In Schritt #10 sendet der GGSN daraufhin eine Nachricht ”Anforderungszustand löschen” (mit der Anforderungs-ID) an die PCF, um den Anforderungszustand aus der PCF zu beseitigen.
Auf Schritt #10 folgend wird in Schritt #11 der Funkzugangsträgerfreigabevorgang durchgeführt.
Es ist zu beachten, dass die in Schritten #4 (Entscheidung), #5 (Zustandsbericht) und #10 (Anforderungszustand löschen) übertragenen Nachrichten COPS-Nachrichten sein können. COPS ist ein IETF-(”Internet Engineering Task Force”) spezifisches Protokoll für einen PEP (”Policy Enforcement Point”: Richtliniendurchsetzungspunkt), um Richtlinieninformationen von dem PDP (”Policy Decision Point”: Richtlinienentscheidungspunkt) anzufordern. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass diese Nachrichten COPS-Nachrichten sind.
Es ist ebenfalls zu beachten, dass die Schritte #2 bis #11 die gleichen sind, falls der (nicht gezeigte) andere Kommunikationsendpunkt die Ruffreigabe einleitet.
Als Alternative zu der vorstehend genannten Abfolge von Signalisierungsschritten ist es auch möglich, dass die PCF angepasst sein kann, die Anforderungszustandsinformationen bereits bei Empfang des Ruffreigabehinweises von der Proxy-CSCF zu beseitigen. In diesem Fall würde der GGSN die Nachricht ”Anforderungszustand löschen” (Schritt #10) nicht senden müssen, was zu einer verringerten Signalisierungsmenge führt.
[Ausführungsbeispiel]
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Ruf wie etwa ein IP-Multimedia-Ruf durch das Netzwerk freigegeben, wenn das Endgerät MS be- bzw. verhindert ist, dies zu tun. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn die MS außerhalb des Versorgungsbereichs des bedienenden Knoten_B ist und eine Weiterreichung nicht erfolgreich war.
Im Allgemeinen wird ein RAB bei einer Unterbrechung der Funkverbindung freigegeben, oder wenn ein Untätigkeitszustand einer MS von der ersten Kommunikationsnetzwerkschicht beobachtet und erfasst wurde.
Kurz gesagt leitet gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die Funknetzwerksteuerung RNC den Funkzugangsträger-(RAB: ”Radio Access Bearer”)Freigabevorgang ein. Dann wird der RAB freigegeben. Der SGSN modifiziert oder deaktiviert (als eine Art von Modifikation) den betroffenen PDP-Kontext. Der GGSN informiert die PCF über die PDP-Kontext-Modifikation/-Deaktivierung. Die PCF sendet einen Hinweis an die Proxy-CSCF, um den betroffenen Ruf freizugeben oder zu modifizieren. Um den Ruf freizugeben, sendet die Proxy-CSCF die Nachricht (z. B. eine SIP-Tschüss-Nachricht (SIP = ”Session Initiation Protocol”: Sitzungseinleitungsprotokoll)) an die Mobilstation MS als das Endgerät (was optional ist) und an den anderen Kommunikationsendpunkt. Die Proxy-CSCF kann Bestätigungen für diese Nachricht empfangen.
Folglich ist bei RAB-Freigabe eine Zwischennetzwerkschichtkommunikation beteiligt, die über die Schnittstelle zwischen den Kommunikationsnetzwerkschichten stattfindet.
Die einzelnen Schritte der beteiligten Signalisierung werden nun unter Bezugnahme auf 3 erläutert.
Nach einer bestimmten Unterbrechungszeit bei einer Funkverbindung oder nach einer bestimmten Untätigkeitszeit ist das Netzwerk imstande, einen Ruf freizugeben oder zu modifizieren, z. B. wenn das Endgerät MS den Versorgungsbereich verlassen hat. Eine solche von dem Netzwerk eingeleitete Ruffreigabe oder -modifikation ist insbesondere wichtig, wenn eine Abrechnung bzw. Gebührenerfassung für den Ruf auf der Zeit basiert.
3 veranschaulicht ein Ruffreigabe-Signalisierungsszenario, das von dem Netzwerk bei Erfassung einer Untätigkeit des Endgeräts MS eingeleitet wird.
In Schritt #1 erfasst und/oder bemerkt die Funknetzwerksteuerung (RNC), dass die Funkverbindung zu der MS unterbrochen wurde oder das Endgerät MS inaktiv wurde. Bei Erfassung dieser Situation sendet die RNC eine Nachricht ”RAB-Freigabeanforderung” an den SGSN.
In einem folgenden Schritt #2 wird die. Funkzugangsträgerfreigabe durchgeführt.
Danach modifiziert und/oder deaktiviert der SGSN in Schritt #3 den betroffenen PDP-Kontext für den Teilnehmer durch Senden einer ”Anforderung PDP-Kontext aktualisieren” (im Fall einer Modifikation, die später erläutert wird) oder eine ”Anforderung PDP-Kontext löschen” (im Fall einer Deaktivierung) an den GGSN. Gemäß 3 ist der letztgenannte Fall dargestellt.
Wie in Schritt #4 gezeigt sendet der GGSN eine Nachricht ”Anforderungszustand löschen” (mit der Anforderungs-ID) an die PCF, um den Anforderungszustand aus der PCF zu beseitigen.
In Erwiderung darauf sendet die PCF in Schritt #5 die ”Freigabe”-Nachricht an die Proxy-CSCF, um eine Ruffreigabe oder -modifikation anzufordern.
Wie in Schritt #6 gezeigt kann die Proxy-CSCF den Empfang der Nachricht durch Senden einer ”Freigabebest.”-Nachricht an die PCF bestätigen.
In einem Schritt #7 kann die Proxy-CSCF (optional) eine ”Tschüss”-Nachricht an das Endgerät senden, das sich nun z. B. außerhalb einer Versorgung befindet (wobei diese Nachricht optional gesendet werden kann, da das Endgerät, falls es außerhalb einer Versorgung ist, diese Nachricht nicht notwendigerweise empfangen kann), und kann die ”Tschüss”-Nachricht an den (nicht gezeigten) Kommunikationspartner des dargestellten Endgeräts MS senden. Als Alternative kann die Proxy-CSCF den Ruf modifizieren (was nicht gezeigt ist). Die Modifikation kann eine Abrechnung bzw. Gebührenerfassung für den Ruf beeinflussen.
Während Schritten #8 bis #10 wird der PDP-Kontext-Deaktivierungsvorgang (der als solcher bekannt ist) durchgeführt.
In Schritt #11 können das Endgerät MS (optional, z. B. wenn es nicht vollständig außerhalb einer Versorgung ist und noch eine gewisse Signalisierung möglich ist) und der (nicht gezeigte) andere Endpunkt die Ruffreigabe durch Senden einer geeigneten Bestätigungsnachricht (z. B. ”200 OK”-Nachricht) bestätigen.
Gemäß 3 kann die in Schritt #4 übertragene Nachricht (Anforderungszustand löschen) eine COPS-Nachricht sein.
Sowohl das Vergleichsbeispiel als auch das Ausführungsbeispiel wurden im Hinblick auf eine Deaktivierung eines betroffenen PDP-Kontexts für einen Ruf beschrieben. Eine Deaktivierung des PDP-Kontexts stellt jedoch einen Grenzfall einer Modifikation eines PDP-Kontexts dar. Demzufolge ist anstelle einer Deaktivierung auch eine Modifikation des PDP-Kontexts möglich.
Eine derartige PDP-Kontext-Modifikation wird nach einer RAB-Freigabe (unter Bezugnahme auf 3) und vor einer RAB-Freigabe (unter Bezugnahme auf 2) durchgeführt. Der PDP-Kontext als solcher wird im Verlauf einer Modifikation beibehalten, aber der QoS-Parameter ”garantierte Bitrate” (als ein Beispiel) wird bei einer Modifikation auf null gesetzt, wie es in Verbindung mit der Erfindung vorstellbar ist.
In einem solchen Fall sollte der GGSN (bei dem Ausführungsbeispiel) die ”Anforderung”-Nachricht (mit Anforderungs-ID und ausgehandelter QoS als Parameter) an die PCF senden. Nach Empfang der Anforderungsnachricht mit der (angeforderten) garantierten Bitrate von null sollte die PCF die ”Freigabe”-Nachricht an die Proxy-CSCF senden. In Verbindung mit dem Beispiel (2) sollte die PCF jedoch im Fall eines Modifizierens von PDP-Kontexten anstelle einer Deaktivierung die ”Entscheidung”-Nachricht mit einem derartigen Inhalt senden, dass der GGSN den betroffenen PDP-Kontext modifiziert, so dass die garantierte Bitrate auf null gesetzt ist.
Nichtsdestotrotz ist eine Deaktivierung betroffener PDP-Kontexte wie gemäß 2 und 3 jeweils dargestellt für die Netzwerkressourcen optimal. Das heißt, da der PDP-Kontext nur für den Ruf verwendet wird, dass der PDP-Kontext nach Freigabe des Rufs nicht mehr benötigt wird und demnach deaktiviert werden kann, ohne irgendwelche Schwierigkeiten zu verursachen.
Mit Bezug auf 2 kann die PDP-Kontext-Deaktivierung ferner unverzüglich erfolgen. Wahlweise kann der GGSN einen Zeitgeber einstellen, wenn die ”Entscheidung”-Nachricht empfangen wird, und eine PDP-Kontext-Deaktivierung nach dem Ablauf des Zeitgebers einleiten.
Mit Bezug auf 3 kann eine Ruffreigabe ferner unverzüglich erfolgen. Wahlweise kann die CSCF einen Zeitgeber einstellen, wenn die Freigabenachricht empfangen wird, und eine Ruffreigabe nach dem Ablauf des Zeitgebers einleiten.
Vorstehend wurde die Zwischennetzwerkschicht-Signalisierung dahingehend beschrieben, dass sie über die PCF als ein Schnittstellennetzwerkelement stattfindet. Sowohl bei dem Vergleichsbeispiel als auch bei dem Ausführungsbeispiel kann die Kommunikation zwischen dem GGSN und der Proxy-CSCF jedoch ohne Beteiligung des PCF-Netzwerkelements durchgeführt werden. Die PCF kann sich in der CSCF oder in dem GGSN befinden. In diesem Fall müsste jedoch eine neue Schnittstelle zwischen GGSN und (Proxy-)CSCF definiert werden.
Folglich wird entweder ein Ruf oder ein PDP-Kontext durch eine Netzwerkschicht freigegeben, wobei die Freigabe der anderen Netzwerkschicht mitgeteilt wird. Eine Ruffreigabe kann den zum Transportieren des Rufs verwendeten PDP-Kontext beeinflussen. Eine PDP-Kontext-Freigabe kann den auf dem PDP-Kontext transportierten Ruf beeinflussen. Der Ausdruck ”Verbindung”, wie er hierin vorstehend verwendet wird, wurde gewählt, um entweder einen Ruf oder einen PDP-Kontext (oder sogar einen Teil des PDP-Kontexts, d. h. einen Funkzugangsträger) zu beschreiben, während der Ausdruck ”Kommunikationskanal” einen PDP-Kontext bezeichnet.
Wie hierin vorstehend beschrieben wurde, schlägt die Erfindung demgemäß ein Verfahren zum Freigeben zumindest eines Teils einer Verbindung bei einem zweischichtigen Kommunikationsnetzwerk mit einer ersten Kommunikationsnetzwerkschicht vor, die angepasst ist zum Einrichten eines Kommunikationskanals zu einem Endgerät, und einer zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht, die angepasst ist zum Einrichten einer Anwendungsschichtverbindung, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Entscheiden in einer der ersten und der zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht, dass zumindest der Teil der Verbindung freizugeben ist, der mit dem Endgerät in Zusammenhang steht, Weiterleiten der Entscheidung von der einen der Kommunikationsnetzwerkschichten, in der die Entscheidung getroffen wurde, über eine Schnittstelle zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht an die andere der Kommunikationsnetzwerkschichten, und ferner einen Schritt des Überwachens eines Untätigkeitszustands des Endgeräts durch die erste Kommunikationsnetzwerkschicht, und wobei im Fall einer Erfassung eines Untätigkeitszustands die Entscheidung in Bezug auf die Freigabe durch die erste Kommunikationsnetzwerkschicht getroffen und von der ersten an die zweite Kommunikationsnetzwerkschicht weitergeleitet wird. Demgemäß hat jede Kommunikationsnetzwerkschicht Kenntnis von der Notwendigkeit zum Freigeben einer Verbindung und ist imstande, geeignete Maßnahmen einzuleiten, um keine Netzwerkkapazitäten für einen Verbindungsruf zu verschwenden, der nicht länger aktiv ist oder sein kann.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein entsprechend arbeitendes bzw. betriebenes Kommunikationsnetzwerk.
Obwohl die Erfindung hierin vorstehend unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Beispiele und Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, sollte es selbstverständlich sein, dass zahlreiche Modifikationen an dieser vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Es ist bestimmungsgemäß, dass alle solchen Modifikationen in den Umfang der zugehörigen Ansprüche fallen.

Claims

Verfahren zum Freigeben zumindest eines Teils einer Verbindung für einen Ruf bei einem zweischichtigen Kommunikationsnetzwerk mit einer ersten Kommunikationsnetzwerkschicht, die angepasst ist zum Einrichten eines Kommunikationskanals zu einem Endgerät, und einer zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht, die auf einem Internetprotokoll basiert und angepasst ist zum Einrichten des Rufs zu dem Endgerät, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Entscheiden in einer der ersten und der zweiten Kommunikationsnetzwerkschichten, dass zumindest der Teil der Verbindung freizugeben ist, der mit dem Endgerät in Zusammenhang steht, Weiterleiten der Entscheidung von der einen der Kommunikationsnetzwerkschichten, in der die Entscheidung getroffen wurde, über eine Schnittstelle zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht an die andere der Kommunikationsnetzwerkschichten, und ferner einen Schritt des Überwachens eines Untätigkeitszustands des Endgeräts durch die erste Kommunikationsnetzwerkschicht, und wobei im Fall einer Erfassung eines Untätigkeitszustands die Entscheidung in Bezug auf die Freigabe durch die erste Kommunikationsnetzwerkschicht getroffen und von der ersten an die zweite Kommunikationsnetzwerkschicht weitergeleitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die erste Kommunikationsnetzwerkschicht ein GPRS/UMTS-System ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die zweite Kommunikationsnetzwerkschicht ein IP-Multimedia-Teilsystem ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem das Endgerät eine Mobilstation (MS) oder eine Teilnehmervorrichtung (UE) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Schnittstelle zwischen der ersten und der zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht durch eine Netzwerkfunktionsinstanz gebildet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem die Netzwerkfunktionsinstanz eine Richtliniensteuerfunktion (PCF) ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Verbindung eine Sitzung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, zusätzlich mit den Schritten: Freigeben einer eingerichteten Sitzung zu dem Endgerät, das bei der Sitzung kommuniziert, Modifizieren eines Kommunikationskanals, der für die Sitzung verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Modifikation eine Deaktivierung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Modifikation mindestens einen Parameter eines Satzes von Parametern beeinflusst, die die Verbindung definieren.
Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem der mindestens eine Parameter der Dienstgüteparameter ”garantierte Bitrate” ist und die garantierte Bitrate derart modifiziert wird, dass sie auf Null gesetzt ist.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Modifikation eine Abrechnung für den Kommunikationskanal beeinflusst.
Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem der Kommunikationskanal durch Verwendung eines PDP-Kontextes dargestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem die Verbindung eine Sitzung ist.
Verfahren gemäß Anspruch 14, zusätzlich mit den Schritten: Freigeben oder Modifizieren des Kommunikationskanals, und Modifizieren der Sitzung, die auf dem Kommunikationskanal transportiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die Modifikation eine Freigabe ist.
Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die Modifikation eine Abrechnung für die Sitzung beeinflusst.
Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem der Kommunikationskanal durch Verwendung eines PDP-Kontextes dargestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 7, zusätzlich mit einem Schritt des Aufforderns des zweischichtigen Kommunikationsnetzwerks durch das Endgerät, das Endgerät von der Sitzung freizugeben, und wobei die Entscheidung in Bezug auf die Freigabe von der zweiten Kommunikationsnetzwerkschicht basierend auf der Freigabeanforderung von dem Endgerät getroffen und von der zweiten an die erste Kommunikationsnetzwerkschicht weitergeleitet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der Untätigkeitszustand durch eine Unterbrechung bei einer Funkverbindung dargestellt wird.
Kommunikationssystem mit einem Endgerät (UE), das bei einem Ruf über eine Verbindung mit einem zweischichtigen Kommunikationsnetzwerk kommuniziert, wobei das Netzwerk eine erste Kommunikationsnetzwerkschicht, die angepasst ist zum Einrichten eines Kommunikationskanals zu dem bei dem Ruf kommunizierenden Endgerät (UE), und eine zweite Kommunikationsnetzwerkschicht aufweist, die auf einem Internetprotokoll basiert und angepasst ist zum Einrichten des Rufs zu dem Endgerät, wobei das System angepasst ist, die Verfahrenschritte zum Freigeben der Verbindung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20 durchzuführen.