DE60030452T2

DE60030452T2 - Weiterbereichsnetz (wan) mobilität für ip-basierte netze

Info

Publication number: DE60030452T2
Application number: DE60030452T
Authority: DE
Inventors: Lila Kirkland MADOUR; Shabnam Sultana
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 2000-09-15
Publication date: 2007-09-20
Anticipated expiration: 2020-09-16
Also published as: CA2385951A1; JP4536983B2; AU7694000A; EP1219091B1; ATE338414T1; JP2003511982A; KR100655828B1; DE60030452D1; WO2001028185A1; CA2385951C; EP1219091A1; KR20020047204A

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Die Erfindung der Anmelderin betrifft allgemein Netzwerke auf IP-Basis und insbesondere die Mobilität zwischen Netzwerken auf IP-Basis.
Festnetzdatennetzwerke, wie zum Beispiel das Internet, wurden gewöhnlich zur Kommunikation digitaler Daten zwischen verschiedenen Knoten in dem Netzwerk verwendet. Mit dem zunehmenden Gebrauch von Mobilknoten, wie zum Beispiel tragbarer Notebook-Computer, wurden die Festnetzdatennetzwerke oft aufgrund des Mangels an Verbindungen zu dem stationären Datennetzwerk an jeder spezifischen Lage, zu der sich ein Mobilknoten bewegen kann, jedoch nachteilig. Um dieses Problem zu lösen, wurden Datenkommunikationen implementiert, die mobile Kommunikationssysteme verwenden, um den mobilen Knoten Mobilität bereitzustellen. An solchen Mobildatenkommunikationssystemen sind typisch Paketfunksysteme, wie zum Beispiel General Packet Radio Services (GPRS) oder Celluar Digital Packet Date (CDPD) beteiligt, die Protokolle auf IP-Basis verwenden. Diese Paketfunksysteme erlauben es einem mobilen Knoten vorteilhafterweise, sich innerhalb eines Zellnetzwerks zu bewegen, während sie weiterhin die Fähigkeit behalten, Datenkommunikationen an jedem Ort innerhalb des Netzes aufzubauen.
Die Mobilität in den Datenkommunikationen ist jedoch problematisch, wenn sich ein mobiler Knoten über Zellnetzwerke bewegt. Wenn sich daher ein mobiler Knoten von einem ersten Netzwerk zu einem zweiten Netzwerk bewegt, können die Datenkommunikationen verloren gehen. In einem GPRS-System ist die Inter-GGSN (Gateway GPRS Serving Node)-Kommunikation derzeit nicht definiert, und Datenpakete gehen daher verloren, weil kein Tunnel erstellt werden kann, um Datenpakete zu dem neuen Serving GPRS Serving Node (SGSN) in dem zweiten Netzwerk von dem alten SGSN/GGSN in dem ersten Netzwerk umzuleiten. Daher können nahtlose Datenkommunikationen mit einem mobilen Knoten unter Einsatz der derzeitigen auf IP-Basis beruhenden Protokolle nicht verwirklicht werden, wenn sich ein mobiler Knoten zwischen zwei heterogenen Paketdatennetzwerken bewegt.
EP 0 924 914 offenbart ein Verfahren zum Ermöglichen des Bewegens eines Terminals von einem ersten zu einem zweiten Internetzugangsnetzwerk auf einem Mobil. WO 99/31853 zeigt ein Verfahren zum Routen von Daten durch das Internet zu einem mobilen Knoten unter Einsatz von eigenen und fremden Agenten, um Mobilität bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, nahtlose Datenkommunikation zwischen zwei Paketnetzwerken auf IP-Basis zu verwirklichen, wenn sich einer Benutzer von einer Zone, die von einem ersten Datenpaketnetzwerk versorgt wird, zu einer Zone bewegt, die von einem zweiten Datenpaketnetzwerk versorgt wird.
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Aktivhalten einer Session und Aufrechterhalten der Verbindung während des Wechsels von Datenkommunikationsnetzwerken die Schritte des Empfangens von Paketen in Zusammenhang mit einer Session von einem ersten Datenkommunikationsnetzwerk, das Senden einer Verbindungsanfrage von einem Gateway in dem ersten Netzwerk zu einem oder mehreren Gateways in benachbarten Datenkommunikationsnetzwerken, das Lokalisieren einer Benutzerausstattung in dem zweiten Datenkommunikationsnetzwerk durch ein zweites Gateway in dem zweiten Datenkommunikationsnetzwerk, Reagieren durch das zweite Gateway auf die Verbindungsanfrage von dem Gateway in dem ersten Datenkommunikationsnetzwerk, das Erstellen eines Pfads zwischen dem Gateway in dem ersten Datenkommunikationsnetzwerk und dem zweiten Gateway, das Weiterleiten von Paketen in Zusammenhang mit der Session von dem Gateway in dem ersten Datenkommunikationsnetzwerk zu dem zweiten Gateway und Empfangen des weitergeleiteten Pakets von dem zweiten Gateway in der Benutzerausstattung.
KURZDARSTELLUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden bei der Lektüre der folgenden detaillierten Beschreibung gemeinsam mit den beispielhaften Zeichnungen verstanden, in welchen:
1–2 Flussdiagramme von Verfahrensschritten gemäß den beschriebenen Ausführungsformen veranschaulichen,
3 ein Flussdiagramm von Verfahrensschritten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht,
4 ein Flussdiagramm einer Abtrennvorgehensweise ist,
5 und 7 Systemdiagramme veranschaulichen, die Mitteilungsaustausch gemäß den beschriebenen Ausführungsformen zeigen,
6 ein Systemdiagramm veranschaulicht, das den Mitteilungsaustausch gemäß beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung zeigt.
8–11 Flussdiagramme von Verfahrensschritten gemäß einer beschriebenen Ausführungsform veranschaulichen,
12 ein Systemdiagramm veranschaulicht, das den Mitteilungsaustausch gemäß einer beschriebenen Ausführungsform zeigt, und
13 ein Flussdiagramm eines beispielhaften terminalunterstützten Weiterreichprozesses veranschaulicht.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nahtlose Datenkommunikation kann in beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung durch Ändern des Kommunikationsprotokolls verwirklicht werden, so dass das Implementieren von Zwischenpaket-Netzwerkroaming erlaubt wird. Bei beispielhaften Ausführungsformen wird das Internetzwerkroaming auf Gatewayniveau bereitgestellt (Beispiel für Gateways: H.323 GW, GPRS-Gateway, MobileIP Foreign Agent usw.), wobei das Gateway für das Netzwerk, aus welchem sich ein Benutzer herausbewegt hat, und das Gateway für das Netzwerk, in das er sich bewegt hat, gegenseitig entweder direkt oder über ein anderes Gateway oder Proxy betriebsfähig sind. Um das Zwischenpaket-Netzwerkroaming zu verwirklichen, ermöglichen beispielhafte Ausführungsformen, dass eine Anfrage um Weiterreichressourcen unter Einsatz eines neuen Verfahrens, das unaufgeforderte Verbindungsvorgehensweise genannt wird, in dem Netzwerk, in das sich der Benutzer bewegt (das Zielnetzwerk) entweder von dem aktuellen dienenden Netzwerk, dem Zielnetzwerk oder durch die Benutzerausstattung (zum Beispiel das Benutzerterminal) ausgelöst wird.
Die Anfrage um Ressourcenweiterreichen in das Zielnetzwerk kann daher anhand von drei unterschiedlichen Techniken verwirklicht werden: 1. Weiterreichen ausgelöst vom dienenden Netzwerk (SNH), auf welchem die vorliegende Erfindung beruht, wobei das Gateway in dem dienenden Netzwerk zu potenziellen Kandidaten-Weiterreichgateways unter Einsatz von Messberichten sendet, die von der Benutzerausstattung bereitgestellt werden; 2. Weiterreichen ausgelöst von dem Zielnetzwerk (TNH), wobei die Benutzerausstattung das Zielnetzwerk auffordert, dem aktuell dienende Netzwerk bekannt zu geben, dass sich der Benutzer aus dem Netzwerk bewegt hat und ferner fordert, dass Pakete zu einer neuen Gatewayadresse weiter gereicht werden, und 3. terminalunterstütztes Weiterreichen (TAH), bei dem die Benutzerausstattung Weiterreichmaßnehmen ausführt, Ressourcen von dem Zielnetzwerk anfordert und dann die Informationsaufwärtsstrecke zu dem aktuell dienenden Gateway weiter leitet, dass dann einen Kommunikationspfad mit dem Zielgateway wie von der Benutzerausstattung bereitgestellt einrichtet.
Ein beispielhaftes Verfahren auf GPRS-Basis zum Umleiten einer bestehenden Session zur Benutzerausstattung, wenn sich der Benutzer von einer Routingzone, die von einem ersten Netzwerk verwaltet wird, in eine Routingzone, die von einem zweiten Netzwerk verwaltet wird, bewegt, ist in den 1–4 und 13 veranschaulicht, wobei der entsprechende Systemmitteilungsaustausch in den 5–7 gezeigt ist. Beginnend mit 1 erfasst die Benutzerausstattung zuerst 100 über eventuell modifizierte Mobilitätsmanagementvorgehensweisen, die Adresse des aktuell dienenden GGSN (GGSN₁), der dann in das optionale Informationselement aufgenommen werden kann, das in der PDP-Kontext-Annahmemitteilung enthalten ist. Diese Adresse kann durch Mitteilungssenden (500, 5) auf Abwärtsstreckensteuerkanälen erfolgen, bevor die Benutzerausstattung zuerst eine Session in dem ersten Netzwerke auslöst.
In Schritt 110 werden Messungen der erforderlichen Signalqualität in der aktuellen und benachbarten Zelle unter Einsatz herkömmlicher Techniken ausgeführt, während sich die Benutzerausstattung durch das aktuelle Netzwerk bewegt. Wenn das Weiterreichen mit Auslösen durch das aktuelle Netzwerk verwendet wird, geht man von Schritt 110 der 1 zu Schritt 305 der 3 weiter (siehe „Weiterreichen ausgelöst durch dienendes Netzwerk" weiter unten). Wenn entweder Weiterreichen ausgelöst durch das Zielnetzwerk oder das terminalunterstützte Weiterreichen verwendet werden, geht der Prozess weiter zu Schritt 115 der 1. Eine Bewertung 115 der Signalqualitätsmessung wird ferner gemäß den herkömmlichen Techniken durchgeführt, um eine Zielzelle für das Weiterreichen für den Fall auszuwählen, dass sich die Benutzerausstattung von der Kante der aktuellen Zelle in eine Nachbarzelle bewegt. Der SGSN₁ (530; 5) kann dann unter Einsatz einer lokalen Datenbank, die Roaminginformation enthält, bestimmen 120, dass die Kandidatenzielzelle in einem Netzwerk resident ist, das außerhalb des aktuellen dienenden Netzwerks liegt. Wenn sich die Zielzelle innerhalb des aktuellen dienenden Netzwerks befindet, werden herkömmliche Routingvorgehensweisen ausgelöst 125. Wenn sich die Zielzelle jedoch in einem externen Netzwerk befindet (was ein Weiterreichen zwischen Gateways bedingt), wird eine Umleitvorgehensweise gemäß den beispielhaften Ausführungsformen ausgeführt.
Zwei alternative Techniken können, auch wenn sie in den vorliegenden Ansprüchen nicht beansprucht werden, zum Umleiten der Daten zum der Benutzerausstattung in dem Kandidatennetzwerk verwendet werden. Bei einer ersten Technik (TNH), bei der das Zielnetzwerk das Weiterreichen der Datenkommunikation auslöst, beginnt der GGSN₁ mit dem Weitergeben der gepufferten Pakete nach dem Kontaktieren durch den GGSN in das externe Netzwerk (GGSN₂). Bei einer zweiten Technik (TAH), bei der die Benutzerausstattung das Weiterreichen auslöst, beginnt der GGSN₁ mit dem Weiterleiten der gepufferten Pakete, wenn die Benutzerausstattung die Adresse des GGSN₂ bereitstellt. Ein GPRS-System wurde verwendet, um die verschiedenen Techniken zum Datenumleiten zu veranschaulichen (TNH, SNH, TAH). Weitere Systeme können jedoch diese Techniken einfach verwenden, um Weitbereichnetzmobilität bereitzustellen.
Weiterreichen ausgelöst durch das Zielnetzwerk (TNH)
Nach dem Erfassen 100 des aktuellen GGSN durch die Benutzerausstattung (wie in 1 gezeigt), kann ein beispielhafter durch das Zielnetzwerk ausgelöster Weiterreichprozess auf GPRS-Basis wie in 2 veranschaulicht ausgeführt werden. Bei diesem beispielhaften Prozess, bewegt sich der Benutzer zuerst in die Zielzelle, bevor die Benutzerausstattung eine Routingzonenaktualisierung zu dem SGSN, der die Zielzelle versorgt (SGSN₂), auslöst 210. Diese Routingzonenaktualisierung kann optional die Adresse des GGSN₁ (535, 5) in dem aktuellen dienenden Netzwerk oder andere Parameter, wie zum Beispiel die Routingzonen-ID (spezifiziert in ETSI GSM 03.60) und Sessionparameter enthalten. Der SGSN₂ (550, 3) löst dann 215 eine unaufgeforderte PDP-Kontextanfrage (520, 5) zu dem bevorzugten GGSN in dem Zielnetzwerk aus. Diese PDP-Kontextanfrage enthält die GGSN₁-Adresse, wenn diese Adresse von der Benutzerausstattung bereitgestellt wurde. Wurde sie von der Benutzerausstattung nicht bereitgestellt, holt der GGSN₂ 225 (525, 5) die GGSN₁-Adresse von dem Home Location Register (Heimatdatei) (540, 5), nachdem es die unaufgeforderte PDP-Kontextanfrage von dem SGSN₂ erhalten hat. Der GGSN₂ löst dann 230 eine Tunnelerstellungsvorgehensweise (zum Beispiel IEFT, ETSI GSM 9.60) zu dem GGSN₁ aus. Das Puffern der Daten in dem aktuellen dienenden Netzwerk kann von dem SGSN₁ (530, 5) nach dem Abschließen der Vorgehensweise der unaufgeforderten PDP-Kontextanfrage ausgelöst werden. Um den Umleitprozess abzuschließen, aktualisiert der GGSN₁ die Routinginformation 235 für die PDP-Kontext-Adresse und beginnt mit dem Weiterleiten von Paketen (560, 5) zum GGSN₂. Der GGSN₁ informiert 240 zusätzlich den SGSN₁, die PDP-Kontextdaten in Zusammenhang mit dem Mobilterminal (555; 5) zu löschen.
Weiterreichen ausgelöst durch das dienende Netzwerk (SNH)
Bei einem beispielhaften Weiterreichprozess ausgelöst durch das dienende Netzwerk auf GPRS-Basis, der in 3 gezeigt ist, werden die Weiterreichkandidatenzellen zuerst auf der Grundlage der Signalqualitätsmessbericht bestimmt 305. Anhand einer Nachschlagdatenbank für Zellen werden die Netzwerkidentitäten (625, 6), zu welchen Netzwerken die Kandidatenzellen gehören (wenn sie sich außerhalb des dienenden Netzwerks befinden) geholt 310. Eine Anfrage wird dann an den aktuellen dienenden GGSN gesendet, um eine unaufgeforderte PDP-Anfrage zu den entsprechenden Kandidatennetzwerken auszulösen 320. Der GGSN würde zuerst die Adresse für den Point of Attachment (POA) dieser Netzwerke nachsehen 315 und dann die unaufgeforderten Anfragen zur geholten Adresse weiter leiten. Die Transfervorgehensweise beginnt, bevor die Zielnetzwerkzelle von der Benutzerausstattung ausgewählt wurde, weshalb die Transfervorgehensweise-/Verbindungsaufbauanfrage zu allen GGSN gesendet wird, die zu einer der Kandidatenzellen gehören. Sollte eine der Kandidatenzellen innerhalb des Ursprungsnetzwerks und in den Nachbarnetzwerken liegen, wird eine herkömmliche Zwischennetzwerkvorgehensweise gleichzeitig mit dieser neuen Vorgehensweise ausgelöst. Es ist möglich, dass mehr als eine Point of Attachment-Adresse für ein Kandidatennetzwerken zurückgeliefert wird, und in diesem Fall kann der GGSN entscheiden, die Anfragen zu allen von ihnen zu senden oder nur eine Adresse aus der Liste auszuwählen.
6 zeigt das Szenario, bei dem zwei Kandidatennetzwerke (Kandidat 2 635 und Kandidat 3 630) ausgewählt wurden und pro Kandidatennetzwerk ein Point of Attachment zurückgeliefert wird. Der dienende GGSN löst eine unaufgeforderte PDP-Kontextanfrage zu GGSN₂ 605 und GGSN₂ 610 aus, die Information enthält, wie zum Beispiel die aktuelle Routingzone RA und die Kandidaten-Routingzonen (jeweils RA₂ 615 und RA₃ 620). Der GGSN₂ 605 und GGSN₃ 610 sehen die entsprechenden SGSNs nach, die die empfangene Kandidaten-Routingzoneninformation verwenden. Sobald die Kandidaten GGSN (GGSN₂ und GGSN₃) ihre entsprechenden SGSNs (SGSN₂, SGSN₃) in Zusammenhang mit den Kandidaten-RA nachgesehen haben, wird die unaufgeforderte PDP-Kontextanfrage von den GGSNs hinunter zu den SGSNs in den Kandidatennetzwerken weitergeleitet. Zur Klarheit wird bemerkt, dass die Beziehung zwischen SGSN und GGSN nicht eins zu eins sein muss. Viele GGSNs könnten den gleichen SGSN kontaktieren.
Im Schritt 325 bestimmen der SGSN₂ und der SGSN₃, ob eine Routingzonenaktualisierung von der Benutzerausstattung empfangen wurde. Wenn nicht, lokalisieren 330 SGSN₂ und SGSN₃ die Benutzerausstattung, um zu fordern, dass die Benutzerausstattung auf das Lokalisieren mit einer Routingzonenaktualisierung reagiert. Die Benutzerausstattung beschließt, sich in RA₂ zu lokalisieren und reagiert mit einer Routingzonenaktualisierungsmeldung zurück zu dem SGSN₂. In der Zwischenzeit wird der SGSN₃ informiert, dass die Benutzerausstattung in der RA₃ nicht erreichbar ist, und informiert den GGSN₃ über das Scheitern des Erreichens des Benutzers. GGSN₃ antwortet zu dem dienenden GGSN zurück, dass die Kandidaten Net_Id3 den Benutzer nicht erreichen kann. Der dienende GGSN wartet auf das Eintreffen der anderen Antworten von dem anderen Kandidatennetzwerk. Wenn der SGSN₂ die Routingzonenaktualisierungsmitteilung von der Benutzerausstattung als Antwort auf das Lokalisieren empfängt, sendet er 335 eine unaufgeforderte PDP-Kontextanfrage zurück zu dem GGSN₂. Der GGSN₂ antwortet 340 dann auf die Anfrage von dem GGSN₁, indem er einen Pfad mit dem GGSN₁ erstellt. Nur die erste erfolgreiche Antwort von einem Kandidaten-GGSN würde akzeptiert, der Rest würde ignoriert. Nach dem Erstellen des Pfads zwischen GGSN₁ und GGSN₂, beginnt GGSN₁ 345 mit dem Weiterleiten von Paketdateneinheiten (Packet Data Units (PDU)) zu dem GGSN₂. Um den Umleitprozess zu vervollständigen, informiert der GGSN₁ 350 den SGSN₁, die PDP-Kontextdaten in Zusammenhang mit dem Mobilterminal zu löschen.
Terminalunterstütztes Weiterreichen (TAH)
Bei einem beispielhaften terminalunterstützten Weiterreichprozess auf GPRS-Basis, der in 13 gezeigt ist, löst die Benutzerausstattung (zum Beispiel das Terminal) selbst das Weiterreichen zu dem Zielnetzwerk aus. Sobald die Benutzerausstattung eine Zielzelle (115, 1) ausgewählt hat, fordert die Benutzerausstattung (1300, 13) Zugang zu dem Zielnetzwerk, indem sie zum Beispiel eine Zugangsweiterreichmitteilung verwendet. Diese Anfrage könnte den Typ des erforderlichen Service, die Servicequalität, die Sessioninformation und die Adresse des GGSN des derzeit für die Benutzerausstattung dienenden GGSN (Adresse des GGSN₁) enthalten. Als Antwort auf die Zugangsanfrage von der Benutzerausstattung, würde eine unaufgeforderte PDP-Kontextanfrage von dem SGSN₂ in der Zielroutingzone zu dem GGSN₂ in dem Zielnetzwerk ausgelöst 1305. Das Zielnetzwerk gewährt dann der Benutzerausstattung den Zugang und gesicherte Ressourcen 1310, um eine Verbindung mit der Benutzerausstattung bereitzustellen. Das Zielnetzwerk würde ferner die Adresse des dienenden GGSN (GGSN₂) in dem Zielnetzwerk für die Benutzerausstattung bereitstellen. Die Benutzerausstattung informiert 1315 anschließend den aktuellen dienenden SGSN₁/GGSN₁ über die Bereitschaft der Benutzerausstattung für das Weiterreichen und liefert die Adresse des GGSN₂. SGSN₁ fordert den GGSN₁ auf, die Daten zu puffern. Die Benutzerausstattung kann auch eine neue PDP-Adresse liefern, wenn sie von dem Zielnetzwerk bereitgestellt wird.
Als Antwort auf die Bekanntgabe von der Benutzerausstattung, beginnt der dienende GGSN₁ dann mit dem Weiterleiten 1320 von Datenpaketen, die für die Benutzerausstattung bestimmt sind, zu der GGSN-Adresse (GGSN₂), die von der Benutzerausstattung bereitgestellt wurde. Wenn die Benutzerausstattung beginnt, Daten von dem neuen Kanal, bei dem Zielnetzwerk aufgebaut wurde, zu empfangen 1330, gibt die Benutzerausstattung den alten Kanal mit dem vorhergehenden Netzwerk frei 1335.
Nach dem Abschließen einer der drei Inter-GGSN-Paketumleitungstechniken, die oben beschrieben wurden, kann eine optionale Vorgehensweise für PDP-Kontext-Deaktivierung wie in 4 gezeigt ausgeführt werden. Das Verfahren der 4 kann im Anschluss an das Beenden des Packet Data Unit (PDU)-Transfer von dem GGSN₁ zu dem GGSN₂ ausgelöst werden. Bei diesem beispielhaften Verfahren löst der SGSN₂ zuerst eine Abtrennvorgehensweise (700, 7) zu der Benutzerausstattung aus 400 und fordert, dass das Terminal Attach- und PDP-Kontext-Aktivierungsvorgehensweisen auslöst. Der SGSN₂ löst dann ein PDP-Kontext-Löschen (705, 7) mit dem dienenden GGSN₂ aus 405. Der GGSN₂ wiederum löst eine Vorgehensweise zum Löschen der Pfaderstellung mit dem GGSN₁ aus 410.
Nach der Pfadlöschvorgehensweise durch den GGSN₂, beginnt 415 die Benutzerausstattung eine Attach-Vorgehensweise (710, 7) zu dem SGSN₂ unter Einsatz herkömmlicher Mitteilungsaustausche, wie zum Beispiel dem im GSM Standard 03.60 beschriebenen. Als Antwort auf die Attach-Anfrage von der Benutzerausstattung, löst 420 der SGSN₂ eine Lokalisierungsaktualisierungsanfrage (715, 7) zu dem HRL aus. Der HRL löst 425 dann eine Lokalisierungsannullierungsvorgehensweise (720, 7) zu dem SGSN₁ aus. Der SGSN₂ sendet 430 dann eine Attach-Annahmemittelung (725, 7) zu der Benutzerausstattung aus, die wiederum mit dem Auslösen 435 einer PDP-Kontext-Aktivierungsmitteilung (730, 7) zu dem SGSN₂ antwortet. Dann löst der SGSN₂ 440 eine PDP-Kontextanlegeanfrage (735, 7) mit dem GGSN₂ aus. Die Benutzerausstattung oder der SGSN₂ kann eine PDP-Kontextaktivierung zwischen mit dem GGSN₁ unter bestimmten Umständen fordern, so dass der GGSN₂ einen hierarchischen Tunnel zwischen dem GGSN₂ und dem GGSN₁ anlegt. Der hierarchische Tunnel kann zum Beispiel dann angelegt werden, wenn eine Verbindungsanfrage nicht durch das aktuelle dienende Netzwerk erfüllt werden kann.
Weiterreichen ausgelöst durch das Zielnetzwerk unter Einsatz von MobileIP
Eine weitere Ausführungsform zum Bereitstellen nahtloser Datenkommunikation zwischen zwei Paketnetzwerken ist in den 8–11 gezeigt, das dazugehörige Mitteilungsaustauschsystem ist in 12 gezeigt. Wenn sich bei dieser Lösung für das Problem des Umleitens von Paketdaten eine Benutzerausstattung von einer Routingzone, die von einem ersten dienenden Netzwerk verwaltet wird, in eine Routingzone bewegt, die von einem zweiten dienenden Netzwerk verwaltet wird, wird angenommen, dass das erste und das zweite dienende Netzwerk anhand des MobileIP-Protokolls kommunizieren. Im Schritt 800 führt die Benutzerausstattung zuerst eine Attach-Vorgehensweise aus und fordert die PDP-Kontext-Aktivierung (1200, 12) beim Registrieren in dem ersten dienenden Netzwerk („Dienendes Netzwerk 1"). Im Schritt 810 erfasst die Benutzerausstattung (1205, 12) die „Care-of-Adresse" des lokalen fremden Agenten (GGSN₁/FA₁/AAA₁) in dem ersten dienenden Netzwerk von Agentenwerbemitteilungen, die von dem fremden Agenten gemäß den herkömmlichen Techniken gesendet werden. Wie in einem optionalen Schritt 805 gezeigt, kann die Benutzerausstattung alternativ die Care-of-Adresse des fremden Agenten (FA COA) durch modifizierte Systemmitteilungen erfassen, die über die Luftschnittstelle gesendet werden.
Nach dem Erfassen der FA COA, löst die Benutzerausstattung eine MIP-Registrierungsanfrage (1210, 12) zu dem lokalen fremden Agenten (GGSN₁/FA₁/AAA₁) in dem dienenden Netzwerk 1 aus 815. Die MIP-Anfrage enthält einen Network Access Identifier (NAI, Netzwerkzugangsidentifikator), der die Heimumgebung der Benutzerausstattung identifiziert). Die MIP-Registrierungsanfrage kann jedoch als optionales Informationselement innerhalb der Original-PDP-Kontext-Aktivierungsmitteilung von der Benutzerausstattung enthalten sein, um die Signalisierungssequenz zu minimieren. Wenn die Benutzerausstattung jedoch nicht MIP-fähig ist, kann der GGSN in dem aktuellen dienenden Netzwerk die Aufgabe des Ersatzagenten übernehmen und eine MIP-Registrierungsanfrage nach der PDP-Kontextaktivierungsanfrage für die Benutzerausstattung auslösen.
Die FA₁/AAA₁-Komponente des GGSN₁ bestimmt 820 dann, dass die Registrierungsanfrage zu der Heimumgebung weitergeleitet werden muss, die von dem NAI identifiziert wird. FA₁/AAA₁ sendet 825 die Registrierungsanfrage (zum Beispiel eine DIAMETER-Mitteilung) (1215, 12) zu dem AAA-Server (AAA_home) in der Heimumgebung. Wenn die Registrierungsanfrage die Zuweisung eines Heimagenten fordert, versucht AAA_home, einen Heimagenten (HA3) aus dem dienenden Netzwerk zuzuweisen, wenn einer verfügbar ist und die Last 900 handhaben kann. Ist keiner verfügbar, weist AAA_home 905 einen Heimagenten in der Heimumgebung HA1 zu. AAA_home leitet 910 dann die MIP-Registrierungsanfrage (1120, 12) in einer AAA-Mitteilung zu dem HA3 weiter.
Beim Empfang der weitergeleiteten MIP-Registrierungsanfrage bestätigt 915 HA3 und speichert verbindliche Information für das Mobilterminal und aktualisiert dann die Routingtabelle. HA3 formuliert dann die Registrierungsantwort (1225, 12) und sendet 920 sie an den AAA_home-Server in der Heimumgebung zurück. Der AAA_home-Server sendet 925 eine Antwort 1230 auf die Registrierungsantwort zurück, und die Registrierungsantwortmitteilung wird an die Benutzerausstattung weitergereicht.
Nach der oben beschriebenen Registrierungsvorgehensweise, kann sich der Benutzer in eine neue Routingzone bewegen, die von einem neuen SGSN (SGSN₂) bedient wird, in einem Netzwerk, das von einem anderen Dienstanbieter verwaltet wird. Die Benutzerausstattung führt 1000 eine Routingzonenaktualisierungsvorgehensweise (1235, 12) durch, wobei die Routingzonenparameter zusätzliche Information enthalten können, wie zum Beispiel die alte fremde Agentenadresse und die aktuelle Heimagentenadresse. Die Benutzerausstattung würde dann die neue FA COA aus einer unaufgeforderten PDP-Kontextanfragen-Aktivierungsantwort (1240, 12) von dem neuen fremden Agenten in dem neuen GGSN erfassen. Optional könnte die Benutzerausstattung die FA COA in den Systemsendemitteilungen erfassen 1010.
Der neue SGSN (SGSN₂) bestimmt dann, ob MIP-Anschlusstechnik erforderlich ist. Ist MIP-Anschlusstechnik erforderlich und wird sie von dem GGSN₂ unterstützt, löst 1015 der SGSN₂ eine unaufgeforderte PDP-Kontextaktivierung aus, die Information in Zusammenhang mit dem alten fremden Agenten, dem aktuellen Heimagenten und die NAI enthalten kann. Die Aktivierungsanfrage (1245, 12) würde an einen vorbestimmten fremden Agenten, wie zum Beispiel GGSN₂/FA₂/AAA₂ gesendet. Wenn Roamingvereinbarungen zwischen dem Betreiber des dienenden Netzwerks 1 und dem Betreiber des dienenden Netzwerks 2 es erlauben, kommuniziert der neue fremde Agent FA₂ (1250, 12) mit dem alten fremden Agenten FA₁, um den FA₁ zu informieren, dass sich die Benutzerausstattung derzeit innerhalb der Servicezone des FA₂ befindet. Der FA₂ formuliert dann 1025 eine MIP-Registrierungsanfrage unter Einsatz der Information, die in der unaufgeforderten PDP-Kontext-Aktivierung empfangen wurde, und leitet die Anfrage (1255, 12) an den AAA_home weiter. Diese MIP-Registrierungsanfrage kann anzeigen, dass ein neuer Heimagent zugewiesen werden soll. Der FA₂ ist nun bereit, um die weitergeleiteten Pakete zu empfangen.
Nach dem Empfang der MIP-Registrierungsanfrage von dem FA₂, leitet 1030 der Heimumgebungs-AAA-Server die Anfrage (1260, 12) an den Heimagenten HA4 in dem dienenden Netzwerk 2 weiter, um verbindliche Information für die Benutzerausstattung zu schaffen und die Routingtabelle zu aktualisieren. Wenn eine erfolgreiche MIP-Registrierungsantwort empfangen wird, weist der AAA_home 1100 HA3 an, die verbindliche Information, die derzeit nicht verwendet wird, zu eliminieren. Der AAA_home leitet 1105 dann die MIP-Antwortbeantwortung (1265, 12) an den FA₂ in eine AAA-Mitteilung weiter.
Die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen beschreiben Zwischenpaket-Domänen-Roaming entweder in GPRS- oder in MobileIP-Netzwerken. Der Fachmann erkennt jedoch, dass diese beispielhaften Techniken an jedes Kommunikationsprotokoll auf IP-Basis angewandt werden können. Die beispielhaften Ausführungsformen, die Zwischenpaket-Domänen-Roaming mit MobileIP-Protokoll beschreiben, können zum Beispiel an andere Multimedia-Netzwerke, wie zum Beispiel H.323 oder SIP angewandt werden. Die derzeit in H.323 und SIP definierten Protokolle müssten geändert werden, um diese Funktionalität gemäß den beispielhaften Ausführungsformen zu enthalten.
Die oben beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschreibt, wie Sessionmobilität zwischen zwei Paketnetzwerken in einem drahtlosen System verwirklicht wird. Eine Session, wie sie heute in der Datenkommunikationswelt bekannt ist, wird verwendet, um eine oder mehrere Anwendungen auszuführen (zum Beispiel Voice over IP, Websurfen). Eine Session ist für die Netzwerkschicht transparent, und wenn sich ein Benutzer daher von einem Netzwerk in ein anderes bewegt, weiß die Session nicht, dass die unteren Schichten aufgrund einer neu auf gebauten Verbindung neu konfiguriert sind. Die Sessionsmobilität betrifft einen Benutzer, der eine aktive Session auf seiner Benutzerausstattung hat, und der sich mit der Benutzerausstattung zu einer neuen Zone bewegt, die von einem neuen Netzwerk versorgt wird. Die zwei Netzwerke arbeiten zusammen, um es dem Benutzer zu erlauben, während seiner laufenden Session weiterzuarbeiten.
Die Sessionsmobilität betrifft auch einen Benutzer, der eine offene aktive Session auf seiner Benutzerausstattung hat und sich ohne Mitnehmen der Benutzerausstattung in ein anderes Netzwerk bewegt (zum Beispiel von der Arbeit nach Hause). Der Benutzer beschließt, eine Verbindung aufzubauen und die gleiche Session auf einem anderen Terminal fortzusetzen. Die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen könnten verwendet werden, um die beiden Szenarien zu ermöglichen. Das zweite Szenario erlaubt jedoch totale Netzwerktransparenz und erlaubt es dem Benutzer, in eine laufende Session über ein anderes Terminal einzusteigen, das sich in einem anderen Netzwerk befindet, das drahtlos oder ein Festnetz-Netzwerk sein kann. Wenn ein Benutzer zum Beispiel eine Session auf einem ersten Terminal laufen hat, das an ein erstes Netzwerk angeschlossen ist, kann der Benutzer ein zweites Terminal an ein zweites Netzwerk anschließen und die Session kann umgeleitet werden, indem die oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen angewandt werden, ohne dabei die laufende Session zu verlieren. Das Umleiten der Session kann unter Einsatz einer neuen Benutzerschnittstelle an dem ersten Terminal verwirklicht werden, das den Benutzer auffordert, das Terminal einzugeben, zu dem er sich begibt. Die eingegebene Terminalinformation wird in einen Ort (zum Beispiel Netzwerk-Entitätsadresse, die das Terminal versorgt) des neuen Systems umgewandelt, indem eine lokale Datenbank abgefragt wird (zum Beispiel DNS).
Obwohl eine Anzahl von Ausführungsformen hier zur Veranschaulichung beschrieben sind, dürfen diese Ausführungsformen nicht als einschränkend ausgelegt werden. Der Fachmann erkennt Änderungen, die an den veranschaulichten Ausführungsformen vorgenommen werden können.

Claims

Verfahren zum Aktivhalten einer Session und Aufrechterhalten der Verbindung mit einer Benutzerausstattung während des Wechselns von Datenkommunikationsnetzwerken von einem ersten Datenkommunikationsnetzwerk zu einem zweiten Datenkommunikationsnetzwerk, die folgenden Schritte umfassend: Empfangen von Paketen in Verbindung mit einer Benutzersession von einem ersten Datenkommunikationsnetzwerk, Senden (320) einer Verbindungsanfrage von einem Gateway (600) in dem ersten Netzwerk zu einem oder mehreren Gateways (605, 610) in benachbarten Datenkommunikationsnetzwerken (630, 635), Lokalisieren (325 oder 330) der Benutzerausstattung in einem zweiten Kommunikationsnetzwerk durch ein zweites Gateway in dem zweiten Kommunikationsnetzwerk, wobei das zweite Gateway das eine oder die mehreren Gateways (605, 610) in den benachbarten Datenkommunikationsnetzwerken (630, 635) ist, Reagieren (340) des zweiten Gateways auf die Verbindungsanfrage von dem Gateway (600) in dem ersten Netzwerk, Herstellen eines Pfads zwischen dem Gateway (600) in dem ersten Netzwerk und dem zweiten Netzwerk, Weiterleiten (345) von Paketen, die mit der Benutzersession verbunden sind, von dem Gateway (600) in dem ersten Datenkommunikationsnetzwerk zu dem zweiten Gateway, und Empfangen der von dem zweiten Gateway weitergeleiteten Pakete in der Benutzerausstattung.