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Die
vorliegende Erfindung betifft ein Verfahren und ein Gerät zum Implementieren
eines Internetprotokolls; und genauer ein Verfahren und ein Gerät zum Implementieren
eines Internetprotokolls in einem regionalen Paging- bzw. Funkrufnetz.
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Ein
Netz, das ein Mobil-Internetprotokoll mit regionaler Registrierung
aufweist, ist im Fach bekannt. (siehe C.Perkins, Herausgeber, „IP Mobility Support", RFC 2002bis, März 2000,
und C.Perkins et al., „Mobile
IP Regional Registrations",
Internet draft (in Bearbeitung), draft-ietf-mobileip-reg-tunnel-02.txt, März 2000).
Das Netz weist eine Hierarchie von einem oder mehreren Fremdagenten
(Foreign Agents) zum Behandeln regionaler Registrierungen eines Mobilknotens
auf, die ein oder mehrere Internetprotokoll-Unternetze besuchen.
Paging-Unterstützung für ein Mobil-Internetprotokoll
ist ebenfalls bekannt. (siehe Cellular IP, draft-ietf-mobileip-paging-hawaii-00.txt und
Hawaii Internet, draft-ietf-mobileip-paging-hawaii-00.txt).
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Paging-Unterstützung ermöglicht Mobilknoten,
die nicht aktiv kommunizieren, in einen Freimode bzw. Leerlaufmodus
einzutreten, in dem das Netz nicht den genauen Standort des Mobilknoten
kennen muss. Wenn das Netz Datenpakete aufweist, die für einen
im Leerlaufmodus befindlichen Knoten bestimmt sind, ruft es den
Mobilknoten, um das genaue Internetprotokoll-Unternetz des Mobilknotens
zu erfahren. Paging-Unterstützung
kann auch für
ein Mobilinternetprotokoll mit regionalen Registrierungen festgelegt
werden.
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Ein
Nachteil der Paging-Lösungen
nach dem Stand der Technik ist, dass der Mobilknoten fortlaufend
in Betrieb sein und Batterieleistung verbrauchen muss. Der Protokollbetrieb
auf Netzwerkebene im Stand der Technik beachtet entweder den leistungsabhängigen Betrieb
nicht, oder nimmt an, dass die Verbindungsschicht diese Art von
Betrieb unterstützt.
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Das
im Fach bekannte Netz, welches ein Mobil-Internetprotokoll mit regionaler
Registrierung aufweist, behandelt das Sparen von Batterieleistung nicht.
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La
Porta et al., "Mobil
IP and Wide Area Wireless Data" WCNC
1999 IEEE Wireless Communications And Networking Conference, Sept.
1999, S. 1528–1532
Vol. 3 offenbart ein mobiles IP-Netz, in dem ein mobiler Knoten
in einen Bereitschaftsmodus eintreten kann, wobei das Paging von
einer GSM-Basisstation ausgeführt
wird.
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Die
vorliegende Erfindung bietet eine Erweiterung zu einem Mobilen Internetprotokoll
mit regionalen Registrierungen, um den leistungsbeschränkten Betrieb
zu unterstützen
und Routingzustandsinformationen in der besuchten Domäne zu verringern. Die
Erweiterung gestattet einem Mobilknoten, in einen energiesparenden
Freimode bzw. Leerlaufmodus einzutreten. In diesem Modus kennt die
besuchte Domäne
den Ort eines Mobilknotens im Leerlauf nicht mit der Genauigkeit
eines Internetprotokoll-Unternetzes in einem Paging-Bereich, sondern
stattdessen mit einer gröberen
Genauigkeit des Paging-Bereichs selbst.
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Fremdagenten
zeigen Paging-Unterstützung durch
Einschließen
einer Pagingbereich-Kennzeichnungs
(ID)-Erweiterung in Agentenanzeigen (Agent Advertisements) an. Ein
mobiler Knoten, der in den Leerlaufmodus eintreten möchte, sendet
eine Anforderung zur regionalen Registrierung mit einer Leerlaufmodus-Anforderungs-Erweiterung
an den Paging-Fremdagenten
des momentanen Paging-Bereichs. Der Paging-Fremdagent antwortet
durch Einschließen
einer Leerlaufmodus-Antwortserweiterung in eine regionale Registrierungsantwort.
Im Leerlaufmodus muss der Mobilknoten keine ständigen Registrierungen durchführen, wenn
er sich zwischen den Internetprotokoll-Unternetzen des Paging-Bereichs bewegt.
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Der
Mobilknoten tritt in den aktiven Modus ein, indem er eine normale
regionale Registrierung durchführt.
Das Netz kann dies auch auslösen,
indem es durch den Mobilknoten einem Paging unterzieht. Das Netz
unterzieht den Mobilknoten einem Paging, indem es eine Agentenanzeige
mit einer Adresserweiterung des einem Paging unterzogenen Mobilknotens
an eine Paging-Multicast(bzw. -Mehrfachsende)-Adresse sendet.
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Beim
Eintritt in den Leerlaufmodus verhandelt der Mobilknoten ein zeitschlitzbasiertes
Paging-Schema, das mit dem Netz verwendet werden soll. In diesem
Fall einigen sich der Mobilknoten und das Netz auf Zeitschlitze,
die für
Agentenanzeigen und Paging innerhalb des Pagingbereichs verwendet werden.
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Im
Betrieb können
sich der Mobilknoten und das Netz auf einen Zeitmoment einigen,
in dem der Mobilknoten einem Paging unterzogen werden kann, und
auf den Zeitmoment, in dem das Netz Nachrichten sendet, welche der
Mobilknoten zum Ableiten seines momentanen Pagingbereichs verwenden
kann. Die Zeitmomente werden in Bezug auf die periodischen Agentenanzeigen
ausgedrückt.
Andere Ausführungsformen
sind ebenfalls möglich,
zum Beispiel könnte
der Zeitmoment in Bezug auf die momentane Tageszeit ausgedrückt werden,
wenn der Mobilknoten und das Netz genaue und synchronisierte Tageszeituhren
aufweisen.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform wäre, irgendeine
andere Nachricht als die Agentenanzeige zum Anzeigen des momentanen
Pagingbereichs zu verwenden. Hier ist es wichtig, dass es eine periodische
Nachricht gibt, auf die der Mobilknoten hören kann, um seinen momentanen
Paging-Bereich abzuleiten, und dass der Zeitmoment, in dem diese Nachricht
in dem momentanen Zeitbereich erwartet wird dem Mobilknoten bekannt
ist.
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Im
Wesentlichen drücken
der Mobilknoten und das Netz, wenn sie sich auf Zeitmomente dieser Zeitschlitze
einigen, die Zeitmomente in Bezug auf irgendeinen Zeitmoment aus,
den sie beide kennen, so wie der Zeitmoment der periodischen Agentenanzeigen.
Zum Beispiel können
der Mobilknoten und das Netz diese Zeitmomente unter Verwendung
verschiedener Parameter berechnen, wie eines Pagingschlitz-Indexes
(bzw. -Kennzahl), eines Pagingschlitz-Intervalls und eines Pagingschlitz-Versatzes zum
Ausdrücken
des Zeitmoments des Pagingschlitzs.
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Da
eine Energiesparunterstützung
in der Netzwerk- bzw. Vermittlungsschicht implementiert ist, ist
sie unabhängig
von der Verbindungsschicht.
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Der
Paging-Mechanismus beruht auf standardmäßigen Mobil-IP-Protokollen.
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Paging-Nachrichten
werden zu einer bestimmten Multicast-Adresse gesendet, die dem Mobilknoten
gestatten kann, Hardwareoptimierungen zum Energiesparen durchzuführen.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Mobilknoten nicht
fortlaufend betrieben werden muss und volle Batterieleistung verbrauchen muss.
Zum Beispiel kann der Mobilknoten im Leerlaufmodus mit Unterbrechungen
eine oder mehrere Komponenten ausschalten, wie seinen Sender oder seinen
Empfänger,
um Batterieleistung zu sparen.
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Ein
weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass der Mobilknoten
sich nicht jedes mal registrieren muss, wenn er sich zwischen einem
oder mehreren Internet Protokoll-Unternetzen
des Paging-Bereichs bewegt.
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Die
Zeichnung beinhaltet die folgenden Figuren:
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1 ist
ein Blockdiagramm eines Regionalen Pagingnetzes mit Mobilem Internetprotokoll,
das der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.
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2 ist
ein Blockdiagramm eines Fremdagenten des in 1 gezeigten
Regionalen Pagingnetzes mit Mobilem Internetprotokoll, der ein Paging ausführt.
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3 ist
ein Blockdiagramm eines Mobilknotens des in 1 Regionalen
Pagingnetzes mit Mobilem Internetprotokoll.
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4 ist
ein Diagramm einer Anzeigeintervall-Erweiterung, die Teil einer
Agentenanzeige sein kann, welche von einem ein Paging ausführenden Fremdagenten
(bzw. Paging-Fremdagenten)
an einen Mobilknoten in 1 gesendet wird.
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5 ist
ein Diagramm einer Pagingbereichskennzeichnungs(ID)-Erweiterung,
die Teil einer Agentenanzeige ist, die von einem Paging-Fremdagenten
an einen Mobilknoten in 1 gesendet wird.
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6 ist
ein Diagramm einer Leerlaufmodus-Anforderungs-Erweiterung, die von
einem Mobilknoten an einen Paging-Fremdagenten in 1 gesendet
wird, wenn der Mobilknoten in einen Leerlaufmodus eintreten möchte.
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7 ist
ein Diagramm einer Leerlaufmodus-Antwort-Erweiterung, die von einem
Paging-Fremdagenten
an einen Mobilknoten in 1 gesendet wird, als Reaktion
auf die in 6 gezeigte Leerlaufmodus-Anforderungs-Erweiterung.
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8 ist
ein Diagramm einer Paging-Anforderungsnachricht, die von einem Paging-Fremdagenten an einen
Mobilknoten in 1 gesendet wird, um den Mobilknoten
einem Paging zu unterziehen.
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9 ist
ein Diagramm einer Adresserweiterung des einem Paging unterzogenen
Mobilknotens, die von einem Paging-Fremdagenten an einen Mobilknoten
in 1 gesendet wird, um den Mobilknoten zu ermitteln,
der einem Paging unterzogen wird.
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1: Die grundlegende
Erfindung
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1 zeigt
ein Regionales Pagingnetz mit Mobilem Internetprotokoll, das allgemein
mit 10 bezeichnet wird, welches einen Paging-Fremdagenten 12 aufweist,
um eine regionale Registrierung eines Mobilknoten 14 zu
bearbeiten, der einen Pagingbereich 16 besucht, welcher
n Internetprotokoll-Unternetze 18, 20,..., 22 beinhaltet.
Der Pagingbereich 16 ist ein Bereich, der mehrere Agenten
enthalten kann. Der Fremdagent an der Wurzel des Pagingbereichs 16 ist
als der Paging-Fremdagent 12 bekannt. (Das besuchte Gebiet
ist im Fach als ein Gebiet bzw. eine Domäne bekannt, die durch eine
Hierarchie von regionalbewussten (regional-aware) Fremdagenten definiert
ist. Diese Domäne
wird üblicherweise
von einer einzelnen Einheit verwaltet und kann sichere lokalisierte
Signalisierung zwischen den Fremdagenten in der Domäne aufweisen.
Wenn ein Mobilknoten wie 14 innerhalb einer besuchten Domäne bleibt
(und die Heimregistrierung nicht ausläuft), muss der Mobilknoten
wie 14 keine Heimregistrierungen ausführen, sondern kann Regionale
Registrierungen wie unten besprochen verwenden, um eine schnelle
Antwort von der lokalen Standortverwaltung (location management)
zu erhalten.) In der vorliegenden Erfindung kann der Mobilknoten 14 ein
Mobiltelefon, einen Pager oder irgendeine Telekommunikationsvorrichtung
beinhalten, die fähig
zur drahtlosen Kommunikation ist, einschließlich der Kommunikation über das Internet.
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Der
Mobilknoten 14 stellt periodisch eine Leerlaufmodusanforderung
an den Paging-Fremdagenten 12 zum
Eintreten in einen Leerlaufmodus bereit, um einen oder mehrere Komponenten
zu Energiesparzwecken abzuschalten und um die aktive Kommunikation
mit dem regionalen Mobil-Internetprotokoll-Pagingnetz 10 zu
verringern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung verhandelt der Mobilknoten 14 mit dem Paging-Fremdagent 12 ein
zeitschlitzbasiertes Paging-Schema. Das zeitschlitzbasierte Paging-Schema beinhaltet
Zeitschlitze, die für
Pagingbereichs-Anzeigen und zum Paging innerhalb des Paging-Bereichs
verwendet werden. Zeitmomente können
in Bezug auf eine momentane Tageszeit ausgedrückt werden, wenn der Mobilknoten
und der Agent der besuchten Domäne
genaue und synchronisierte Tageszeituhren aufweisen. Alternativ
können
Zeitmomente in Bezug auf irgendeinen Zeitmoment ausgedrückt werden,
den sowohl der Mobilknoten als auch der Agent der besuchten Domäne kennen,
einschließlich
eines Zeitmoments von periodischen Pagingbereichs-Anzeigen. Wenn
der Mobilknoten 14 im Leerlaufmodus ist, kennt das Netz 10 seinen
Standort mit geringerer Genauigkeit als üblich, auf einem bestimmten,
durch den Pagingbereich 16 festgelegten Niveau. Im Leerlaufmodus
schaltet der Mobilknoten einen oder mehrere seiner Komponenten ab,
wie seinen Funk oder seinen Empfänger, zu
Energiesparzwecken, um Batterieleistung zu sparen. Wie hierin besprochen
ist ein Leerlauf-Mobilknoten ein Mobilknoten, der sich im Leerlaufinodus
befindet.
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Darüber hinaus
ist die vorliegende Erfindung gezeigt und beschrieben unter Verwendung
von Begriffen aus dem Internetprotokoll Version 4 (IPv4), wie „Fremdagent" (Foreign Agent), „Paging-Fremdagent" (Paging Foreign
Agent), sowie „Agentenanzeigen" (Agent Advertisements)
wie nachstehend besprochen. Der allgemeinere Begriff „Mobilitätsagent der
besuchten Domäne" kann jedoch auch
im Austausch für
die Begriffe „Fremdagent" oder „Paging Fremdagent" verwendet werden;
und die Begriffe „Netzwerkschicht-Anzeige", „Pagingbereichs-Anzeige" oder „Router-Anzeige" können auch
im Austausch für
den Begriff „Agentenanzeige" verwendet werden.
Diese alternativen Begriffe sind keine derzeit verwendeten Fachbegriffe,
um irgendeine bestimmte Version des Internetprotokolls festzulegen.
Im Hinblick darauf und unabhängig
davon, ob die Begriffe des Internetprotokolls sich zukünftig ändern, ist
es wichtig zu beachten, dass nicht beabsichtigt ist, den Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung auf irgendeine bestimmte Version des
Internetprotokolls zu beschränken.
Zum Beispiel ist beabsichtigt, dass der Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung die Internetprotokollversion 5 (IPv6) beinhaltet, welches zur
Zeit der Einreichung dieser Patentanmeldung das Internetprotokoll
der nächsten
Generation ist.
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2 und 3:
Paging-Fremdagent 12 und Mobilknoten 14
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2 zeigt
den Paging-Fremdagent 12, der neben anderen Elementen einen
Fremdagent-Prozessor 40,
ein Anforderungsmodul für
regionale Registrierung 50, ein Antwortrmodul für regionale
Registrierung 52, ein Anforderungsmodul für den Leerlaufmodus 54,
ein Anzeigenmodul 56, ein Anzeigenintervall-Erweiterungsmodul 58 ein
Leerlaufmodus-Antworts-Erweiterungsmodul 60,
ein Antennenmodul 62 und ein Besucherlistenmodul 64,
die alle unter Verwendung von Hardware, Software oder einer Kombination
davon implementiert werden können.
Der Paging-Fremdagent 12 kann andere Elemente beinhalten,
die im Fach bekannt sind und nicht gezeigt oder beschrieben werden
müssen,
um die vorliegende Erfindung zu bewerten und zu verstehen.
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3 zeigt
den Mobilknoten 14, der neben anderen Elementen einen Mobilknotenprozessor 80, ein
Aktivmodus-Modul 84, ein Pagingschlitz-Paging-Modul 86 und
ein Antennenmodul 88 beinhaltet, von denen alle unter Verwendung
von Hardware, Software oder einer Kombination davon implementiert
werden können.
Der Mobilknoten 14 kann andere Elemente beinhalten, die
im Fach bekannt sind und nicht gezeigt oder beschrieben werden müssen, um
die vorliegende Erfindung zu bewerten und zu verstehen, einschließlich einer
Tastatur, eines Bildschirms etc.
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Ein
Fachmann könnte
jede der Komponenten in zum Beispiel dem Paging-Fremdagent 12 oder dem
Mobilknoten 14 als typische Softwareausführungsform
implementieren, welche eine auf einem Mikroprozessor beruhende Architektur
beinhalten kann, die einen Prozessor, einen Speicher, Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen
und einen Adress-, Steuer- und Datenbus zum Verbinden derselben
aufweist und von einem Computerprogramm angesteuert wird. Der Schutzbereich
der Erfindung soll nicht auf irgendeine bestimmte Implementierung
der Komponenten beschränkt
sein, die den Paging-Fremdagent 12 und den Mobilknoten 14 ausmachen,
und ein Fachmann könnte
selbige ohne übermäßiges Experimentieren
implementieren.
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Der
Fremdagent-Prozessor 40 und der Mobilknotenprozessor 80 stellen
Steuer- und Verarbeitungsfunktionen bereit. Ansonsten sind die grundlegende
Funktion des Paging-Fremdagenten 12 und des
Mobilknotens 14 sowie der oben erwähnten Komponenten darin nachstehend
im Zusammenhang mit dem Austausch der Informationen zwischen dem
Paging-Fremdagenten 14, dem Mobilknoten 14, einem
entsprechenden Mobilknoten 24 und einem (Ast- bzw.) Blatt-Fremdagenten
(Leaf Foreign Agent) 26 in Bezug auf die 3–9 beschrieben.
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In
der Patentanmeldung werden die verschiedenen Module in 2 und 3 beispielhaft gezeigt.
Der Schutzbereich der Erfindung soll nicht auf irgendeine bestimmte
Funktion beschränkt
sein, die von irgendeinem bestimmten Modul ausgeführt wird.
Zum Beispiel könnten
die nachstehend beschriebenen Funktionen im Zusammenhang mit dem Aktivmodusmodul 82,
dem Leerlaufinodusmodul 84 und dem Zeitschlitz-Pagingmodul 86 in
dem Mobilknoten 14 aus 2 in einem
einzelnen Modul ausgeführt
werden, statt in vielen Modulen. Ebenso könnten die nachstehend beschriebenen
Funktionen in Zusammenhang mit dem Paging-Fremdagent 12 in
einem einzelnen Modul statt in vielen Modulen ausgeführt werden.
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Der Paging-Fremdagent 12
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Im
Netz 10 ist der Paging-Fremdagent 12 (Paging Foreign
Agent) ein Fremdagent, der den Pagingzustand im Pagingbereich 16 aufrechterhält. Downlink-Kommunikationswege
zu Mobilknoten im Leerlauf so wie 14 innerhalb dieses Pagingbereichs 16 enden
in diesem Fremdagenten. In den Fremdagenten, die in der Hierarchie
näher am
Mobilknoten 14 sind, d.h. unterhalb dieses Knotens, besteht
keine Notwendigkeit, irgendeine Kommunikationszustandsinformation
für Mobilknoten
im Leerlauf aufrechtzuerhalten.
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Der Blatt-Fremdagent 26
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Der
Blatt-Fremdagent 26 (Leaf Foreign Agent) ist ein Fremdagent
in einer regionalen Mobilitätshierarchie,
der am nächsten
zu dem Mobilknoten wie 14 ist. Dies ist üblicherweise
ein Blatt einer Baumstruktur von Fremdagenten innerhalb der besuchten
Domäne.
In 1 ist der Fremdagent, der am nächsten zu dem Mobilknoten 14 ist,
der Paging-Fremdagent 12. Die besuchte Domäne kann
alles von null bis zu so vielen Pagingbereichen, wie in einer besuchten
Domäne
Fremdagenten wie 12 sind, enthalten. Jedoch muss ein Unterbaum
eines Paging-Fremdagenten wie 12 zu dem gleichen Pagingbereich
wie 16 gehören.
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1. Protokollbetrieb
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Das
folgende ist eine Beschreibung eines Protokollbetriebs der vorliegenden Erfindung:
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1.1 Pagingbereich-Entdeckung
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In 1 zeigt
der Paging-Fremdagent 12 (der als ein Blatt-Fremdagent
dient, ähnlich
zu Agent 26) Pagingunterstützung mit dem Agentenanzeigenmodul 56 an,
welches eine Agentenanzeige mit einer Pagingbereichs-Kennungs(ID)-Erweiterung
bereitstellt, was nachstehend genauer in Bezug auf 5 besprochen
wird. (Wie nachstehend besprochen, sendet ein Blatt-Fremdagent periodische
nichtangeforderte Agentenanzeigen, ähnlich einem Standard-Mobil-Internetprotokoll,
entweder an die eingeschränkte
Sendeadresse oder an die „alle Hosts"-Multicastadresse.
Wenn das Netzwerk einen Mobilknoten im Leerlauf einem Paging unterzieht, senden
die Blatt-Fremdagenten
eine Agentenanzeige an eine Paging-Multicastadresse und schließen die
Adresserweiterung des gepagten Mobilknotens ein. Der Mobilknoten 14 erkennt
seinen momentanen Pagingbereich 16 aufgrund der Pagingbereichs-ID-Erweiterung.
Wenn die Agentenanzeige eine Fremdagenten-Netzzugangskennung (Foreign Agent
Network Access Identifier, FA NAI) enthält, verwendet der Mobilknoten 14 das
Paar (die Pagingbereichs-TD-Erweiterung, den Bereichsteil [realm
part] der FA NAI-Erweiterung)
als Kennung für
den Pagingbereich 16. Im Netz 10 betrachtet ein
typischer Mobilknoten wie 14 nur dann zwei Fremdagenten
als zum selben Pagingbereich gehörig,
wenn die Fremdagenten die gleiche Pagingbereichs-ID-Erweiterung anzeigen,
und entweder beide Fremdagenten die FANAI-Erweiterung mit demselben
Bereichsteil anzeigen oder keine der Fremdagenten die FA NAI-Erweiterung anzeigt.
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FA
NAI-Erweiterungen sind im Fach bekannt. Ein Fremdagent kann eine
FA NAI-Erweiterung
in seine Agentenanzeigen einschließen. Die FA NAI identifiziert
den Fremdagenten eindeutig. Mobilknoten wie 14 können den
Bereichsteil der NAI des Fremdagenten verwenden, um zu folgern,
ob sie sich zu einer neuen besuchten Domäne bewegt haben. (Das Format
der NAI ist „benutzer@bereich", wie eine email-Adresse. Um die Größe der Agentenanzeige
zu begrenzen, wird in der vorliegenden Erfindung eine kurze Bereichskennung
anstelle der Pagingbereichs-NAI verwendet.
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Da
die Kennung kurz ist, ist sie möglicherweise
nicht weltweit einzigartig und daher können zwei Pagingbereiche die
gleiche Kennung verwenden. In diesem Fall kann ein Mobilknoten den
Bereichsteil der FA NAI gemeinsam mit der Pagingbereichs-ID verwenden,
um den Pagingbereich abzuleiten, in dem er sich befindet, da die
Anzeigen die FA NAI enthalten können.
Der Schutzbereich der Erfindung soll auch die Verwendung einer NAI
zum Identifizieren von Pagingbereichen umfassen.
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Wenn
ein Mobilknoten im Leerlauf wie 14 erkennt, dass er sich
in einen neuen Pagingbereich wie 16 bewegt hat, muss er
entweder eine normale regionale Registrierung mit dem Aktivmodusmodul 82 (3)
oder eine Leerlaufmodus-Registrierung
mit dem Leerlaufmodusmodul 84 (3) durchführen.
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Das
Anzeigeintervall-Erweiterungsmodul 58 (2)
sowie das Leerlaufinodus-Antworterweiterungsmodul 60 (2)
des Paging-Fremdagenten 12 (1) arbeitet
mit dem Zeitschlitz-Paging-Modul 86 des Mobilknoten 86 zusammen,
um ein zeitschlitzbasiertes Pagingschema zwischen dem Paging-Fremdagenten 12 und
dem Mobilknoten 14 zu verhandeln, die sich auf Zeitschlitze
einigen, die für Agentenmeldungen
und Paging innerhalb des Pagingbereichs 16 verwendet werden.
In diesem Fall kann die Agentenanzeige eine Anzeigenintervallerweiterung
beinhalten, die ein Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden
nichtangeforderten Agentenanzeigen angibt, typischerweise in Millisekunden. Die
Anzeigenintervallerweiterung wird genauer in Zusammenhang mit 4 gezeigt
und beschrieben. Eine Anzeigenintervallerweiterung mit einem Schlitzlängen-Feld
ungleich Null zeigt Unterstützung
für zeitschlitzbasiertes
Paging innerhalb des Pagingbereichs 16 an. Ein Zeitschlitz,
während
dessen ein Mobilknoten im Leerlauf seinen Empfänger einschaltet, um die möglichen
Paging-Agentenanzeigen empfangen zu können, die von den Blatt-Fremdagenten
wie 26 im Pagingbereich 16 gesendet werden. Im
Fall des zeitschlitzbasierten Pagings senden die Blatt-Fremdagenten 26 des
Pagingbereichs 16 gleichzeitig Agentenanzeigen mit dem
gleichen Anzeigenintervall. Ein neues Feld in der Anzeigenintervallerweiterung
zeigt die Länge
des Anzeigenschlitzes in Millisekunden an. Der Anzeigenschlitz ist
die Zeit, während
der die Anzeige erwartet wird. Dies gestattet Fremdagenten mit überlappenden
Zellen, ihre Anzeigen zu leicht unterschiedlichen Zeiten zu senden,
um Interferenz zu verhindern.
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Der
Pagingbereich 16 weist typischerweise einen Mechanismus
zum Synchronisieren der Takte der Fremdagenten auf. Ein solcher
Mechanismus ist in der Technik bekannt und wird hierin nicht beschrieben.
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Wenn
das zeitschlitzbasierte Paging-Schema verwendet wird, kann ein Mobilknoten
wie 14, der sich im Leerlaufmodus befindet, seinen Empfänger in dem
Antennenmodul 88 einschalten, wenn eine nichtangeforderte
Agentenanzeige oder eine Paging-Agentenanzeige erwartet wird, und
seinen Empfänger
die übrige
Zeit ausgeschaltet halten. Mit anderen Worten ist ein Anzeigenzeitschlitz
ein Schlitz, während
dessen ein Mobilknoten im Leerlauf seinen Empfänger aktiviert, um die periodischen
nichtangeforderten Agentenanzeigen empfangen zu können, die
von dem Blatt-Fremdagenten 26 im Pagingbereich 16 gesendet
werden. Der Mobilknoten 14 muss seinen Funk oder Empfänger nicht
für jede
Agentenanzeige einschalten, sondern er kann seinen Empfänger nur
für jede
N-te erwartete Agentenanzeige einschalten, wobei N von dem Mobilknoten 14 frei
gewählt
werden kann. Die Abschaltung des Empfängers im Antennenmodul 88 zu
Energiesparzwecken spart Batterieleistung im Mobilknoten 14.
Wenn der Mobilknoten 14 keine Agentenanzeige während des Anzeigeschlitzes
empfängt,
ob aufgrund eines Verlassens des Pagingbereichs oder aufgrund eines Taktversatzes,
sollte er eine Agentenanforderung senden und seinen Empfänger eingeschalten
lassen, bis er eine Agentenanzeige empfängt.
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1.2 Eintreten in den Leerlaufmodus
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Wenn
der Mobilknoten 14 Datenpakete sendet oder empfängt, ist
er in einem aktiven Modus. Zum Zweck der Beschreibung der vorliegenden
Erfindung arbeitet das Aktivmodus-Modul 82 des Mobilknoten 14 mit
dem Regionalregistrierungs-Anforderungsmodul 50 des
Paging-Fremdagenten 12 zusammen um Funktionen auszuführen, die
mit dem Betrieb und der Registrierung des Mobilknoten 14 im Aktivmodus
im Netz 10 zusammenhängen.
Diese Funktionen sind in der Technik bekannt und hierin nicht genauer
beschrieben, und schließen
das Eintreten in den Aktivmodus ein, wenn der Mobilknoten 14 zum
ersten mal in den Pagingbereich eintritt, sowie das Eintreten in
den Aktivmodus, nachdem der Mobilknoten im Leerlaufmodus ist. Als
Beispiel, wenn der Mobilknoten 14 im Aktivmodus ist, arbeitet
er wie üblich
mit regionalen Registrierungen. Um Pakete zu senden oder zu empfangen,
muss sich der Mobilknoten 14 im Aktivmodus befinden. Mit
anderen Worten, wenn der Mobilknoten 14 im Aktivmodus ist,
ist der Vorgang exakt derselbe wie beim Mobilen IP mit Regionalen
Registrierungen, was im Fach bekannt ist.
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Wenn
jedoch der Mobilknoten 14 nicht aktiv kommuniziert, kann
er in den Leerlaufmodus eintreten. Zu Zwecken der Beschreibung der
vorliegenden Erfindung arbeiten der Mobilknotenprozessor 80,
das Leerlaufimodus-Modul 84 und das Zeitschlitz-Paging-Modul 86 zusammen,
um für
den Mobilknoten Funktionen auszuführen, um in den Leerlaufmodus einzutreten.
Wenn der Mobilknoten 14 im Leerlaufmodus ist, kennt die
besuchte Domäne
nicht den exakten Standort des Mobilknotens 14. Die besuchte Domäne kennt
nur den Pagingbereich 16 des Mobilknotens im Leerlauf wie 14.
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Wenn
der Mobilknoten 14 in den Leerlaufmodus eintritt, führt das
Leerlaufmodus-Modul 84 eine Leerlaufmodus-Registrierung
durch, indem es eine Regionale Registrierungsanforderung mit einer
Leerlaufmodus-Anforderungs-Erweiterung sendet. Tatsächlich ist
die Leerlaufmodus-Registrierung eine regionale Registrierung, die
von dem Mobilknoten 14 durchgeführt wird, um in den Leerlaufmodus
einzutreten oder um die Lebensdauer einer vorherigen Leerlaufmdus-Registrierung
zu verlängern.
Die Leerlaufmodus-Anforderungs-Erweiterung wird nachstehend in Zusammenhang
mit 6 genauer gezeigt und beschrieben.
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Wie
nachstehend besprochen stellt das Zeitschlitz-Paging-Modul 86 die
Leerlaufmodus-Anforderungs-Erweiterung bereit, wenn zeitschlitzbasiertes Paging
verwendet wird, wobei das Paging-Schlitz-Intervall als Vielfaches
von Anzeigenintervallen ausgedrückt
wird.
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Wenn
der Paging-Fremdagent 12 die Regionale Registrierungsanforderung
mit der Leerlaufmodus-Anforderungserweiterung (6)
empfängt,
verarbeitet das Leerlaufmodus-Anforderungsmodul 54 die
Anforderung, und das Besucherlistenmodul 64 fügt den Mobilknoten 14 einer
Besucherliste hinzu, die in einem Speicher gespeichert wird (nicht
gezeigt) und markiert seinen Modus als Leerlauf. Der Eintrag in
der Besucherliste wird ansonsten als normaler Eintrag in regionalen
Registrierungen gehandhabt, doch der Paging-Fremdagent 12 hat
keine Tunnel oder andere Routinginformationen für den Mobilknoten 14 in seiner
Routingtabelle. Der Betrieb des Paging-Fremdagenten 12 auf
den Empfang eines Datenpakets hin, das für einen Mobilknoten im Leerlauf
bestimmt ist, wird nachstehend in Abschnitt 1.3 dargelegt. Fremdagenten,
die in der Hierarchie näher
am Mobilknoten 14 liegen, müssen keinen für den Mobilknoten 14 spezifischen
Zustand aufrechterhalten. Wenn ein Verzweigungs-Fremdagent (Crossover
Foreign Agent) in der Hierarchie über dem Paging-Fremdagent 12 ist,
empfängt
er ebenfalls die Regionale Registrierungsanforderung und aktualisiert
seinen Zustand wie üblich
bei regionalen Registrierungen. (Wenn ein Mobilknoten eine Regionale
Registrierung durchführt,
ist ein Verzweigungsfremdagent typischerweise ein Fremdagent, bei
dem sich der alte zu einem Mobilknoten führende Tunnelpfad und der neue
Pfad überkreuzen,
d.h. der Fremdagent in der Hierarchie, bei dem eine Änderung
der Tunnel- oder Routing-Information benötigt wird, um den Kommunikationspfad
zum Mobilknoten aktuell zu halten).
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Wie
im Fach bekannt ist, verwendet das Mobil-Internetprotokoll normalerweise
Internetprotokoll-Tunneln, um die Pakete des Mobilknotens an den
momentanen Standort des Mobilknotens zu liefern. Zum Beispiel kann
ein Fremdagent in einem Netz, das regionale Registrierungen unterstützt, Internetprotokoll-Tunneln
verwenden, um für
einen Mobilknoten bestimmte Pakete an einen niedrigeren Fremdagenten
weiterzuleiten. Wenn ein Paket zu einem entfernten Ort getunnelt
wird, wird es in ein anderes Paket eingekapselt, indem ein neuer äußerer Header
bzw. Anfangsdatenblock eingesetzt wird. Die Zieladresse im äußeren Header
gibt den Austrittspunkt des Tunnels an. Am Tunnelaustrittspunkt
wird das Paket durch entfernen des äußeren Headers entkapselt.
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Das
Leerlaufmodus-Antwort-Erweiterungsmodul 60 im Paging-Fremdagenten 12 stellt
eine Leerlaufmodus-Antwort-Erweiterung in einer Regional-Registrierungsantwort
an den Mobilknoten 14 bereit. Die Antwort enthält eine
Paging-Multicastadresse, die zum Ausführen eines Pagings an einem
Mobilknoten durch irgendwelche Blatt-Fremdagenten 26 oder
durch den Paging-Fremdagent 12 verwendet wird, um den Mobilknoten 14 einem
Paging zu unterziehen. Wenn ein Mobilknoten wie 14 einem
Paging unterzogen wird, sendet jeder Blatt-Fremdagent 12 oder 26 die
Agentenanzeige an diese Adresse, wobei die Adresserweiterung des
einem Paging unterzogenen Mobilknotens (Paged Mobile Node Address
Extension) anzeigt, welcher Mobilknoten einem Paging unterzogen
wird. Solche Anzeigen werden Paging-Agentenanzeigen genannt. Eine
Paging-Multicastadresse kann verwendet werden, um einen oder mehrere
Mobilknoten einem Paging zu unterziehen. Ein oder mehrere Blatt-Fremdagenten 26 des
Pagingbereichs 16 können
diese Adresse verwenden, um den Mobilknoten 14 einem Paging
zu unterziehen, wenn sie eine Paginganforderung von dem Paging-Fremdagenten 12 erhalten.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Leerlaufmodus-Antwort-Erweiterung eine(n) Paging-Schlitz-Index
bzw. -Kennzahl (ganze Zahl) und einen Pagingschlitz-Versatz bzw. -Offset
(Millisekunden) enthalten, wenn das zeitschlitzbasierte Paging-Schema verwendet
wird. Siehe 7. Der Paging-Schlitz-Moment
wird wie folgt bestimmt. Der Schlitz hat seinen Mittelpunkt N Millisekunden
nach dem Empfang einer Agentenanzeige mit einer Abfolgenummer modulo
dem Pagingschlitz-Intervall gleich Null, wobei N gleich der Pagingschlitzkennzahl
mal dem Anzeigeintervall plus dem Pagingschlitzversatz ist. Der
Schlitz hat eine Länge,
die gleich der Länge des
Anzeigeschlitzes ist.
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Im
Betrieb können
der Mobilknoten 14 und der Paging-Fremdagent 16 sich
auf den Zeitmoment einigen, in dem der Mobilknoten 14 einem
Paging unterzogen werden kann, und auf den Zeitmoment, in dem der
Paging-Fremdagent 16 Nachrichten sendet, die der Mobilknoten 14 verwenden
kann, um seinen momentanen Pagingbereich abzuleiten. Diese Zeitmomente
werden in Abhängigkeit
von den periodischen Agentenanzeigen ausgedrückt. Andere Ausführungsformen
sind ebenfalls möglich,
zum Beispiel könnte
der Zeitmoment in Abhängigkeit
von der momentanen Tageszeit ausgedrückt werden, wenn der Mobilknoten 14 und
der Paging-Fremdagent 16 genaue und synchronisierte Tageszeituhren
besitzen.
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Eine
andere alternative Ausführungsform wäre, eine
andere Nachricht als die Agentenanzeige zum Anzeigen des momentanen
Pagingbereichs zu verwenden. Hier ist es wichtig, dass es eine periodische
Nachricht gibt, auf die der Mobilknoten 14 hören kann,
um seinen momentanen Pagingbereich abzuleiten, und dass der Zeitmoment,
in dem diese Nachricht in dem momentanen Pagingbereich erwartet wird,
dem Mobilknoten 14 bekannt ist.
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Der
Schutzbereich der Erfindung ist jedoch nicht auf die Details der
Einigung über
die Pagingbereichs-Anzeige-Zeitmomente und die Paging-Zeitmomente
beschränkt.
Im wesentlichen drücken
der Mobilknoten 14 und der Paging-Fremdagent 16,
wenn sie sich auf die Zeitmomente dieser Zeitschlitze einigen, die
Zeitmomente in Abhängigkeit
von einem Zeitmoment aus, den sie beide kennen, wie zum Beispiel
den Zeitmoment der periodischen Agentenanzeigen. Zum Beispiel berechnen
der Mobilknoten 14 und der Paging-Fremdagent 16 diese
Zeitmomente unter Verwendung verschiedener Parameter, wie der Pagingschlitz-Kennzahl,
eines Pagingschlitz-Intervalls und eines Pagingschlitz-Versatzes,
um den Zeitmoment des Pagingschlitzes auszudrücken. Andere Parameter und
Wege zum Bestimmen dieser Zeitmomente können ebenfalls verwendet werden.
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1.3 Paging
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Wenn
der Paging-Fremdagent 12 ein Paket vom entsprechenden Knoten 24 erhält, das
für den Mobilknoten 14 bestimmt
ist, welcher sich im Leerlaufmodus befindet (d.h. eine Leerlaufmarkierung
gesetzt hat), leitet der Paging-Fremdagent 12 das Paket nicht
an einen niedrigeren Fremdagenten weiter. Stattdessen sendet der
Paging-Fremdagent 12 eine Paging-Anforderung an seine Nachfolger(child)-Fremdagenten,
welche die Nachricht rekursiv an ihre Nachfolger-Fremdagenten weiterleiten. Das
Agenten-Anzeigemodul 56 des
Blatt-Fremdagenten 26 sendet eine Paging-Nachricht, welche eine
Kennung des Mobilknoten 14 enthält, wie zum Beispiel eine Agentenanzeige,
an den Mobilknoten 14 unter Verwendung der Paging-Multicast-Adresse. Die
Agentenanzeige würde
eine Adresserweiterung des einem Paging unterzogenen Mobilknotens
enthalten, welche das Ziel unter den Mobilknoten 14 kennzeichnet,
welche auf diese Paging-Multicastadresse hören. Wenn das zeitschlitzbasierte
Pagingschema unterstützt
wird, enthält
die Paging-Anforderung das Pagingschlitz-Intervall, die Pagingschlitz-Kennzahl
sowie den Pagingschlitz-Versatz.
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Der
eine oder mehrere Fremdagent(en) 26 sendet eine Agentenanzeige
mit einer Adresserweiterung des einem Paging unterzogenen Mobilknotens
an die Paging-Multicast-Adresse
des Mobilknotens 14. Neben der Adresserweiterung des einem Paging
unterzogenen Mobilknotens schliesst der Blatt-Fremdagent 26 dieselben
Erweiterungen mit ein, die er normalerweise in angeforderte Agentenanzeigen
einschliesst.
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Wenn
das zeitschlitzbasierte Pagingschema verwendet wird, sendet der
eine oder mehrere Fremdagent(en) 26 die Paging-Agentenanzeige
während des
Pagingschlitzes des Mobilknotens 14.
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Der
Mobilknoten 14 soll eine Regionale Registrierung in Reaktion
auf eine Anzeige ausführen, die
für Paging
verwendet wird. Der Paging-Fremdagent 12 kann die Paging-Anforderung
nach einer Zeitüberschreitung
erneut übertragen.
Wenn der Mobilknoten 14 nach einer kleinen Anzahl von Neuübertragungen
keine Regionale Registrierung durchgeführt hat, sollte der Paging-Fremdagent 12 eine „Ziel unerreichbar"-ICMP-Nachricht an
den entsprechenden Knoten senden.
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Während der
Paging-Fremdagent 12 auf die Antwort des Mobilknotens 14 wartet,
kann er die für den
Mobilknoten 14 bestimmten Daten zwischenspeichern. Wenn
der Mobilknoten 14 eine Regionale Registrierung durchgeführt hat,
kann der Paging- Fremdagent 12 die
Zwischenspeicherung beenden und die zwischengespeicherten Pakete
an den Mobilknoten weiterleiten. Der Paging-Fremdagent 12 verwirft
zwischengespeicherte Pakete nach einer Zeitüberschreitung.
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1.4 Eintreten in den Aktiven
Modus
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Wenn
der Mobilknoten 14 eine Agentenanzeige an seine Paging-Multicast-Adresse
empfängt und
die Anzeige die Adresse des Mobilknotens 14 in der Leerlauf-Mobilknoten-Adresserweiterung
enthält, tritt
der Mobilknoten 14 in den Aktiven Modus ein. Der Mobilknoten 14 kann
auch in den Aktiven Modus eintreten, wenn er ein Paket senden muss.
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Beim
Eintreten in den Aktiven Modus sendet das Aktivmodus-Modul 82 des
Mobilknotens 14 eine Regional-Registrierungsanforderung
an den Paging-Fremdagenten 12.
Das Regional-Registrierungsanforderungs-Modul 50 und das
Besucherlistenmodul 64 ändern
den Zustand der besuchten Domäne
des Mobilknotens 14. Diese Registrierung löscht den
Leerlaufmodus im Paging-Fremdagent 12 und gestattet, dass
alle darauffolgenden Daten den Mobilknoten 14 erreichen.
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2. Protokollerweiterungen
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Beispielhaft
werden Protokollerweiterungen der vorliegenden Erfindung nachstehend
gezeigt und genauer beschrieben.
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2.1 Anzeigeintervall-Erweiterungen
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4 zeigt
die Anzeigeintervall-Erweiterung, welche allgemein mit 100 bezeichnet
wird. Eine Anzeigeintervall-Option wird in Router-Anzeigenachrichten
verwendet, um das Intervall anzuzeigen, mit dem der sendende Router
nichtangeforderte Multicast-Routeranzeigen sendet. Die regionale
Paging-Unterstützung
verwendet das Format dieser Option in einer übergehbaren Erweiterung zu
der nichtangeforderten IPv4-Agentenanzeige, mit einem zusätzlichen
Schlitzlänge-Feld.
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Die
Anzeigeintervall-Erweiterung 100 umfasst ein Typ-Feld 102,
ein Längen-Feld 104,
ein Schlitzlänge-Feld 106 und
ein Anzeigeintervall-Feld 108.
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Das
Typ-Feld 102 ist übergehbar.
Wie in der Technik bekannt, bedeutet ein übergehbares Typfeld, dass die
Typnummerkonstante aus dem „übergehbaren" Wertebereich zugeordnet
werden soll. Wenn eine Mobile Internetprotokoll-Einheit eine Nachricht mit
einer Erweiterung erhält,
die sie nicht erkennt, und die Typnummer aus dem übergehbaren
Wertebereich stammt, sollte das Mobile Internetprotokoll die Erweiterung
nicht beachten und mit der Verarbeitung der Nachricht fortfahren.
Nicht-übergehbare
Erweiterungen dürfen
andererseits nicht übergangen werden,
sondern die Nachricht muss still verworfen werden, wenn die Nachricht
eine unerkannte nicht-übergehbare
Erweiterung ist.
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In 4 ist
das Längenfeld 104 eine
8-bit unsignierte Ganzzahl. Die Länge der Option, ausschließlich der
Typ- und Längen-Felder,
ist in Oktetten bzw. Achtbitzeichen angegeben. Der Wert dieses Felds
muss 6 sein.
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In 4 ist
das Schlitzlänge-Feld 106 eine 16-bit
unsignierte ganze Zahl, die für
den Agentenanzeigenschlitz die Zeit in Millisekunden angibt, während der
Paging-Fremdagent 12 die
Agentenanzeige sendet, wenn schlitzbasiertes Paging unterstützt wird.
Wenn die nichtangeforderten Agentenanzeigen einmal in einem Anzeigenintervall übertragen
werden, besagt die Schlitzlänge
ungleich Null, dass die maximale Phasenabweichung der Anzeige vom Durchschnitt
die Hälfte
der Slotlänge
in Millisekunden ist. Dies kann verwendet werden, um zeitliche Zufälligkeit
innerhalb eines beschränkten
Bereichs in die Agentenanzeigen einzubringen.
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Wenn
die Schlitzlänge 106 ungleich
Null ist, muss die Agentenanzeige auch eine Pagingbereichs-NAI-Erweiterung
beinhalten.
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Wenn
die Schlitzlänge 106 gleich
Null ist, zeigt dies an, dass der Pagingbereich 16 kein
zeitschlitzbasiertes Paging unterstützt.
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Die
Schlitzlänge 106 gibt
auch die Länge
des Pagingschlitzes innerhalb des Pagingbereichs 16 an (1).
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Das
Anzeigenintervall-Feld 108 ist eine 32-bit unsignierte
ganze Zahl. Die maximale Zeit, in Millisekunden, zwischen aufeinanderfolgenden
unaufgeforderten Router-Agentenanzeigennachrichten,
die von diesem Fremdagenten auf dieser Netzschnittstelle gesendet
wurden.
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2.2 Pagingbereich-Kennungs(ID)-Erweiterung
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5 zeigt
die Pagingbereichskennungs-Erweiterung, die allgemein mit 120 bezeichnet
wird, welche ein Typ-Feld 122, ein Längen-Feld 124, und ein
Pagingbereichskennungs-Erweiterungsfeld 126 umfasst.
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Das
Typ-Feld 102 ist übergehbar.
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In 5 ist
das Längen-Feld 104 die
Anzahl von Oktetten im Pagingbereichskennungs-Erweiterungsfeld.
Das Pagingbereichskennungs-Erweiterungsfeld
ist eine 16-bit-Kennung. Der Paging-Fremdagent 12, der
regionales Paging unterstützt,
zeigt die Unterstützung
durch einschließen
seiner Pagingbereichskennungs-Erweiterung in die Agentenanzeigenachricht
an. (Alle Fremdagenten im Pagingbereich zeigen die Paging-Unterstützung an,
nicht nur der Paging-Fremdagent.) Wenn vorhanden, muss die Pagingbereichskennungs-Erweiterung in der
Agentenanzeigenachricht nach jeder der Anzeigeerweiterungen erscheinen,
wie in dem in der Technik bekannten Protokoll festgelegt und damit übereinstimmend.
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2.3 Leerlaufmodus-Anforderungs-Erweiterung
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6 zeigt
die Leerlaufmodus-Anforderungserweiterung, die allgemein mit 140 bezeichnet wird,
welche ein Typfeld 142, ein Längenfeld 144 und ein
Pagingschlitzintervall-Feld 146 beinhaltet.
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Das
Typfeld 142 ist übergehbar.
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Das
Längenfeld
ist die Länge
der Felder, ausschließlich
des Typ- und des Längenfelds,
in Oktetten. Wenn der Mobilknoten zeitschlitzbasiertes Paging anfordert,
ist die Länge
gleich 2, ansonsten ist die Länge
gleich Null.
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Das
Pagingschlitzintervallfeld 146 ist ein optionales Feld,
das eine 16-bit unsignierte Ganzzahl enthält. Wenn der Mobilknoten 14 zeitschlitzbasiertes Paging
anfordert, wird das Pagingschlitzintervallfeld 146 zum
Bestimmen des Pagingschlitzes des Mobilknotens verwendet, wie in
Abschnitt 1.2 angegeben.
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2.4 Leerlaufmodus-Antwort-Erweiterung
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7 zeigt
die Leerlaufmodus-Antwort-Erweiterung, die allgemein mit 160 bezeichnet
wird, welche ein Typfeld 162, ein Längenfeld 164, ein
reserviertes Feld 166, ein Paging-Multicast-Adressenfeld 168,
ein Pagingschlitz-Kennzahlfeld 170 und ein Pagingschlitz-Versatzfeld 172 enthält.
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Das
Typfeld 142 ist übergehbar.
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Das
Längenfeld 164 ist
die Länge
der Felder ausschließlich
des Typ- und Längenfelds
in Oktetten. Wenn zeitschlitzbasiertes Paging verwendet wird, ist die
Länge gleich
10, ansonsten ist die Länge
gleich 6.
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Das
Reservierte Feld 166 ist unbenutzt. Es muss vom Sender
auf Null voreingestellt werden und vom Empfänger ignoriert werden.
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Das
Paging-Multicast-Adressfeld 168 ist eine IP-Adresse, die
verwendet wird, um den Mobilknoten 14 einem Paging zu unterziehen.
Wenn der entsprechende Knoten 24 ein Datagramm an den Mobilknoten 14 sendet,
während
der Mobilknoten 14 im Leerlaufmodus ist, dann unterzieht
das Netz 10 den Mobilknoten 14 einem Paging, indem
es eine Paging-Agentenanzeige an diese Multicast-Adresse sendet.
Der Paging-Fremdagent 12 kann
entscheiden, wie diese Adressen zugewiesen werden sollen.
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Das
Pagingschlitz-Kennzahl-Feld 170 ist ein optionales Feld,
welches eine 16-bit unsignierte Ganzzahl enthält. Wenn zeitschlitzbasiertes
Paging unterstützt
wird, dann wird die Pagingschlitz-Kennzahl verwendet, um den Pagingschlitz
des Mobilknotens zu bestimmen, wie in Abschnitt 1.2 angegeben.
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Das
Pagingschlitz-Versatz-Feld 172 ist ebenfalls ein optionales
Feld, welches eine 16-bit
unsignierte Ganzzahl enthält.
Wenn zeitschlitzbasiertes Paging unterstützt wird, wird der Pagingschlitz-Versatz
verwendet, um den Pagingschlitz des Mobilknotens zu bestimmen, wie
in Abschnitt 1.2 angegeben.
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2.5 Paging-Anforderungsnachricht
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8 zeigt
die Paging-Anforderungsnachricht, die allgemein mit 180 bezeichnet
wird, welche ein Typfeld 182, ein Reservefeld 184,
ein Adressfeld des einem Paging unterzogenen Mobilknotens 186, ein
Paging-Multicast-Adressfeld 188, ein Pagingschlitz-Intervall-Feld 190,
ein Pagingschlitz-Kennzahl-Feld 192 und ein Pagingschlitz-Versatzfeld 194.
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Wenn
ein Mobilknoten wie 14 einem Paging unterzogen wird, sendet
der Paging-Fremdagent 12 die
Paging-Anforderungsnachricht an seine Nachfolger im Pagingbereich 16 (1).
Die Empfänger
dieser Nachricht, die aktive Schnittstellen haben, welche fähig zum
bedienen von Mobilknoten wie 14 sind, senden dann eine
Paging-Agentenanzeige an diese Schnittstellen, um den Mobilknoten 14 einem
Paging zu unterziehen.
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Die
Paging-Anforderungsnachricht 180 ist ein UDP-Paket an den
Benutzer-Datagramm-Protokoll-
(UDP)Port 434. (Das Benutzerdatagrammprotokoll ist ein Transportschichtprotokoll,
das über
dem Internetprotokoll läuft.
Die Paginganforderungsnachricht 180 enthält die Adressen
des einem Paging unterzogenen Mobilknotens und optional Parameter zum
Berechnen des Zeitpunkts, an dem der Mobilknoten einem Paging unterzogen
werden soll.
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Die
IP-Felder beinhalten ein Quelladressenfeld und ein Zieladressenfeld.
Das Quelladressenfeld ist typischerweise die Schnittstellenadresse,
von welcher die Nachricht gesendet wird. Das Zieladressenfeld ist
die Adresse eines niedrigeren Fremdagenten.
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Die
UDP-Felder beinhalten ein Quellanschluss(port)feld und ein Zielanschlussfeld.
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Das
Quellanschlussfeld ist variabel. Das Zielanschlussfeld ist ein 434-Anschluss
bzw. -Port. (Wie im Fach bekannt ist, verwendet das UDP-Protokoll
Portnummern, um den Empfangsprozess am empfangenden Host zu identifizieren.
Die Portnummer 434 wurde für
das mobile Internetprotokoll reserviert, daher empfängt der
Mobile Internetprotokoll-Vorgang UDP-Pakete, die an Port 434 gesendet werden.
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8 zeigt
den UDP-Header, welchem Paging-Anforderungsfelder folgen.
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Den
Paging-Anforderungsfeldern kann eine Fremd-Fremd-Authentifizierungs-Erweiterung folgen.
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Das
Typfeld 182 wird aus dem Mobil-Internetprotokoll-Nachrichten-Nummerierungsraum
zugewiesen.
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Das
Reservierte Feld 184 ist unbenutzt. Es muss vom Sender
auf Null voreingestellt werden und vom Empfänger ignoriert werden.
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Das
Adressenfeld des einem Paging unterzogenen Mobilknotens 186 ist
die IP-Heimatadresse des
Mobilknotens, der das Ziel des Pagings ist. Aus Effizienzgründen kann
mehr als eine Mobilknotenadresse in diesem Feld aufgeführt sein.
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Das
Paging-Multicast-Adressfeld 188 ist eine IP-Multicast-Adresse,
die verwendet wird, um den Mobilknoten einem Paging zu unterziehen.
Im Leerlaufmodus hört
der Mobilknoten auf diese Adresse für die Agentenanzeigen, die
ein Paging des Mobilknotens durch das Netz anzeigen.
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Das
Pagingschlitz-Intervall-Feld 190 ist eine 16-bit unsignierte
Ganzzahl. Das Intervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Pagingschlitzen
in Vielfachen der Anzeigenintervalle. Wenn kein zeitschlitzbasiertes
Paging verwendet wird, muss dieses Feld auf Null gesetzt werden.
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Das
Pagingschlitz-Kennzahl-Feld 192 ist eine 16-bit unsignierte
Ganzzahl. Ein Parameter, der zum Bestimmen des Pagingschlitzes des
Mobilknotens verwendet wird, wie in Abschnitt 1.2 angegeben. Wenn
kein zeitschlitzbasiertes Paging verwendet wird, muss dieses Feld
auf Null gesetzt werden.
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Das
Pagingschlitz-Versatz-Feld 194 ist eine 16-bit unsignierte
Ganzzahl. Ein Parameter, der zum Bestimmen des Pagingschlitzes des
Mobilknotens verwendet wird, wie in Abschnitt 1.2 angegeben. Wenn
kein zeitschlitzbasiertes Paging verwendet wird, muss dieses Feld
auf Null gesetzt werden.
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2.6 Adresserweiterung
des einem Paging unterzogenen Mobilknotens
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9 zeigt
die Adresserweiterung des einem Paging unterzogenen Mobilknotens,
die allgemein mit 200 bezeichnet wird, welche ein Typfeld 202,
ein Längenfeld 204,
ein Reserviertes Feld 206 und ein Adressfeld des einem
Paging unterzogenen Mobilknotens 208 umfasst.
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Die
Adresserweiterung des einem Paging unterzogenen Mobilknotens 200,
die zum identifizieren des Mobilknotens 14 verwendet wird,
der mit der Paging-Agentenanzeige
einem Paging unterzogen wird. Dies gestattet, dass mehrere Mobilknoten
eine Paging-Multicast-Adresse teilen. Dies gestattet außerdem,
dass mehrere Mobilknoten eine Paging-Multicast-Adresse teilen. Die
Motivation für
die Verwendung einer Agentenanzeige für das Paging ist, dass der
Mobilknoten sowieso eine Agentenanzeige benötigt, um durch Ausführung einer
regionalen Registrierung in den Aktivmodus zurückzukehren.
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Das
Längenfeld 204 ist
die Länge
der Felder ausschließlich
des Typ- und Längenfelds
in Oktetten.
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Das
Reservierte Feld 206 ist unbenutzt. Es muss vom Sender
auf Null voreingestellt werden und muss vom Empfänger ignoriert werden.
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Das
Adressfeld des einem Paging unterzogenen Mobilknotens 208 ist
die IP-Heimatadresse des
Mobilknotens, der das Ziel des Pagings ist. Aus Effizienzgründen kann
mehr als eine Mobilknotenadresse in diesem Feld aufgeführt sein.
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3. IANA Überlegungen
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Die
Internet Assigned Numbers Authority, IANA ist der zentrale Koordinator
für die
Zuordnung von eindeutigen Parameterwerten für Internetprotokolle. Da die
vorliegende Erfindung neue Mobile Internetprotokoll-Nachrichten
und neue Erweiterungstypen bestimmt, müssen diesen neue eindeutige
Typnummern zugewiesen werden.
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Zum
Beispiel erfordert das Regionale Mobile IP-Paging der vorliegenden
Erfindung, dass ein neuer Mobile IP-Nachrichtentyp zum Senden der
Paging-Anforderungsnachricht
an den UDP-Port 434 verwendet wird (siehe Abschnitt 2.5 oben). Das
Regionale Mobile IP-Paging erfordert, dass drei neue Erweiterungstypen
in Kombination mit der Agentenanzeige verwendet werden: ein übergehbarer
Typ für die
Anzeigenintervall-Erweiterung (Abschnitt 2.1), ein übergehbarer
Typ für
die Pagingbereichskennungserweiterung (Abschnitt 2.2) und einen übergehbaren Typ
für die
Adresserweiterung des einem Paging unterzogenen Mobilknotens (Abschnitt
2.6).
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4. Sicherheitsüberlegungen
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Das
Regionale Mobile IP-Paging verwendet dieselben Sicherheitsmechanismen
wie die im Fach bekannten regionalen Registrierungen. Genauer wird die
Leerlaufregistrierung durch die Mobile-Fremdauthentifizierungs-Erweiterung
geschützt,
unter Verwendung der selben Schlüsselverteilungsauthentifizierung
und derselben Wiederholungsschutzmechanismen (replay protection)
wie für
die regionalen Registrierungen spezifiziert. Die Paging-Anforderungsnachricht
wird durch die im Fach bekannte FA-FA-intra-besuchte-Domäne-Authentifizierungs-Erweiterung (FA-FA-intra-visited-domain
authentification) geschützt.
Für IPv4
kann dies die FA-FA-Authentifizierungserweiterung sein, während es
für IPv6
ein IPv6-Authentifizierungs-Header
sein kann.
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Schutzbereich
der Erfindung
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Demzufolge
umfasst die Erfindung die Eigenschaften der Konstruktion, der Kombination
von Elementen und der Anordnung der Teile, die in der hiernach dargelegten
Konstruktion beispielhaft dargestellt werden.
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Es
ist daher ersichtlich, dass die vorstehend dargelegten und die aus
der vorangehenden Beschreibung ersichtlichen Ziele effizient erreicht
werden und dass es, da gewisse Änderungen
in der vorstehenden Konstruktion gemacht werden können, ohne
den Schutzbereich der Erfindung zu verlassen, beabsichtigt ist,
dass alle in der vorstehenden Erfindung enthaltenen oder in den
beigefügten
Zeichnungen gezeigten Inhalte als Veranschaulichung und nicht in
einschränkendem
Sinn ausgelegt werden sollen.