DE60302800T2

DE60302800T2 - Verfahren und vorrichtung für wiederherstellung der datenverbindung mit einem drahtlosen kommunikationsnetz

Info

Publication number: DE60302800T2
Application number: DE60302800T
Authority: DE
Inventors: C. Fraser GIBBS
Original assignee: Research in Motion Ltd
Current assignee: BlackBerry Ltd
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2003-06-25
Publication date: 2006-08-31
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: CN1314282C; DE60302800D1; US20080057991A1; CN1672444A; EP1527635A1; US7313371B2; EP1527635B1; US20040038700A1; HK1075787A1; US8060039B2; ATE313222T1; ES2256756T3; US7529527B2; WO2004010721A1; CA2493073C; AU2003245764A1; CA2493073A1; US20090180376A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf drahtlose Kommunikationsgeräte und damit verbundene Netzwerke und spezieller auf mobile Stationen, die Daten innerhalb drahtloser Netzwerke, wie den Allgemeinen Paketradioservice (GPRS)-Netzwerken, kommunizieren.
Beschreibung des Standes der Technik
Ein drahtloses Kommunikationsgerät, wie eine mobile Station, stellt einen Paketdatenprotokoll(PDP)-Kontext mit einem Allgemeinen Paketradioservice (GPRS)-Netzwerk durch einen GPRS-Attach her. Der GPRS-Attach macht das drahtlose Gerät durch Versenden von Identifikations- und Routing Area-Informationen dem Netzwerk erkennbar. Das drahtlose Gerät geht vom Ruhemodus in den Bereitmodus, wenn der GPRS-Attach erfolgreich ist. Während eines GPRS-Attachvorgangs werden Verschlüsselungsparameter zwischen dem drahtlosen Gerät und dem GPRS-Netzwerk eingerichtet. Wenn die Datenverbindung korrekt rückgesetzt ist, setzen sowohl das drahtlose Gerät als auch das GPRS-Netzwerk ihre entsprechenden Verschlüsselungsparameter zurück.
Während eines Zustands außerhalb der Abdeckung des Netzwerkes kann das drahtlose Gerät jedoch ausgeschaltet oder rückgesetzt werden. Das bewirkt, dass das drahtlose Gerät seine Datenverbindungsparameter (z.B. Verschlüsselungsparameter) zurücksetzt, aber das drahtlose Netzwerk nicht in der Lage ist zu unterbrechen, da das drahtlose Gerät außerhalb der Abdeckung ist. Wenn das drahtlose Gerät wieder in den Abdeckungsbereich eintritt und einen GPRS-Attach sendet, um einen PDP-Kontext wiederherzustellen, ist der Verschlüsselungsparameter des drahtlosen Geräts nicht synchron mit dem Verschlüsselungsparameter des GPRS-Netzwerks. So können keine verschlüsselten Daten, einschließlich PDP-Kontextanforderungen, zwischen dem Gerät und dem Netzwerkerfolgreich übertragen werden.
Im GSM-Dokument XP 2167429 A wird die Anwendung einer Temporary-Logical-Link-Identität (TLLI) beschrieben. Nachdem das Endgerät eingeschaltet wird, muss eine neue TLLI zugewiesen werden; die Zuweisung einer neuen TLLI deckt sich mit der Rücknahme der vorhergehenden. Die TLLI darf jedoch nicht aus dem Speicher verloren gehen, wenn das Endgerät ausgeschaltet wird, was nahe legt, dass die TLLI in dieser Situation in dem Endgerät nicht rückgesetzt wird.
Dementsprechend besteht ein daraus resultierender Bedarf an Verfahren und Vorrichtungen für das Wiederherstellen einer Datenverbindung, die die Unzulänglichkeiten des früheren Standes der Technik überwindet.
KURZDARSTELLUNG
Verfahren und Vorrichtungen für die Anwendung beim Wiederherstellen einer Datenverbindung zu einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk werden beschrieben. Anfangs erhält ein drahtloses Gerät eine Datenverbindung zu einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk aufrecht. Während eines Zustands außerhalb der Abdeckung des Netzwerks wird das drahtlose Gerät ausgeschaltet. Nach Wiederanschalten und Wiedererlangen der Netzabdeckung überträgt das drahtlose Gerät eine Meldung an das Netzwerk, das einen oder mehrere Netzwerkparameter in Verbindung mit der Datenverbindung rücksetzt. Danach überträgt das drahtlose Gerät eine oder mehrere zusätzliche Meldungen zum Wiederherstellen der Datenverbindung an das Netzwerk. Bei der hierin beschriebenen speziellen Ausführungsform ist die Datenverbindung ein Paketdatenprotokoll (PDP)-Kontext mit einem Allgemeinen Paketradioservice (GPRS)-Attach, die Meldung ist ein Unterbrechungsrahmen und die eine oder mehreren zusätzlichen Meldungen beinhaltet eine Allgemeine Paketradioservice (GPRS)-Attachanforderung. Vorteilhafterweise wird eine Datenverbindung im wesentlichen nahtlos für das drahtlose Gerät aufrechterhalten, trotz der Netzwerksverbindungskomplexitäten.
KURZBESCHREIBUNGEN DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden jetzt anhand von Beispielen unter Bezug auf beigefügte Figuren beschrieben, wobei:
1 ein Blockdiagramm ist, das passende Komponenten eines drahtlosen Geräts, das mit einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk kommuniziert, veranschaulicht;
2 ein ausführlicheres Diagramm eines bevorzugten drahtlosen Kommunikationsgeräts von 1 ist;
3 eine spezielle Struktur eines Systems zum Kommunizieren mit dem drahtlosen Kommunikationsgerät ist;
4 und 5 Ablaufdiagramme sind, die ein Verfahren zum Wiederherstellen einer Datenverbindung zu einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk beschreiben;
6 ein Systemablaufdiagramm ist, das sich auf ein in 4 und 5 beschriebenes Verfahren bezieht, und
7 eine Darstellung des Formats eines Unterbrechungsrahmens ist, der verwendet werden kann, um Netzwerkparameter der Datenverbindung rückzustellen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bei den hierin beschriebenen Verfahren erhält ein drahtloses Kommunikationsgerät eine Datenverbindung zu einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk aufrecht. Während eines Zustands außerhalb der Abdeckung des Netzwerks wird das drahtlose Gerät ausgeschaltet. Nach dem wiedereinschalten und wiedergewinnen der Netzabdeckung sendet das drahtlose Gerät eine Meldung an das Netzwerk, die bewirkt, dass einen oder mehrere Parameter, die mit der Datenverbindung verbunden sind, rückgesetzt werden. Danach sendet das drahtlose Gerät eine oder mehrere zusätzliche Meldungen zum Wiederherstellen der Datenverbindung an das Netzwerk. Bei der hierin beschriebenen speziellen Ausführungsform ist die Datenverbindung ein Paketdatenprotokoll (PDP)-Kontext mit einem Allgemeinen Paketradioservice (GPRS)-Attach, die Meldung ist ein Unterbrechungsrahmen und die eine oder mehreren Meldungen beinhaltet eine Allgemeine Paketradioservice (GPRS)-Attachanforderung. Vorteilhafterweise wird eine Datenverbindung im wesentlichen nahtlos für das drahtlose Gerät aufrechterhalten, trotz Netzwerksverbindungskomplexitäten.
1 ist ein Blockdiagramm eines Kommunikationssystems 100, das eine mobile Station 102 beinhaltet, die über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk 104 kommuniziert. Die mobile Station 102 beinhaltet vorzugsweise eine visuelles Display 112, eine Tastatur 114 und vielleicht eine oder mehrere zusätzliche Benutzerschnittstellen (UI) 116, wovon jede an einen Controller 106 gekoppelt wird. Der Controller 106 ist außerdem an eine Hochfrequenz(RF)-Sende-/Empfangsschaltung 108 und eine Antenne 110 gekoppelt.
Typischerweise ist der Controller 106 als ein Hauptprozessor (CPU) ausgelegt, der die Systemsoftware in einer Speicherkomponente (nicht gezeigt) betreibt. Der Controller überwacht normalerweise den Gesamtbetrieb der mobilen Station 102, wohingegen signalverarbeitende Vorgänge, die mit Kommunikationsfunktionen verbunden sind, typischerweise in der RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 ausgeführt werden. Der Controller 106 ist an das Gerätedisplay 112 gekoppelt, um empfangene Informationen, gespeicherte Informationen, Benutzereingaben und ähnliches anzuzeigen. Die Tastatur 114, die eine Telefontastatur oder eine komplett alphanumerische Tastatur sein kann, ist bereitgestellt, um Daten zur Speicherung in der mobilen Station 102, Informationen zur Übertragung zum Netzwerk 104, eine Telefonnummer für ein Telefongespräch, auf der mobilen Station 102 auszuführende Befehle und möglicherweise andere oder unterschiedliche Benutzereingaben einzugeben.
Die mobile Station 102 sendet Kommunikationssignale an das und empfängt Kommunikationsignale vom Netzwerk 104 über eine drahtlose Verbindung über die Antenne 110. Die RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 führt Funktionen, die denen der Station 118 und des BSC (Basisstation-Controller) 120 ähnlich sind, aus, einschließlich z.B.
Modulation/Demodulation und möglicherweise Kodierung/Dekodierung und Verschlüsselung/Entschlüsselung. Es ist auch beabsichtigt, dass die RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 gewisse Funktionen zusätzlich zu denen ausführen kann, die vom BSC 120 ausgeführt werden. Es wird für Fachleute ersichtlich sein, dass die RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 an ein spezielles drahtloses Netzwerk oder Netzwerke angepasst sein wird, in dem die mobile Station 102 arbeiten soll.
Die mobile Station 102 beinhaltet eine Batterieschnittstelle 134 zum Aufnehmen einer oder mehrerer wiederaufladbarer Batterien 132. Die Batterie 132 stellt Strom für den elektrischen Schaltkreis in der mobilen Station 102 bereit, und die Batterieschnittstelle 134 sorgt für eine mechanische und elektrische Verbindung für die Batterie 132. Die Batterieschnittstelle 134 ist an einen Regler 136 gekoppelt, der die Stromzufuhr zum Gerät regelt. Wenn die mobile Station 102 voll in Betrieb ist, wird typischerweise ein RF-Sender der RF-Sende-/ Empfangsschaltung nur dann angesprochen oder eingeschaltet, wenn er an das Netzwerk sendet, und wird anderenfalls ausgeschaltet, um Ressourcen zu schonen. Entsprechend wird ein RF-Empfänger der RF-Sende-/Empfangsschaltung typischerweise periodisch ausgeschaltet, um Strom zu sparen, bis er benötigt wird, um Signale oder Informationen (wenn überhaupt) während festgelegter Zeiträume zu empfangen.
Die mobile Station 102 arbeitet unter Verwendung eines Teilnehmer-Identifizierungsmoduls (SIM) 140, das mit der mobilen Station 102 an einer SIM-Schnittstelle 142 verbunden oder in sie eingelegt wird. Das SIM ist eine Art einer konventionellen „Smart Card", die verwendet wird, um einen Endnutzer (oder Teilnehmer) der mobilen Station 102 zu identifizieren und, unter anderem, das Gerät zu personalisieren. Ohne SIM 140 ist das mobile Endgerät nicht vollständig betriebsbereit für die Kommunikation über das drahtlose Netzwerk 104. Durch das Einlegen des SIM 140 in die mobile Station 102 kann ein Endnutzer zu jedem und allen von ihr/ihm abonnierten Dienste haben. Das SIM 140 beinhaltet im Allgemeinen einen Prozessor und einen Speicher zum Speichern von Informationen. Da das SIM 140 an die SIM-Schnittstelle 142 gekoppelt ist, ist es über Kommunikationsleitungen 144 an den Controller 106 gekoppelt. Um einen Teilnehmer zu identifizieren, enthält das SIM 140 einige Benutzerparameter, wie eine Internationale Mobile Teilnehmeridentität (IMSI). Ein Vorteil der Verwendung des SIM 140 ist, dass Endnutzer nicht notwendigerweise an eine einzige physische mobile Station gebunden sind. Das SIM 140 kann zusätzliche Benutzerinformationen ebenfalls für die mobile Station speichern, einschließlich Termin- (oder Kalender-) Informationen und Informationen über kürzlich erfolgte Anrufe.
Die mobile Station 102 kann aus einer Einheit bestehen, wie einem Datenkommunikationsgerät, einem Mobiltelefon, einem Mehrfunktions-kommunikationsgerät mit Daten- und Sprachkommunikationsfähigkeiten, einem Persönlichen Digitalen Assistenten (Personal Digital Assistant, PDA), der für drahtlose Kommunikation geeignet ist, oder einem Computer, der ein internes Modem enthält. Alternativ dazu kann die mobile Station 102 eine Einheit mit mehreren Modulen sein, die mehrere separate Komponenten aufweist, einschließlich, aber keinesfalls darauf beschränkt, eines Computers oder eines anderen Gerätes, die mit dem drahtlosen Modem verbunden sind. Insbesondere können zum Beispiel bei dem Blockdiagramm der mobilen Station von 1 die RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 und die Antenne 110 als eine Funkmodemeinheit umgesetzt sein, die an einen Port eines Laptops angeschlossen werden kann. In diesem Fall beinhaltet der Laptop das Display 112, die Tastatur 114 und eine oder mehrere zusätzliche UIs 116, und den Controller 106, der durch die CPU des Computers verkörpert ist. Es wird auch erwogen, dass ein Computer oder ein anderes Gerät, das normalerweise nicht zu drahtloser Kommunikation fähig ist, angepasst werden kann, um an die RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 und die Antenne 110 eines aus einer Einheit bestehenden Geräts, wie eines der oben beschriebenen, angeschlossen zu werden und eine effektive Kontrolle über dieses zu übernehmen. Eine solche mobile Station 102 kann eine speziellere Umsetzung aufweisen, wie später hinsichtlich der mobilen Station 402 von 2 beschrieben wird.
Die mobile Station 102 kommuniziert in einem und über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk 104. Bei der Ausführungsform von 1 ist das drahtlose Netzwerk 104 in Übereinstimmung mit dem Allgemeinen Paketradioservice (GPRS) und einem Globalen System für Mobilkommunikationen (GSM)-Technologien konfiguriert. Das drahtlose Netzwerk 104 beinhaltet einen Basisstation-Controller (BSC) 120 mit einer angeschlossenen Maststation 118, eine Mobilfunkvermittlungsstelle (MSC) 122, ein Heimregister (HLR) 132, einen Serving GPRS Support Node (SGSN) 126 und einen Gateway GPRS Support Node (GGSN) 128. Die MSC 122 ist an den BSC 120 und ein terrestrisches Leitungsnetzwerk, wie das Öffentliche Telefon-Wählnetz (PSTN) 124, gekoppelt. Der SGSN 126 ist an den BSC 120 und den GGSN 128, der im Gegenzug an ein öffentliches oder privates Datennetzwerk 130 (wie das Internet) gekoppelt ist, gekoppelt. Das HLR 132 ist an die MSC 122, den SGSN 126 und den GGSN 128 gekoppelt.
Die Station 118 ist eine ortsfeste Sende-/Empfangsstation und die Station 118 und der BSC 120 werden hierin zusammen als ortsfeste Sende-/Empfangseinrichtung bezeichnet. Die ortsfeste Sende-/Empfangseinrichtung stellt eine drahtlose Netzabdeckung für einen speziellen Abdeckungsbereich, allgemein als eine „Zelle" bezeichnet, bereit. Die ortsfeste Sende-/Empfangseinrichtung überträgt Kommunikationssignale an und empfängt Kommunikationssignale von mobilen Stationen innerhalb ihrer Zelle über die Station 118. Die ortsfeste Sende-/Empfangseinrichtung normalerweise solche Funktionen durch, wie die Modulation und möglicherweise das Kodieren und/oder Verschlüsseln von Signalen, die zur mobilen Station in Übereinstimmung mit speziellen, meistens vorbestimmten, Kommunikationsprotokollen und -parametern unter der Steuerung ihre Controllers übertragen werden sollen. Die ortsfeste Sende-/Empfangseinrichtung demoduliert und möglicherweise dekodiert und entschlüsselt, wenn nötig, alle Kommunikationssignale, die von der mobilen Station 102 innerhalb ihrer Zelle empfangen werden, in ähnlicher Weise. Kommunikationsprotokolle und -parameter können zwischen verschieden Netzwerken variieren. Ein Netzwerk kann zum Beispiel ein unterschiedliches Modulationsschema anwenden und mit unterschiedlichen Frequenzen arbeiten als andere Netzwerke.
Die in dem Kommunikationssystem 100 von 1 gezeigte drahtlose Verbindung verkörpert einen oder mehrere unterschiedliche Kanäle, typischerweise unterschiedliche Hochfrequenz(RF)-Kanäle, und dazugehörige Protokolle, die zwischen dem drahtlosen Netzwerk 104 und der mobilen Station 102 verwendet werden. Ein RF-Kanal ist eine begrenzte Ressource, die sparsam verwendet werden muss, typischerweise aufgrund von Einschränkungen in der Gesamtbandbreite und einer beschränkten Batteriestärke der mobilen Station 102. Fachleute werden erkennen, dass ein drahtloses Netzwerk in der gegenwärtigen Praxis Hunderte von Zellen beinhalten kann, wobei jede von einer Station 118 (d.h. oder Stationssektor) in Abhängigkeit von der gewünschten Gesamtausdehnung der Netzwerkverbindung bedient wird. Alle dazugehörigen Komponenten können durch mehrere Schalter oder Router (nicht gezeigt), die von mehreren Netzwerk-Controllern gesteuert werden, verbunden werden.
Für alle mobilen Stationen 102, die bei einem Netzwerkbetreiber registriert sind, werden sowohl permanente Daten (wie das Profil des Benutzers der mobilen Station 102) als auch temporäre Daten (wie den gegenwärtige Standort der mobilen Station 102) in dem HLR 132 gespeichert. Im Fall eines Sprachanrufs an die mobile Station 102 wird das HLR 132 abgefragt, um die gewärtige Speicheradresse der mobilen Station 102 zu bestimmen. Ein Besucherstandort- Register (VLR) der MSC 122 ist verantwortlich für eine Gruppe von Standortbereichen und speichert die Daten von den mobilen Stationen, die sich gegenwärtig in ihrem Verantwortungsbereich befinden. Dies beinhaltet Teile der permanenten Daten der mobilen Station, die von dem HLR 132 an die VLR zum schnelleren Zugriff übertragen wurden. Das VLR der MSC 112 kann jedoch auch lokale Daten, wie temporäre Identifizierungen, zuordnen und speichern. Wahlweise kann das VLR der MSC 122 für ein effektiveres Koordinieren der GPRS- und Nicht-GPRS-Dienste und der Funktionalität verstärkt werden (z.B. Funkruf für leitungsvermittelte Anrufe, die effektiver über den SGSN 126 ausgeführt werden können und kombinierte GPRS- und Nicht-GPRS-Standortaktualisierungen).
Der Service GPRS Support Node (SGSN) 126 befindet sich auf dem gleichen hierarchischen Niveau wie die MSC 122 und behält den Überblick über die individuellen Standorte von mobilen Stationen. Der SGSN 126 führt auch Sicherheitsfunktionen und Zugriffskontrolle aus. Der Gateway GPRS Support Node (GGSN) 128 stellt die Zusammenarbeit mit externen paketvermittelten Netzwerken bereit und wird mit SGSNs (wie SGSN 126) über ein IP-gestütztes GPRS-Backbone-Netzwerk verbunden. Der SGSN 126 führt die Authentisierung und Kodierungsvorgänge durch, die auf den gleichen Algorithmen, Schlüsseln und Kriterien wie in dem bestehenden GSM beruhen. Bei konventionellem Betrieb kann die Zellauswahl autonom von der mobilen Station 102 oder von der festen Sende-/Empfangseinrichtung ausgeführt werden, die die mobilen Station 102 anweist, eine bestimmte Zelle auszuwählen. Die mobile Station 102 informiert das drahtlose Netzwerk 104, wenn sie eine andere Zelle oder Gruppe von Zellen, bekannt als Routingbereich, neu auswählt.
Um Zugriff auf GPRS-Dienste zu erlangen, macht die mobile Station 102 dem drahtlosen Netzwerk 104 ihre Anwesenheit kenntlich, indem sie einen Vorgang, der als ein GPRS-„Attach" bekannt ist, durchführt. Dieser Vorgang stellt eine logische Verbindung zwischen der mobilen Station 102 und dem SGSN 126 her und macht die mobile Station 102 verfügbar, um zum Beispiel Funkrufe über den SGSN, Benachrichtigungen über eingehende GPRS-Daten und SMS-Nachrichten über den GPRS zu empfangen. Um GPRS-Daten zu senden oder zu empfangen hilft die mobile Station 102 bei der Aktivierung der Paketdatenadresse, die sie nutzen will, mit. Dieser Vorgang macht die mobile Station 102 beim GGSN 128 bekannt; die Zusammenarbeit mit externen Datennetzwerken kann danach beginnen. Benutzerdaten können transparent zwischen der mobilen Station 102 und externen Datennetzwerken, z.B. unter Verwendung von Verkapselung und Tunneling, übertragen werden. Datenpakete werden mit GPRS-spezifischen Protokollinformationen ausgestattet und zwischen der mobilen Station 102 und dem GGSN 128 übertragen.
Fachleute werden erkennen, dass ein drahtloses Netzwerk mit anderen Systemen, die in FIG. nicht explizit gezeigt werden, verbunden sein kann. Ein Netzwerk wird normalerweise allermindestens eine Art von Funkruf- und Systeminformation auf einer fortlaufenden Basis übertragen, selbst wenn keine aktuellen Paketdaten ausgetauscht werden. Obwohl das Netzwerk aus vielen Teilen besteht, arbeiten diese Teile alle zusammen, um bei der drahtlosen Verbindung zu gewissen Verhaltensweisen zu führen.
2 ist ein ausführliches Blockdiagramm einer bevorzugten mobilen Station 202. Die mobile Station 202 ist vorzugsweise ein Zeiwege-Kommunikationsgerät, das mindesten Sprach- und höhere Datenkommunikationsfähigkeiten, einschließlich der Fähigkeit, mit anderen Computersystemen zu kommunizieren, besitzt. In Abhängigkeit von der von der mobilen Station 202 bereitgestellten Funktionalität kann man sie als ein Datentransfergerät, einen Zweiwege-Pager, ein Mobiltelefon mit Datentransferfähigkeiten, eine drahtlose Internetanwendung oder ein Datenkommunikationsgerät (mit oder ohne Telefonfähigkeiten) bezeichnen. Die mobile Station 202 kann mit jeder beliebigen aus einer Vielzahl an ortsfesten Sende-/Empfangsstationen 200 innerhalb ihres geographischen Verbindungsbereichs kommunizieren.
Die mobile Station 202 wird normalerweise ein Kommunikationsuntersystem 211 beinhalten, das einen Empfänger 212, einen Sender 214 und dazugehörige Komponenten, wie eine oder mehrere (vorzugsweise eingebaute oder interne) Antennenelemente 216 und 218, Lokale Oszillatoren (LOs) 213 und ein Prozessormodul, wie einen Digital-Signal-Prozessor (DSP), beinhaltet. Das Kommunikationsuntersystem 211 ist analog zu der RF-Sende-/Empfangsschaltung 108 und der Antenne 110, die in 1 gezeigt werden. Es wird für Fachleute im Kommunikationsbereich ersichtlich sein, dass die spezielle Gestaltung des Kommunikationsuntersystems 211 von dem Kommunikationsnetzwerk, in dem die mobile Station 202 betrieben werden soll, abhängt.
Die mobile Station 202 kann nach Abschluss der erforderlichen Netzwerkregistrierungs- oder Aktivierungsvorgänge Kommunikationssignale über das Netzwerk senden oder empfangen. Signale, die von der Antenne 216 über das Netzwerk empfangen werden, werden in den Empfänger 212 eingespeist, der solche allgemeinen Empfängerfunktionen, wie Signalverstärkung, Frequenz-Abwärtswandlung, Filtern, Kanalauswahl und ähnliches sowie, wie in 2 als Beispiel gezeigt wird, Analog-zu-digital (A/D)-Wandlung ausführen kann. Die A/D-Wandlung eines empfangenen Signals ermöglicht es, dass komplexere Kommunikationsfunktionen, wie Demodulation und Dekodierung, in dem DSP 220 ausgeführt werden können. Auf ähnliche Weise werden zu übertragende Signale von dem DSP 220 verarbeitet, einschließlich, beispielsweise, Modulation und Kodierung. Die DSP-verarbeiteten Signale werden in einen Sender 214 zur Digital-zu-analog (D/A)-Wandlung, Frequenz-Aufwärtswandlung, Filtern, Verstärkung und Übertragung über das Kommunikationsnetzwerk über die Antenne 218 eingespeist. Der DSP 220 verarbeitet nicht nur Kommunikationssignale, sondern sorgt auch für Empfänger- und Sendersteuerung. Die auf Kommunikationssignale im Empfänger 212 und im Sender 214 angewendeten Verstärkungen können zum Beispiel durch automatische Verstärkungssteuerungsalgorithmen, die in dem DSP 220 implementiert sind, geregelt werden.
Der Netzwerkzugriff ist verbunden mit einem Teilnehmer oder Benutzer der mobilen Station 202, und daher erfordert die mobile Station 202 eine Teilnehmer-Identifizierungsmodul- oder „SIM"-Karte 262, die in eine SIM-Kartenschnittstelle 264 eingesetzt wird, um in dem Netzwerk zu arbeiten. Die SIM-Karte 262 beinhalt die Merkmale, die in Bezug auf 1 beschrieben wurden. Die mobile Station 202 ist ein batteriebetriebenes Gerät, und so beinhaltet es eine Batterieschnittstelle 254 zum Einlegen von einer oder mehreren wiederaufladbaren Batterien 256. Solch eine Batterie 256 stellt elektrischen Strom für die meisten, wenn nicht alle, elektrischen Schaltkreise in der mobilen Station 202 bereit, und die Batterieschnittstelle 254 stellt eine mechanische und elektrische Anbindung für sie bereit. Die Batterieschnittstelle 254 ist an einen Regler (nicht gezeigt) gekoppelt, der Strom V+ an die gesamten Schaltkreise bereitstellt.
Die mobile Station 202 beinhaltet einen Mikroprozessor 238 (der eine Anwendung des Controllers 106 von 1 ist), der den Gesamtbetrieb der mobilen Station 202 steuert. Kommunikationsfunktionen, die mindestens Daten- und Sprachkommunikation beinhalten, werden durch das Kommunikationsuntersystem 211 ausgeführt. Der Mikroprozessor 238 steht auch in Wechselbeziehung mit zusätzlichen Geräteuntersystemen, wie einem Display 222, einem Flash-Speicher 224, einem Arbeitsspeicher (RAM) 226, zusätzlichen Eingangs-/Ausgangs (I/O)-Untersystemen 228, einem seriellen Anschluss 230, einer Tastatur 232, einem Lautsprecher 234, einem Mikrofon 236, einem Kurzstrecken-Kommunikationsuntersystem 240 und beliebigen anderen Geräteuntersystemen, die bei 242 allgemein benannt sind. Einige der in 2 gezeigten Untersysteme führen kommunikationsbezogene Funktionen aus, während andere Untersysteme „ortsbezogene" Funktionen oder Funktionen im Gerät bereitstellen können. Es ist bemerkenswert, dass einige Untersysteme, wie zum Beispiel die Tastatur 232 und das Display 222, sowohl für kommunikationsbezogene Funktionen, wie das Eingeben einer Textmitteilung zur Übertragung über ein Kommunikationsnetzwerk, als auch gerät-ortsbezogene Funktionen, wie einen Rechner oder Planer, verwendet werden können. Die von dem Mikroprozessor 238 verwendete Betriebssystemsoftware wird vorzugsweise in einem bleibenden Speicher, wie einem Flash-Speicher, gespeichert, der alternativ ein Nur-Lese-Speicher (ROM) oder ähnliches Speicherelement (nicht gezeigt) sein kann. Fachleute werden erkennen, dass das Betriebssystem, spezifische Geräteanwendungen oder Teile davon zeitweilig auf einen flüchtigen Speicher, wie RAM 226, geladen werden können.
Der Mikroprozessor 238 ermöglicht, zusätzlich zu seinen Betriebssystemfunktionen, die Ausführung von Softwareanwendungen auf der mobilen Station 202. Ein vorbestimmter Satz von Anwendungen, die grundlegende Geräteoperationen steuern, wobei sie zumindest Daten- und Sprachkommunikationsanwendungen (wie ein Netzwerk-Wiederherstellungsmodell) beinhalten, wird normalerweise auf der mobilen Station 202 während ihrer Herstellung installiert. Eine bevorzugte Anwendung, die auf die mobile Station 202 geladen wird, kann eine Personal Information Manager (PIM)-Anwendung sein, die die Fähigkeit besitzt, benutzerbezogene Datenelemente, wie, aber nicht darauf beschränkt, E-Mails, Kalendereintragungen, Sprachmitteilungen, Termine und Aufgaben, zu organisieren und zu verwalten. Natürlich stehen eine oder mehrere Speicherablagen auf der mobilen Station 202 und der SIM-Karte 256 zur Verfügung, um die Speicherung der PIM-Datenelemente und anderer Informationen zu erleichtern.
Die PIM-Anwendung hat vorzugsweise die Fähigkeit, Datenelemente über das drahtlose Netzwerk zu senden und zu empfangen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden PIM-Datenelemente nahtlos über das drahtlose Netzwerk mit den entsprechenden Benutzerdatenelementen, die auf einem Wirtsrechnersystem gespeichert und/oder mit diesem verbunden sind, integriert, synchronisiert und auf den neuesten Stand gebracht, wodurch ein gespiegelter Wirtscomputer auf der mobilen Station 202 mit Bezug auf diese Datenelemente geschaffen wird. Das ist besonders von Vorteil, wenn das Wirtscomputersystem das Bürocomputersystem des Benutzers ist. Zusätzliche Anwendungen können auch über das Netzwerk, ein zusätzliches I/O-Untersystem 228, einen seriellen Anschluss 230, einen Kurzstrecken-Kommunikationsuntersystem 240 oder jedes andere geeignete Untersystem 242 auf die mobile Station 202 geladen werden, und von einem Benutzer auf RAM 226 oder vorzugsweise einem nicht flüchtiger Speicher (nicht gezeigt) für die Ausführung durch den Mikroprozessor 238 installiert werden. Diese Flexibilität bei der Anwendungsinstallation erhöht die Funktionalität der mobilen Station 202 und kann erweiterte Funktionen im Gerät oder kommunikationsbezogene Funktionen, oder beides, bereitstellen. Sichere Kommunikationsanwendungen können zum Beispiel Funktionen des elektronischen Geschäftsverkehrs und andere solche finanziellen Transaktionen, die unter Nutzung der mobilen Station 202 ausgeführt werden sollen, ermöglichen.
Bei einem Datenkommunikationsmodus wird ein Signal, wie eine Textmitteilung, eine E-Mail-Mitteilung oder ein Download einer Website durch das Kommunikationsuntersystem 211 verarbeitet und in den Mikroprozessor 238 eingespeist. Der Mikroprozessor 238 wird vorzugsweise das Signal für die Ausgabe an das Display 222 oder, alternativ dazu, an das zusätzliche I/O-Gerät 228 weiterbearbeiten. Ein Benutzer der mobilen Station 202 kann auch Datenelemente, wie zum Beispiel E-Mail-Mitteilungen, unter Verwendung der Tastatur 232 in Verbindung mit dem Display 222 und möglicherweise dem zusätzlichen I/O-Gerät 228 zusammenstellen. Die Tastatur 232 ist vorzugsweise eine vollständige alphanumerische Tastatur bzw. eine Telefontastatur. Diese zusammengestellten Elemente können über ein Kommunikationsnetzwerk durch das Kommunikationsuntersystem 211 übertragen werden.
Für Sprachkommunikation ist der Gesamtbetrieb der mobilen Station 202 im Wesentlichen ähnlich, außer dass die empfangenen Signale über einen Lautsprecher 234 ausgegeben und die Übertragungssignale durch das Mikrofon 236 erzeugt werden. Alternative Sprach- oder Audio-I/O-Untersysteme, wie ein Sprachmitteilungs-Aufzeichnungsuntersystem, können auch auf der mobilen Station 202 eingerichtet werden. Obwohl die Ausgabe von Sprach- oder Audiosignalen vorzugsweise vorrangig über den Lautsprecher 234 erfolgt, kann das Display 222 auch genutzt werden, um die Angabe der Identität eines Anrufers, der Dauer eines Anrufs oder anderer anrufbezogener Informationen, um nur Beispiele zu nennen, bereitzustellen.
Der serielle Anschluss 230 in 2 ist normalerweise in einem Kommunikationsgerät des Personal Digital Assistent (PDA)-Typs eingebaut, für das die Synchronisation mit dem Arbeitsplatzcomputer des Benutzers eine wünschenswerte, wenn auch fakultative, Komponente darstellt. Der serielle Anschluss 230 ermöglicht es dem Benutzer, Einstellungen über ein externes Gerät oder eine Softwareanwendung festzulegen und erweitert die Fähigkeiten der mobilen Station 202 durch das Bereitstellen von Informations- oder Softwaredownloads auf die mobile Station 202, die nicht über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk vorgenommen werden. Der andere Downloadpfad kann zum Beispiel verwendet werden, um einen Verschlüsselungsschlüssel auf die mobile Station 202 durch eine direkte und somit zuverlässige und vertrauliche Verbindung zu laden, um dadurch eine sichere Gerätekommunikation bereitzustellen.
Das Kurzstrecken-Kommunikationsuntersystem 240 von 2 ist eine zusätzliche fakultative Komponente, die eine Kommunikation zwischen der mobilen Station 202 und unterschiedlichen Systemen oder Geräten, die nicht notwendigerweise ähnliche Geräte sein müssen, bereitstellt. Das Untersystem 240 kann zum Beispiel ein Infrarotgerät und damit verbundene Schaltkreise und Komponenten oder ein Bluetooth^TM-Kommunikationsmodul beinhalten, um eine Kommunikation mit Systemen und Geräten mit gleichen Eigenschaften bereitzustellen. Bluetooth^TM ist ein eingetragenes Warenzeichen der Bluetooth SIG, Inc.
3 zeigt eine spezielle Systemstruktur für die Kommunikation mit einer mobilen Station. Insbesondere zeigt 3 Grundelemente eines IP-gestützten drahtlosen Netzwerks, das verwendet werden kann. Eine mobile Station 100 kommuniziert mit einem drahtlosen Paketdatennetzwerk 145 und kann auch in der Lage sein, mit einem drahtlosen Sprachnetzwerk (nicht gezeigt) zu kommunizieren. Wie in 3 gezeigt, kann ein Gateway 140 an eine interne oder externe Adressenauflösungskomponente 335 und einen oder mehrere Netzwerkeingangspunkte 305 gekoppelt werden. Datenpakete werden von dem Gateway 140, das die Quelle der zur mobilen Station 100 zu übertragenden Informationen ist, über das Netzwerk 145 übertragen, indem ein drahtloser Netzwerktunnel 325 von dem Gateway 140 zur mobilen Station 100 eingerichtet wird. Um diesen drahtlosen Tunnel 325 zu schaffen, wird eine einmalige Netzwerkadresse der mobilen Station 100 zugeordnet. Bei einem IP-gestützten drahtlosen Netzwerk werden jedoch die Netzwerkadressen typischerweise nicht permanent an eine bestimmte mobile Station 100 vergeben, sondern dynamisch auf Bedarfsbasis zugeordnet. Somit ist es für vorteilhaft die mobile Station 100, eine Netzwerkadresse zu erhalten, und für das Gateway 140, diese Adresse zu ermitteln, um so den drahtlosen Tunnel 325 einzurichten.
Der Netzwerkeingangspunkt 305 wird im Allgemeinen verwendet, um zwischen vielen Gateways, Betriebsservern und Massenanschlüssen, wie zum Beispiel dem Internet, zu multiplexen und demultiplexen. Es gibt normalerweise sehr wenige dieser Netzwerkeingangspunkte 305, da sie auch darauf abzielen, extern verfügbare drahtlose Netzwerkdienste an einer zentralen Stelle zu vereinigen. Netzwerkeingangspunkte 305 verwenden oft eine Art einer Adressauflösungskomponente 335, die bei der Adressenzuordnung und der Suche zwischen Gateways und mobilen Stationen hilft. Bei diesem Beispiel wird die Adressenauflösungskomponente 335 als ein Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) als ein Verfahren zum Bereitstellen eines Adressenauflösungsmechanismus gezeigt.
Eine zentrale interne Komponente des drahtlosen Datennetzwerks 345 ist ein Netzwerkrouter 315. Normalerweise sind Netzwerkrouter 315 proprietär zu dem speziellen Netzwerk, aber sie können alternativ dazu aus handelsüblicher Standardhardware gebaut werden. Der Zweck von Netzwerkroutern 315 ist es, Tausende ortsfeste Sende-/Empfangsstationen 320, die normalerweise in einem relativ großen Netzwerk implementiert sind, für eine Langstrecken-Verbindung zurück zu dem Netzwerkeingangspunkt 305 an einer zentralen Stelle zu vereinigen. Bei einigen Netzwerken können mehrere Ränge von Netzwerkroutern 315 vorhanden sein, und es gibt Fälle, wo Master- und Slave-Netzwerkrouter 315 vorhanden sind, aber in allen diesen Fällen sind die Funktionen ähnlich. Häufig greift der Netzwerkrouter 315 auf einen Name-Server 307 zu, in diesem Fall gezeigt als Dynamischer Namen-Server (DNS), wie er im Internet verwendet wird, um Ziele zum Steuern von Datenmeldungen zu suchen. Ortsfeste Sende-/Empfangsstationen 320, wie oben beschrieben, stellen drahtlose Verbindungen zu mobilen Stationen, wie zur mobilen Station 100, bereit.
Drahtlose Netzwerktunnel, wie der drahtlose Tunnel 325, werden quer über das drahtlose Netzwerk 345 geöffnet, um notwendige Speicher-; Router- und Adressenressourcen für die Lieferung von IP-Paketen zuzuweisen. Diese Tunnel 325 werden als Teil dessen eingerichtet, was als Paketdatenprotokoll- oder „PDP-Kontexte" (d.h. Datensitzungen) bezeichnet wird. Um den drahtlosen Tunnel 325 zu eröffnen, muss die mobile Station 100 eine spezielle Technik, die mit dem drahtlosen Netzwerk 345 in Zusammenhang steht, anwenden. Der Schritt des Öffnens eines solchen drahtlosen Tunnels 325 kann es von der mobilen Station 100 erfordern, die Domäne oder den Netzwerkeingangspunkt, mit der/dem sie den drahtlosen Tunnel 325 öffnen will, anzugeben. In diesem Beispiel erreicht der Tunnel zuerst den Netzwerkrouter 315, welcher den Name-Server 307 nutzt, um zu ermitteln, welcher Netzwerkeingangspunkt 305 der vorgesehenen Domäne entspricht. Mehrere drahtlose Tunnel können von einer mobilen Station 100 zur Redundanz oder zum Zugriff auf unterschiedliche Gateways oder Dienste in dem Netzwerk geöffnet werden. Wenn ein Domänenname einmal gefunden ist, wird der Tunnel dann zu dem Netzwerkeingangspunkt 305 erweitert und die notwendigen Ressourcen werden an jedem Knotenpunkt entlang des Weges zugeordnet. Der Netzwerkeingangspunkt verwendet dann die Adressenauflösungs (oder DHCP 335)-Komponente, um eine IP-Adresse für die mobile Station 100 zu vergeben. Wenn eine IP-Adresse an die mobile Station 100 vergeben und dem Gateway 140 mitgeteilt worden ist, können dann Informationen von dem Gateway 140 zu der mobilen Station 100 geliefert werden.
Der drahtlose Tunnel 325 hat typischerweise eine begrenzte Lebensdauer, die von dem Abdeckungsprofil und der Aktivität der mobilen Station 100 abhängt. Das drahtlose Netzwerk 145 wird den drahtlosen Tunnel 325 nach einer gewissen Zeit der Inaktivität oder einem Zeitraum außerhalb der Abdeckung abbrechen, um Ressourcen, die von diesem drahtlosen Tunnel 325 in Beschlag genommen werden, für andere Benutzer zurückzugewinnen. Der Hauptgrund dafür ist es, die IP-Adresse, die vorübergehend für die mobile Station 100 reserviert worden ist, als der drahtlose Tunnel zuerst geöffnet wurde, zurückzugewinnen. Wenn die IP-Adresse einmal verloren und der drahtlose Tunnel 325 abgebrochen worden ist, verliert das Gateway 140 alle Fähigkeiten, IP-Datenpakete an die mobile Station 100 einzuleiten, sowohl über das Transmission Control Protocol (TCP) als auch über das User Datagram Protocol (UDP).
4 und 5 sind Ablaufdiagramme, die ein Verfahren zur Wiederherstellung einer Datenverbindung mit einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk beschreiben. Das Ablaufdiagramm von 4 bezieht sich auf den Gerätebetrieb, bevor das drahtlose Gerät ausgeschaltet wird, und das Ablaufdiagramm von 5 bezieht sich auf den Gerätebetrieb, nachdem das drahtlose Gerät erneut eingeschaltet wurde. Beginnend von einem Startblock 402 von 4 erhält ein drahtloses Gerät (z.B. eine mobile Station) eine Datenverbindung mit einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk (Ablauf 404) aufrecht. Während der Herstellung der Datenverbindung werden Verschlüsselungsparameter zwischen dem drahtlosen Gerät und dem Netzwerk eingerichtet. Bei dieser speziellen Ausführungsform beinhaltet die Datenverbindung sowohl einen Attach als auch einen PDP-Kontext zwischen dem drahtlosen Gerät und dem Netzwerk. Im Allgemeinen bedeutet „Attach", dass das drahtlose Gerät in dem Netzwerk registriert wird. Ein Attach ermöglicht auch Mobilität (d.h. das Netzwerk kann die Bewegungen des drahtlosen Geräts verfolgen). Außerdem wird das drahtlose Gerät authentifiziert und Chiffrieren wird ermöglicht. Wenn ein Paketdatenprotokoll (PDP)-Kontext aktiviert wird, wird eine IP-Adresse für das drahtlose Gerät vergeben und benutzerbezogene Parameter werden bereitgestellt, so dass Daten übertragen werden können. Wenn zum Beispiel eine Datenanwendung auf dem drahtlosen Gerät aktiviert wird, wird ein PDP-Kontext zwischen dem drahtlosen Gerät und dem Netzwerk erstellt. Wenn die Anwendung beendet wird, endet der PDP-Kontext, aber die Registrierung des drahtlosen Netzwerks bleibt bestehen.
Irgendwann nach der Herstellung der Datenverbindung treten bei dem drahtlosen Gerät eine spezielle Reihe von Ereignissen auf. Zum einen erkennt das drahtlose Gerät einen Zustand ohne Netzabdeckung (Ablauf 406). Das drahtlose Gerät kann außerhalb der Netzabdeckung sein, wenn zum Beispiel das Gerät nicht mehr erfolgreich Daten über das drahtlose Netzwerk senden oder empfangen kann. Während es ohne Empfangsverbindung ist, wird das drahtlose Gerät ausgeschaltet (Ablauf 408). Das Ausschalten kann zum Beispiel aufgrund eines manuellen Betätigens eines EIN/AUS-Schalters an dem drahtlosen Gerät, eines automatischen Ausschaltens des drahtlosen Geräts oder eines unabsichtlichen Rücksetzens, das mit dem drahtlosen Gerät geschieht, erfolgen.
Da das drahtlose Gerät informiert wird, dass es ohne Empfangsverbindung ist, sendet es keine „Trenn"-Anforderung an das drahtlose Netzwerk, bevor es ausgeschaltet wird. Alternativ dazu sendet das drahtlose Gerät, kurz bevor es ausgeschaltet wird, eine „Trenn"-Anforderung, die von dem Netzwerk aufgrund des Zustands ohne Empfangsverbindung nicht empfangen wird. Das drahtlose Gerät setzt auch seine Parameter für die Datenverbindung zurück, einschließlich seiner Verschlüsselungsparameter. Das Netzwerk setzt jedoch seine entsprechenden Netzwerkparameter für die nicht gelöste Datenverbindung nicht zurück. Wenn der Verschlüsselungsparameter auf dem Gerät rückgesetzt werden, ist er asynchron mit dem Verschlüsselungsparameter des drahtlosen Netzwerks.
Beginnend an einem Startblock 502 von 5 wird das drahtlose Gerät wieder eingeschaltet (Ablauf 504). Das Wiedereinschalten kann zum Beispiel aufgrund des manuellen Betätigens eine EIN/AUS-Schalters an dem drahtlosen Gerät, eines automatischen Einschaltens des drahtlosen Geräts oder eines unabsichtlichen Rücksetzens, das mit dem drahtlosen Gerät geschieht, erfolgen. Als nächstes erkennt das drahtlose Gerät einen Zustand innerhalb der Abdeckung des drahtlosen Netzwerks (Ablauf 506). Üblicherweise sendet das drahtlose Gerät in dieser Situation eine Attachanforderung, der das Senden eine PDP-Kontextanforderung folgt. Bei mindestens einigen Netzwerken ist danach jedoch keine Datenkommunikation möglich, weil das Netzwerk die frühere Datenverbindung nicht rückgesetzt hat und noch die vorhergehenden Verschlüsselungsparameter aufrechterhält.
Bei der vorliegenden Anwendung sendet das drahtlose Gerät eine Unterbrechungsrahmenmitteilung an das drahtlose Netzwerk (Ablauf 508), bevor ein Attach und ein PDP-Kontext hergestellt werden. Der Unterbrechungsrahmen veranlasst das drahtlose Netzwerk, die frühere Datenverbindung zwischen dem drahtlosen Gerät und dem Netzwerk rückzusetzen, einschließlich des Rücksetzens der mit der früheren Datenverbindung verbundenen Netzwerkparameter (z.B. der Netzwerkverschlüsselungsparameter). Als nächstes überträgt das drahtlose Gerät eine Attachanforderung an das drahtlose Netzwerk (Ablauf 510). Weil die Verschlüsselungsparameter jetzt synchron sind, kann das drahtlose Netzwerk mit dem drahtlosen Gerät kommunizieren. Letztendlich sendet das drahtlose Gerät eine PDP-Kontextanforderung, und danach wird ein PDP-Kontext (Ablauf 512) hergestellt.
6 ist ein Systemablaufdiagramm, das einen Systemablauf für das Wiederherstellen einer Datenverbindung mit einem drahtlosen Netzwerk entsprechend der vorliegenden Anwendung darstellt. Vor dem in 6 skizzierten Verfahren kommuniziert das drahtlose Gerät mit einem SGSN und im Gegenzug mit einem GGSN in einem GPRS-Netzwerk über eine Basisstation. Etwas später verlässt das drahtlose Gerät den Abdeckungsbereich und kann mit keiner Basisstation in der Umgebung ausreichend kommunizieren. Während das drahtlose Gerät außerhalb der Abdeckung ist, verliert es Energie und sein elektrischer Schaltkreis wird abgeschaltet. Die Abschaltung kann über einen kurzen oder langen Zeitraum bestehen. Da dem drahtlosen Gerät angezeigt wird, dass es ohne Empfangsverbindung ist, sendet es keine „Trenn"-Anforderung an das drahtlose Netzwerk, bevor es ausgeschaltet wird. Alternativ dazu sendet das drahtlose Gerät, bevor es ausgeschaltet wird, eine „Trenn"-Anforderung, die von dem Netzwerk aufgrund des Zustands ohne Empfangsverbindung nicht empfangen wird.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Anwendung sendet das drahtlose Gerät, wenn es wieder eingeschaltet wird und Netzabdeckung zurückerlangt, vorzugsweise einen Unterbrechungsrahmen an das GPRS-Netzwerk, der den SGSN (Ablauf 602) erreicht. Als Antwort darauf setzt das GPRS-Netzwerk mit der Netzwerkverbindung zusammenhängende Netzwerkparameter (z.B. den Verschlüsselungsparameter) zurück, so dass das drahtlose Gerät und das Netzwerk wieder kommunizieren können. Das drahtlose Gerät sendet dann vorzugsweise eine GPRS-Attachanforderung an das GPRS-Netzwerk, die den SGSN (Ablauf 604) erreicht. In Reaktion darauf informiert der SGSN die HLR über den Attach, und die HLR bestätigt ihn (Ablauf 606). Der SGSN sendet dann eine Empfangsbestätigung des Attaches an das drahtlose Gerät (Ablauf 608). Als nächstes sendet das drahtlose Gerät eine PDP-Kontextanforderung an den SGSN (Ablauf 610). Als Antwort darauf sendet der SGSN eine Anforderung an den GGSN, um einen PDP-Kontext zu erstellen (Ablauf 612). Weil die Verschlüsselungsparameter des drahtlosen Geräts und des GGSN jetzt synchronisiert sind, sendet der GGSN eine Antwort an den SGSN (Ablauf 614). Danach sendet der SGSN eine Bestätigungsmitteilung an das drahtlose Gerät (Ablauf 616). Wenn die Datenverbindung hergestellt ist, begibt sich das drahtlose Gerät in einen Standby- oder Bereitzustand.
7 ist ein Blockdiagramm, das einen GPRS-Unterbrechungsrahmen 700 zeigt, der von dem drahtlosen Gerät gesendet werden kann, wenn es wieder in Abdeckung gelangt, nachdem es während eines Zustands ohne Abdeckung rückgesetzt wurde. Bei der vorliegenden Ausführungsform führt diese spezielle Meldung dazu, die mit der alten Datenverbindung verbundenen Netzwerkparameter rückzusetzen, so dass eine neu errichtete Datenverbindung hergestellt werden kann. Jede geeignete Meldung kann jedoch verwendet werden, um die gleichen Ergebnisse in Abhängigkeit vom Netzwerk zu erzielen.
Der Unterbrechungsrahmen 700 ist in der Spezifikation der Logical-Link-Control(LLC)-Specification (GSM 04.64) definiert, die für den Pakettransfer zwischen dem Gerät und dem SGSN verwendet wird. Der Austausch in der LLC-Schicht erfolgt in Rahmen. Der Unterbrechungsrahmen 700 besteht vorzugsweise aus einem Adressenfeld 702, einem Steuerfeld 704 und einem Rahmenprüfblock (FCS) 708. Das Adressenfeld 702 besteht aus einem Protokolldiskriminator(PD)-Bit 710, einem Befehl/Antwort (CR)-Bit 712 und einem Dienstzugangspunkt-Bezeichner (SAPI) 714. Das PD-Bit 710 zeigt an, welches Protokoll der Rahmen verwendet. LLC-Rahmen setzen das PD-Bit 710 auf ,0'. Ein Rahmen mit einem auf ,1' gesetzten PD-Bit 710 ist ungültig. Das CR-Bit 712 identifiziert den Rahmen, ob er ein Befehl oder eine Antwort ist. Wenn das Gerät einen Befehl an das Netzwerk sendet, ist das CR-Bit 712 auf ,0' gesetzt. Wenn das Netzwerk einen Befehl an das Gerät sendet, ist das CR-Bit 712 auf ,1' gesetzt. Da der Unterbrechungsrahmen 700 von dem Gerät gesendet wird, wird das CR-Bit 712 bei dieser Ausführungsform auf ,0' gesetzt. Der SAPI 714 identifiziert den Datenverbindungskontoll-Bezeichner, für den ein Rahmen beabsichtigt ist. Bei einem Unterbrechungsrahmen werden die SAPI-Bits 1-4 auf 1, 0, 0 bzw. 0 gesetzt. Das Kontrollfeld 704 identifiziert den Typ des Rahmens und besteht typischerweise aus zwischen einem bis drei Achtergruppen. In diesem Fall sind, weil der Rahmen eine Kontollfunktion ist, die Bits 6-8 220 alle auf ,1' gesetzt. Das Bit 5 722 ist das Poll- oder Endbit. Wenn der Rahmen als Befehl ausgegeben wird, ist das Bit ein Poll-Bit. Wenn der Rahmen als Antwort ausgegeben wird, ist das Bit ein Endbit. Bei dieser Ausführungsform für einen Unterbrechungsrahmen werden die verbleibenden Bits 724, Bits 1-4, vorzugsweise auf 0, 0, 1 bzw. 0 gesetzt. Typischerweise haben LLC-Rahmen ein Informationsfeld, das normalerweise verschiedenen Befehle und Antworten enthält. Bei einem Unterbrechungsrahmen ist kein Informationsfeld gestattet. Das Prüfsummenfeld (FCS) 708 besteht aus einem 24-Bit zyklischen Redundanzprüfungs(CRC)-Code. Der CRC-25 wird verwendet, um Bitfehler im Rahmenheader und den Informationsfeldern zu erkennen. Das Prüfsummenfeld wird in der Spezifikation der Logical-Link-Control(LLC)-Specification (GSM 04.64) ermittelt.
Schlussanmerkungen. Was beschrieben wurde, sind Verfahren und Vorrichtungen für die Verwendung beim Wiederherstellen einer Datenverbindung mit einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk. Anfangs erhält ein drahtloses Kommunikationsgerät eine Datenverbindung mit dem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk aufrecht. Während eines Zustands ohne der Netzabdeckung wird das drahtlose Gerät ausgeschaltet. Dies veranlasst das drahtlose Gerät, seine mit der Datenverbindung zusammenhängenden Parameter rückzusetzen, aber da das drahtlose Gerät außerhalb der Netzabdeckung ist, ist das drahtlose Netzwerk nicht in der Lage zu unterbrechen. Vorzugsweise sendet das drahtlose Gerät, nachdem es wieder eingeschaltet worden ist und Netzabdeckung erreicht hat, eine Meldung an das Netzwerk, was dazu führt, dass ein oder mehrere mit der Datenverbindung zusammenhängende Netzwerkparameter rückgesetzt werden. Danach sendet das drahtlose Gerät eine oder mehrere zusätzliche Meldungen an das Netzwerk zur Wiederherstellung der Datenverbindung. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Datenverbindung ein Paketdatenprotokoll (PDP)-Kontext mit einem Allgemeinen Paketradioservice (GPRS)-Attach, die Meldung ist ein Unterbrechungsrahmen und die eine oder mehreren zusätzlichen Meldungen beinhaltet eine Allgemeine Paketradioservice (GPRS)-Attachanforderung. Vorteilhafterweise bleibt eine Datenverbindung im Wesentlichen nahtlos für des drahtlose Gerät, trotz der Netzwerkverbindungskomplexitäten, aufrechterhalten.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen nur als Beispiele dienen. Fachleute können Veränderungen, Abwandlungen oder Variationen der speziellen Ausführungsformen vornehmen, ohne vom Umfang der Anwendung abzuweichen. Die hierin in den angeführten Ansprüchen beschriebene Erfindung soll alle geeigneten Veränderungen in der Technik abdecken und umfassen.

Claims

Verfahren zur Verwendung durch ein drahtloses Kommunikationsgerät (102) bei der Wiederherstellung einer Datenverbindung mit einem drahtlosen Datennetzwerk, wobei das Verfahren den Schritt der Aufrechterhaltung einer Datenverbindung mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104) aufweist und weiters durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Wenn das drahtlose Kommunikationsgerät (102) während eines Zustands ohne Empfangsverbindung mit dem drahtlosen Netzwerk derart abgeschaltet wird, dass ein oder mehrere Netzwerkparameter der Datenverbindung im drahtlosen Kommunikationsgerät (102) rückgesetzt werden, nicht aber im drahtlosen Kommunikationsnetz (104); nachdem das drahtlose Kommunikationsgerät (102) wieder angeschaltet wird, bewirkt die Übertragung einer Meldung an das drahtlose Kommunikationsnetz (104), dass der entsprechende oder die entsprechenden Netzparameter der Datenverbindung im drahtlosen Kommunikationsnetz (104) rückgesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, weiters durch den folgenden Schritt gekennzeichnet: Nach dem Übertragen der Meldung, werden eine oder mehrere weitere Meldungen an das drahtlose Kommunikationsnetz (104) übertragen, die der Wiederherstellung der Datenverbindung mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104) dienen.
Verfahren nach Anspruch 1, weiters durch den folgenden Schritt gekennzeichnet: Nach dem Übertragen der Meldung Anheften und Erstellen eines Paketdatenprotokoll (PDP)-Kontextes mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104).
Verfahren nach Anspruch 1, weiters dadurch gekennzeichnet, dass die Aufrechthaltung der Datenverbindung das Beibehalten eines Anschlusses an das drahtlose Kommunikationsnetz (104) enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, weiters dadurch gekennzeichnet, dass das Aufrechterhalten der Datenverbindung das Aufrechterhalten einer Paketdatenprotokoll (PDP)-Kontextsession beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, weiters dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragen der Meldung weiters das Übertragen eines Unterbrechungsrahmens (700) an das drahtlose Kommunikationsnetz (104) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, weiters dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Netzparameter einen Verschlüsselungsparameter aufweisen, welcher im drahtlosen Kommunikationsnetz (104) als Reaktion auf die Meldung rückgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiters dadurch gekennzeichnet, dass die Abschaltung des drahtlosen Kommunikationsgerätes (102) während des Zustands ohne Empfangsverbindung dazu führt, dass die Meldung an das drahtlose Kommunikationsnetz (104) übertragen wird, wenn das drahtlose Kommunikationsgerät (102) wieder eine Netzverbindung erlangt.
Drahtloses Kommunikationsgerät (202), das einen Empfänger (212), einen Sender (214), einen oder mehrere mit dem Empfänger (212) und dem Sender (214) verbundene Controller (238) umfasst und dazu dient, eine Datenverbindung mit einem drahtlosen Kommunikationsnetz (202) aufrechtzuerhalten, wobei das drahtlose Kommunikationsgerät (202) weiters dadurch gekennzeichnet ist, dass der eine oder die mehreren Controller (238) folgende Funktion besitzen: Wenn das drahtlose Kommunikationsgerät (202) während eines Zustands ohne Empfangsverbindung mit dem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk (104) derart abgeschaltet wird, dass ein oder mehrere Netzparameter der Datenverbindung im drahtlosen Kommunikationsgerät (202) rückgesetzt werden, nicht aber im drahtlosen Kommunikationsnetz (104), bewirkt das Wiedereinschalten des drahtlosen Kommunikationsgeräts (202) das Übertragen einer Meldung an das drahtlose Kommunikationsnetz (104), was bewirkt, dass ein oder mehrere Netzparameter der Datenverbindung im drahtlosen Kommunikationsnetz (104) rückgesetzt werden.
Drahtloses Kommunikationsgerät (202) nach Anspruch 9, weiters dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Controller (238) die folgende Funktion besitzen: Verursachung der Übertragung einer oder mehrerer zusätzlicher Meldungen an das drahtlose Kommunikationsnetz (104) zur Wiederherstellung der Datenverbindung mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104).
Drahtloses Kommunikationsgerät (202) nach Anspruch 9, weiters dadurch gekennzeichnet, dass der eine oder die mehreren Controller (238) die folgende Funktion besitzen: Verursachung der Übertragung von einer oder mehreren zusätzlichen Meldungen an das drahtlose Kommunikationsnetz (104) zur Wiederherstellung der Datenverbindung mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104), wobei die Meldung übertragen wird, nachdem das drahtlose Kommunikationsgerät (202) erneut eine Empfangsverbindung mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104) erreicht hat.
Drahtloses Kommunikationsgerät (202) nach Anspruch 9, weiters dadurch gekennzeichnet, dass das drahtlose Kommunikationsgerät (202) automatisch oder manuell während des Zustands ohne Empfangsverbindung mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104) abgeschaltet wird.
Drahtloses Kommunikationsgerät (202) nach Anspruch 9, weiters dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung einen Paketdatenprotokoll (DPD)-Kontext mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104) aufweist.
Drahtloses Kommunikationsgerät (202) nach Anspruch 9, weiters dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung einen Anschluss an das drahtlose Kommunikationsnetz (104) aufweist.
Drahtloses Kommunikationsgerät (202) nach Anspruch 9, weiters dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Controller (238) die Funktion besitzen, eine Meldung, die einen Unterbrechungsrahmen (700) aufweist, zu übertragen.
Drahtloses Kommunikationssystem (100), das ein drahtloses Kommunikationsnetz (104), ein drahtloses Kommunikationsgerät (102) mit einer Datenverbindung, die mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104) hergestellt wird, aufweist, wobei das drahtlose Gerät (102) einen Empfänger (212), einen Sender (214) und einen oder mehrere Controller (238) enthält, die mit dem Empfänger (212) und dem Sender (214) verbunden sind, wobei das drahtlose Kommunikationssystem (100) dadurch gekennzeichnet ist, dass das drahtlose Kommunikationsgerät (102) folgende Funktion besitzt: Auslösung der Übertragung eines Trennrahmenimpulses (700) an das drahtlose Kommunikationsnetz (104) als Reaktion darauf, dass das drahtlose Kommunikationsgerät (102) wieder eingeschaltet wird, nachdem es während eines Zustandes ohne Empfangsverbindung mit dem drahtlosen Kommunikationsnetz (104) abgeschaltet war, wobei ein oder mehrere Netzparameter der Datenverbindung im drahtlosen Kommunikationsgerät (102), nicht aber im drahtlosen Kommunikationsnetz (104) rückgesetzt wurden.
Drahtloses Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 16, weiters dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Controller (238) des drahtlosen Kommunikationsgerätes (102) folgende weitere Funktion ausüben: Übertragung von einer oder mehreren zusätzlichen Meldungen zum Wiederherstellen der Datenverbindung.
Drahtloses Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 16, weiters dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung einen Paketdatenprotokoll (DPD)-Kontext aufweist.
Drahtloses Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 16, weiters dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Controller (238) die Funktion besitzen, die Datenverbindung, durch die Übertragung einer Allgemeinen Paketradioservice (GPRS)-Anschlussanforderung an das drahtlose Kommunikationsnetz (104), herzustellen.
Drahtloses Kommunikationssystem (100) nach Anspruch 16, weiters dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverbindung einen Allgemeinen Paketradioservice (GPRS)-Anschluss aufweist.