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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Mobilkommunikationssystem
für die
IP-Paketkommunikation und insbesondere auf ein Verfahren zum Weiterleiten
von IP-Paketen, das es einem Datenterminal für die IP-Paketkommunikation
zwischen IP-Netzen
ermöglicht,
die Kommunikationsverbindung aufrechtzuerhalten, ohne die ihm zugewiesene IP-Adresse
zu ändern.
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Mobilkommunikationssysteme
in der Form von Funktelefonsystemen werden überwiegend als Telefone benutzt.
Gleichzeitig werden Mobilkommunikationssysteme in zunehmendem Maße für die Verwendung
von Kurznachrichten (SMS) mit Datenkommunikation implementiert.
Angesichts der jüngsten Verbreitung
von Datenterminals wie zum Beispiel Notebooks oder Personalcomputern,
die sich leicht mitführen
lassen, und der Zunahme an Funktionen von Mobilstationen wie zum
Beispiel Mobiltelefonen wächst
die Nachfrage nach dem Anschluss einer Mobilstation an ein IP-Netz
wie zum Beispiel ein lokales Netzwerk (LAN) in einem Unternehmen
oder das Internet.
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Unter
diesen Bedingungen ist im März
1997 in Japan ein Paketkommunikationssystem (DoPa) mit 28,8 kbps
in einem privaten digitalen Zellularnetz (PDC) gestartet worden.
Dieses System ist von der ARIB (Association of Radio Industries
and Businesses) als PDC-Mobilpaketkommunikationssystem (PDC-P) standardisiert.
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Das
System wird hauptsächlich
für die
Verbindung mit einem internen LAN und einem Internet-Provider benutzt.
Das Datenterminal hat eine IP-Adresse zur Unterstützung einer
festen Adresse und einer dynamischen Adresse. Die unterstützte feste
Adresse ermöglicht
es dem PDC, eine interne private Adresse zu benutzen.
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Das
PDC-System kann zahlreiche interne LANs und Provider umfassen. Es
begrenzt jedoch ein Verbindungsziel für jede Mobilstation (Teilnehmer) auf
ein zuvor registriertes Netzwerk. Das heißt, der Anschlusspunkt der
Mobilstation in dem internen LAN oder zu dem Internet-Provider ist
fest. Das Datenterminal kann die auf dem IP laufende Anwendung direkt
benutzen, so dass es in dem PDC mit einem als PPP (Point-to-Point-Protokoll) bezeichneten Protokoll
auf dem Übertragungsprotokoll
in dem PDC-Netz zur Realisierung der Übertragung von IP-Paketen arbeitet.
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Andererseits
ist das in dem Normentwurf RFC (Request For Comments) 2002 der
IETF (Internet Engineering Task Force) geregelte mobile IP für den Zweck
der Realisierung der bewegungstransparenten IP-Kommunikation vorgeschlagen
worden. Das Mobilkommunikationssystem wie zum Beispiel ein Zellularfunksystem
verwendet eine Kennung für eine
Mobilstation oder einen Teilnehmer zum Verwalten der Bewegung der
Mobilstation. Andererseits weist das mobile IP eine „Home Agent"-Funktion und einen „Foreign
Agent" für jedes
Teilnetz auf. Das mobile IP verwaltet die Bewegung einer IP-Adresse eines mit
der Mobilstation verbundenen Datenterminals zur Realisierung der Übertragung
von IP-Paketen in einer durchgängigen
Weise.
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Das
mobile IP verwaltet die Bewegung mit der IP-Adresse des festen Datenterminals
als Basis, während
das in JP-A-9-326805 beschriebene System für die drahtlose Paketübertragung
ausgeführt wird,
um jedem Datenterminal die entsprechende IP-Adresse zu einem drahtlosen Zielsystem
zuzuweisen, ohne jedem Datenterminal die feste IP-Adresse zuzuweisen.
In dieser Offenlegung wird weiter ein System zur Verwaltung der
zugewiesenen IP-Adresse entsprechend der mit dem Datenterminal verbundenen
Mobilstation oder einer Teilnehmerkennung in einem privaten Netzwerk,
zu dem das Datenterminal gehört,
und zum Erhalten einer IP-Adresse für ein Ziel aus dem privaten
Netzwerk beim Übertragen
von Daten beschrieben.
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EP-A-0
766 490 beschreibt ein integriertes Funkkommunikationssystem, bei
dem ein lokales Funknetz mit einer mobilen Schaltzentrale für die Kommunikation
zwischen Datenterminals benutzt wird. Ein Gateway-Computer ist mit
der mobilen Schaltzentrale verbunden und steuert den Zugang zum
Internet.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Das
Mobilkommunikationssystem ermöglicht eine Übertragungsgeschwindigkeit
von 384 kbps als niedrigste Rate in einer Weitverkehrsumgebung mit Hilfe
einer neuen Breitband-Zugangstechnik mit einer Funkfrequenz von
2 GHz. In Innenräumen
kann das System eine Übertragungsgeschwindigkeit
von 2 Mbps als höchste
Rate erzielen. Dies bedeutet die Implementierung einer schnellen
Datenkommunikation in diesem Mobilkommunikationssystem. Daher wird
angenommen, dass sich die Anforderungen eines Benutzers an das Mobilkommunikationssystem allmählich von
einem schnellen Internet-Zugang
auf die Übertragung
von Multimedia-Daten, die Übertragung
von Echtzeit-Videodaten und später
auf ein virtuelles privates Netzwerk verlagern werden. Die Datenkommunikation
ist somit unverzichtbar für
das Mobilkommunikationssystem.
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In
naher Zukunft verändert
sich die technische und gesellschaftliche Stellung der Datenkommunikation
von einem Zusatz- oder Mehrwertdienst in einem Telefonsy stem hin
zu dem entsprechenden Dienst für
das Telefonsystem selbst, so dass vermutlich mehr Menschen die Datenkommunikation
nutzen werden. Insbesondere der Internet-Anschluss ist eine wesentliche
Funktion für
den Paket-Datenkommunikationsdienst.
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In
dem PDC-P-System hat jede Mobilstation (Teilnehmer) die entsprechende
feste Route zu dem internen LAN oder zum Internet. Damit besteht
in dem PDC-P-System
ein erstes Problem, dass es den Zugang auf das IP-Netz begrenzt
und Schwierigkeiten hinsichtlich des globalen Roaming hat.
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Als
ein zweites Problem, wenn ein mobiles IP auf das bestehende Mobilkommunikationssystem angewandt
wird, muss das PDC-P-System die doppelten Verfahren ausführen, das
heißt
das bekannte Verfahren zum Verwalten der Bewegung einer Mobilstation
und ein neues Verfahren zum Verwalten der Bewegung eines Datenterminals
mit einer IP-Adresse. Dies bedeutet eine Zunahme des Aufwands bei der
Bewegungsverwaltung einer Mobilstation.
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Heute
wird das Internet hauptsächlich
zum Senden und Empfangen von Mails und für den Zugang zum World Wide
Web benutzt. In einigen Jahren wird das Internet auch für die Informationsverbreitung
mittels der Push-Technik oder zum Herunterladen einer Anwendung
von einem Objekt-Server benutzt werden. Insbesondere in Zusammenhang mit
der Informationsverbreitung ist auf die Umstellung des Datenübertragungsverfahrens
von der derzeitigen Datenterminal-Initiative auf die künftige Netz-Initiative
zu achten.
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Unter
Berücksichtigung
dieser Nutzungsformen bestehen bei dem in JP-A-9-326805 vorgesehenen System, bei dem
jedem Datenterminal die entsprechende IP-Adresse zu dem Ziel zugewiesen wird,
die folgenden Probleme. Wenn die Datenübertragung vom Netzwerk eingeleitet
wird, ist der Zugang zu dem privaten Netz erforderlich, um die IP-Adresse
des Datenterminals zu erhalten. Daher muss das in JP-A-9-326805
beschriebene System das Problem der Verringerung des Aufwands beim Abrufen
der IP-Adresse sowie
beim Erhalten der letzten IP-Adresse des Terminals aus einem festen IP-Netz wie zum Beispiel
dem Internet lösen.
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Daher
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer
Implementierung der IP-Paketübertragung über eine
effiziente Route in einem Mobilkommunikationssystem.
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Ein
weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
von Implementierungen der IP-Paketübertragung auf der Grundlage
der bekannten Bewegungsverwaltung in einem Mobilkommunikationssystem
und der Start der Paketübertragung durch
ein Netz.
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Die
vorstehend genannten Einwände
und Probleme werden jetzt durch das System und das Verfahren nach
den selbstständigen
Ansprüchen
1 und 13 gelöst.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Diagramm des Aufbaus eines Mobilkommunikationssystems nach einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 zeigt
ein Blockdiagramm der Hardware eines Paket-Gateways (PGW) in der
ersten Ausführungsform.
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3 zeigt
eine Home-Paketleitwegtabelle in einem Cache-Speicher einer Verwaltungseinheit des
Paket-Gateways (PGW) in der ersten Ausführungsform.
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4 zeigt
eine Besucher-Paketleitwegtabelle in einem Cache-Speicher einer
Verwaltungseinheit des Paket-Gateways (PGW) in der ersten Ausführungsform.
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5 zeigt
ein Blockdiagramm der Hardware eines Besucher-Ortsregisters (VLR)
in der ersten Ausführungsform.
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6 zeigt
eine Terminal-Positionsverwaltungstabelle zur Verwaltung des Besucher-Ortsregisters
(VLR) in der ersten Ausführungsform.
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7 zeigt
eine Abfolge zum Registrieren einer Position einer Mobilstation
(MS) in der ersten Ausführungsform.
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8 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem Besucher-Ortsregister (VLR) in der ersten Ausführungsform
auszuführenden
Prozess zum Empfangen einer Positionsregistrierungsanforderung.
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9 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem Paket-Gateway (PGW) in der ersten Ausführungsform
auszuführenden
Prozess zum Empfangen einer Anforderung zum Registrieren von Ortsinformationen.
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10 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem Paket-Gateway (PGW) in der ersten Ausführungsform
auszuführenden
Prozess zum Empfangen einer Mitteilung für Bewegungsinformation.
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11 zeigt
eine Abfolge für
einen Prozess zum Registrieren einer Roaming-Position in dem Besucher-Ortsregister
(VLR) in der ersten Ausführungsform.
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12 zeigt
eine Abfolge für
einen Prozess zum Aktualisieren von Ortsinformationen einer Mobilstation
(MS) in der ersten Ausführungsform.
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13 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem Besucher-Ortsregister (VLR) in der ersten Ausführungsform
auszuführenden
Prozess zum Empfangen einer Anforderung zum Aktualisieren einer
Position.
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14A bis 14D zeigen
Abfolgen für vier
mögliche
Paketleitwege in dem Paket-Gateway (PGW), wenn ein IP-Paket von
der Mobilstation (MS) empfangen wird. 15A und 15B zeigen Abfolgen für zwei mögliche Paketleitwege in dem
Paket-Gateway (PGW), wenn ein IP-Paket aus dem Internet empfangen
wird.
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16 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem Paket-Gateway (PGW) in der ersten Ausführungsform
auszuführenden
Prozess zum Empfangen eines IP-Pakets.
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17 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen in Schritt 1605 in 16 auszuführenden
Paketleitwegprozess.
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18 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen in Schritt 1604 in 16 auszuführenden
Prozess zum Empfangen eines Übertragungspakets.
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19 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem Paket-Gateway (PGW) in der ersten Ausführungsform
auszuführenden
Prozess zum Empfangen eines IP-Pakets.
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20 zeigt
ein Diagramm eines Aufbaus eines Mobilkommunikationssystems nach
einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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21 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem Paket-Gateway (PGW) in der zweiten Ausführungsform
auszuführenden
Prozess zum Empfangen einer Anforderung zum Registrieren von Ortsinformationen.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
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Zunächst bezieht
sich die Beschreibung auf eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 19.
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1 zeigt
den Aufbau eines Mobilkommunikationssystems nach der ersten Ausführungsform der
Erfindung.
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Wie
in 1 gezeigt, weist ein Mobilkommunikationssystem 101 mehrere
Mobilstationen 102 auf (die jeweils als MS bezeichnet werden).
Das Mobilkommunikationssystem 101 umfasst eine Basisstation 104 (bezeichnet
als BS) zum Senden und Empfangen eines Signals an die und von der
MS 102 in einem als Funkzelle 103 bezeichneten
Dienstbereich, eine Funknetzsteuerung 105 (bezeichnet als RNC)
zum systematischen Verwalten dieser BS 104 sowie mehrere
mit der RNC 105 verbundene mobile Schaltzentralen 106 (bezeichnet
als MSC), die ein Mobilstation-Kernnetz bilden.
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Das
Mobilstation-Kernnetz stellt verschiedene Arten von Diensten bereit,
darunter unter anderem durchgängige
Verbindungssteuerung, Zusatzdienste, Bewegungsver waltung und Verbindung
mit einem festen Netz wie zum Beispiel einem öffentlichen Telefonnetz.
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In 1 ist
als die Komponenten des Mobilstation-Kernnetzes außer der
MSC 106 nur ein Besucher-Ortsregister 107 (bezeichnet
als VLR) entsprechend der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das VLR 107 dient
zur Verwaltung der Bewegung der mobilen Terminals. Hier weist der
Aufbau eine direkte 1:1-Entsprechung zwischen dem VLR 107 und
der MSC 106 auf. Das VLR 107 dient normalerweise
zum Verwalten der Ortsinformationen der Mobilstation. Bei dieser
Erfindung dient das VLR 107 jedoch zum Verwalten der Entsprechung
zwischen einer IP (zum Beispiel einer Telefonnummer) der Mobilstation
und einem mit der Mobilstation verbundenen Datenterminal 112.
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Wie
in 1 gezeigt, ist das Mobilkommunikationssystem 101 nach
der ersten Ausführungsform über mehrere
Paket-Gateways 108 (bezeichnet als PGW), von denen jedes
eine Router-Funktion für
das IP-Netz und eine Paketleitweg-Funktion in dem Mobilkommunikationssystem 101 aufweist,
mit einem Internet 109 verbunden, das dem IP-Netz entspricht.
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Das
PGW 108 ist mit dem VLR 107 und mehreren RNCs 105 sowie
einem weiteren PGW 108 verbunden. Durch diesen Verbindungsaufbau
ist es möglich,
dass der gesamte Dienstbereich als ein Mobilkommunikationssystem
mit mehreren von den mit einem PGW 108 verbundenen RNCs 105 gesteuerten
BS 104 ein IP-Teilnetz 110 bilden kann.
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In 1 weist
ein Mobilkommunikationssystem 101 zwei Paket-Gateways PGW
#A (108a) und PGW #B (108b) auf und bildet dadurch
zwei IP-Teilnetze #A (110a) und #B (110b) für diese
PGWs.
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In 1 wird
die BS 104 von der RNC 105 gesteuert. Die RNC 105 kann
ein Signal von der MS 102 in einer Funkzelle 103 empfangen.
Sowohl die BS 104 als auch die RNC 105 entsprechen
dem vorstehenden Gerät
zum Konfigurieren einer Funkzelle.
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2 zeigt
ein Hardware-Diagramm des PGW 108.
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In 2 ist
das PGW 108 so aufgebaut, dass es eine oder mehrere Leiteinheiten 220 und eine
RNC-Schnittstelle 230 aufweist. Alle diese Komponenten
sind über
einen Paketbus 240 miteinander verbunden.
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Wie
in 2 gezeigt, weist eine Verwaltungseinheit 210 einen
Prozessor 212, einen Speicher 211 zum Speichern
eines von dem Prozessor 212 auszuführenden Programms, einen Cache-Speicher 213 zum
Speichern einer noch zu beschreibenden Paketleitwegtabelle, einen
Pufferspeicher 214 zum Speichern von Paketen, eine Pufferspeichersteuerung 215,
eine Festplattensteuerung 216 und eine Festplatte 217 auf.
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Der
Prozessor 212 erfasst die Leitweginformationen und aktualisiert
die neueste Leitwegtabelle durch Ausführung des in dem Speicher 211 gespeicherten
Programms. Zu einem bestimmten Zeitpunkt erfasst der Prozessor 212 auch
die Informationen der in dem IP-Teilnetz 110 des Mobilkommunikationssystems 101 befindlichen
MS 102 und aktualisiert dann die Paketleitwegtabelle. Weiterhin
führt der
Prozessor 212 durch Ausführen des in dem Speicher 211 gespeicherten
Programms einen Paketleitwegprozess zum Übertragen von IP-Paketen zwischen
dem Internet 109 und dem IP-Teilnetz 110 basierend
auf der Paketleitwegtabelle aus.
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Außerdem führt die
Pufferspeichersteuerung 215 einen DMA-Transfer (Direct
Memory Access) von Paketen in einen in der RNC-Schnittstelle 230 enthaltenen
Zellen-/Paket-Konverter 233 durch
und steuert einen Paketbus 240.
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Weiterhin
weist die Leiteinheit 220, wie in 2 gezeigt,
einen Prozessor 222, einen Speicher 221 zum Speichern
eines von dem Prozessor 222 auszuführenden Programms, einen Pufferspeicher 224 und
eine Pufferspeichersteuerung 225 auf. Darüber hinaus
weist die Leiteinheit 220 einen für die schnelle Abfrage erforderlichen
Cache-Speicher 223 zum
Speichern einer Leitwegtabelle und eine Port-Steuerung 226 für die Verbindung
mit einer weiteren Leiteinrichtung oder dergleichen auf.
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Der
Prozessor 222 führt
das in dem Speicher 221 gespeicherte Programm aus. Nach
dem Programm führt
der Prozessor 222 einen Leitwegprozess zum Auswählen der
kürzesten
Route im Internet 109 basierend auf der Leitwegtabelle
aus.
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In 2 dient
eine Port-Steuerung 226 zur Unterstützung von vier Ports. Bei der
ersten Ausführungsform
werden diese vier Ports für
die Verbindung mit einem weiteren PGW 108 verwendet.
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Wie
in 2 gezeigt, dient die RNC-Schnittstelle 230 zur
Verbindung mehrerer RNCs 105 mit dem VLR 107 über eine
ATM-Leitung und umfasst mehrere Leitungsschnittstellen 231,
einen Schalter oder Switch 232 zum Schalten von ATM-Leitungen und
einen Zellen-/Paket-Konverter 233.
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Bei
der ersten Ausführungsform
wird eine permanente virtuelle Verbindung (bezeichnet als PVC) für die feste
Verbindung mit einem Ziel zwischen dem VLR 107 und dem
PGW 108 eingerichtet. Zwischen dem PGW 108 und
jeder BS 104 wird die PVC jeweils über die RNC 105 eingerichtet.
Die Übertragung
von IP-Paketen zwischen der BS 104 und dem PGW 108 erfolgt
auf dieser PVC.
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3 und 4 zeigen
die Paketleitwegtabellen in dem Cache-Speicher 213 in der
Verwaltungseinheit 210 des PGW 108.
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Die
Paketleitwegtabelle ist eine Tabelle zur Verwaltung der Bewegungsinformationen
des Datenterminals 112 (genau genommen der mit dem Datenterminal 112 ver bundenen
MS 102) in dem IP-Teilnetz 110 und zwischen den
IP-Teilnetzen 110. 3 zeigt
eine Home-Paketleitwegtabelle 301 zur Verwaltung der Ortsinformationen
der mit dem Datenterminal 112 verbundenen MS 102 mit
der zu dem lokalen IP-Teilnetz 110 gehörenden IP-Adresse, während 4 eine
Besucher-Paketleitwegtabelle 401 zur Verwaltung der Ortsinformationen
einer oder mehrere MS 102 in dem lokalen IP-Teilnetz zeigt,
ausgewählt
unter den MS 102, die jeweils mit dem Datenterminal verbunden
sind, dessen IP-Adresse nicht zu dem lokalen IP-Teilnetz 110 gehört.
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Wie
in 3 gezeigt, ist die Home-Paketleitwegtabelle 301 so
aufgebaut, dass sie eine IP-Adresse 302 des Datenterminals,
zu dem das lokale IP-Teilnetz 110 gehört, die Ortsinformationen (zum Beispiel
die Funkzellenkennung) 303 zur Angabe der Funkzelle in
dem lokalen IP-Teilnetz 110, wenn sich die mit dem entsprechenden
Datenterminal 112 verbundene MS 102 in dem lokalen
IP-Teilnetz 110 befindet, und eine IP-Adresse (PGW-Zieladresse) 304 des
PGW 108 zur Verwaltung eines weiteren IP-Teilnetzes 110 enthält, wenn
die mit dem entsprechenden Datenterminal 112 verbundene
MS 102 in das IP-Teilnetz 110 gebracht wird.
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3 zeigt
ein Beispiel für
eine Home-Paketleitwegtabelle 301 in dem PGW #A (108a).
Die mit dem Datenterminal 112a mit der zu dem lokalen IP-Teilnetz
#A (110a) gehörenden
IP-Adresse 302 verbundene MS #A (102a) befindet
sich in der Funkzelle #A (103a). Die mit dem Datenterminal 112c mit der
zu dem lokalen IP-Teilnetz #A (110a) gehörende IP-Adresse 302 verbundene
MS #C (102c) wird in ein weiteres von dem PGW #B (108b)
verwaltetes IP-Teilnetz #B (110b) gebracht.
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Wie
in 4 gezeigt, enthält die Besucher-Paketleitwegtabelle 401 die
IP-Adresse 302 des mit
der MS 102 verbundenen Datenterminals 112, die nicht
zu dem lokalen IP-Teilnetz 110 gehört, und die Ortsinformationen 303 zur
Angabe der Funkzelle 103, in der sich die mit dem Datenterminal 112 verbundene
MS 102 in dem lokalen IP-Teilnetz 110 befindet.
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4 zeigt
ein Beispiel für
die Besucher-Paketleitwegtabelle in dem PGW #A (108a).
Die mit dem Datenterminal 112d mit der nicht zu dem lokalen IP-Teilnetz
#A (110a) gehörenden
IP-Adresse verbundene MS #D (102b) befindet sich in der
Funkzelle #B (103b) in dem lokalen IP-Teilnetz #A (110a).
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5 zeigt
ein Diagramm der Hardware des VLR 107.
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Wie
in 5 gezeigt, weist das VLR 107 eine Festplatte 501 zur
Aufnahme der Ortsinformationen und der Teilnehmerinformationen der
MS 102, eine Festplattensteuerung 502, einen Speicher 503 zum
Speichern eines Programms zur Verwaltung der Ortsinformationen und
der Teilnehmerinformationen der MS 102, einen Prozessor 504 zur
Ausführung dieses
Programms, eine MSC-Schnittstelle 504, über die das VLR 107 mit
der MSC 106 verbunden ist, und eine PGW-Schnittstelle 506 auf, über die
das VLR 107 mit dem PGW 108 verbunden ist. Diese
Komponenten sind über
einen internen Bus miteinander verbunden.
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Bei
der ersten Ausführungsform
ist die PGW-Schnittstelle 506 des VLR 107 mit
der ATM-Leitung verbunden.
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6 zeigt
eine von dem VLR verwaltete Terminal-Positionsverwaltungstabelle.
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Wie
in 6 gezeigt, ist die Terminal-Positionsverwaltungstabelle 601 eine
Tabelle zur Verwaltung der Informationen für jede in dem von dem VLR 107 verwalteten
Besucherbereich befindliche MS 102. Die Tabelle 601 befindet
sich auf der Festplatte 501 des VLR 107 und wird
fortlaufend entsprechend der Bewegung der MS 102 neu geschrieben.
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Die
Terminal-Positionsverwaltungstabelle 601 enthält eine
Mobilstation-Benutzerkennung 602 (theoretisch zum Beispiel
eine Telefonnummer der Mobilstation), die IP-Adresse 302 des mit der MS 102 verbundenen
Datenterminals 112 und die Ortsinformationen 303 (zum
Beispiel die Funkzellenkennung) zur Angabe der Funkzelle 103,
in der sich die MS 102 befindet.
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6 zeigt
ein Beispiel für
die Mobilstation-Positionsverwaltungstabelle 601 in dem
VLR #A (107a). Die MS #A (102a), der die als „TMUI#A" bezeichnete Mobilstation-Benutzerkennung 602 zugewiesen
ist, befindet sich in der Funkzelle #A (103a). Die MS #B
(102b), der die als „TMUI#B" bezeichnete Mobilstation-Benutzerkennung 602 zugewiesen
ist, befindet sich in der Funkzelle #B (103b).
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Der
Aufbau der ersten Ausführungsform
basiert auf der Annahme, dass das Mobilkommunikationssystem 101 ein
Mobilkommunikationssystem der nächsten
Generation ITM-2000 (International Mobile Telecommunication 2000)
ist. Aus Sicherheitsgründen,
um die Übertragung
echter Informationen an die MS 102 in dem Funkintervall
zu vermeiden, weist das VLR 106 jeder MS 102 die
Mobilstation-Benutzerkennung 602 (TMUI: temporäre Mobilteilnehmer-Kennung)
zu, damit die MS 102 anhand der Mobilstation-Benutzerkennung 602 identifiziert
werden kann, wie nachstehend beschrieben.
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Die
nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf ein Verfahren zum Registrieren
der Position und ein Verfahren zum Übertragen von Paketen in der ersten
Ausführungsform.
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Wenn
bei der ersten Ausführungsform
eine bestimmte MS 102 eine Anforderung zum Registrieren
der Position an das VLR 107 ausgibt, schreibt das VLR 107 die
Ortsinformationen 303 in der Mobilstation-Ortsinformationstabelle 601 neu.
Als ein Merkmal der Erfindung werden die neu geschriebenen Ortsinformationen 303 zur
Verwaltung des IP-Teilnetzes 110 mit der durch die Ortsinformationen 303 selbst
angege benen Funkzelle 103 selbst an das PGW 108 gesendet.
Als Reaktion aktualisiert das PGW 108 nach dem Empfang
der neu geschriebenen Ortsinformationen 303 die Paketleitwegtabelle 601 auf
der Grundlage der von dem VLR 107 übertragenen Ortsinformationen 303,
um das Paket-Senden von der MS 102 oder das Paket-Empfangen
in der MS 102 zu realisieren.
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7 zeigt
die Abfolge zum Registrieren der Position der MS 102.
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Wie
in 7 gezeigt, wird der Prozess zum Registrieren der
Position gestartet, wenn die MS 102 die Anforderung zum
Registrieren der Position über die
BS 104 an die MSC 106 sendet. Bei der ersten Ausführungsform
enthält
die Anforderung zum Registrieren der Position, die von der MS 102 gesendet wird,
die Mobilstation-Benutzerkennung 602 und die IP-Adresse 302 des
mit der MS 102 verbundenen Datenterminals 112.
Hierbei wird die Mobilstation-Benutzerkennung 602 durch
den vorherigen Prozess zum Registrieren der Position oder zum Aktualisieren der
Position erhalten, wie nachstehend beschrieben.
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Wenn
die MSC 106 eine Anforderung zum Empfangen der Position
von der MS 102 erhält,
sendet die MSC 106 die Anforderungen zum Registrieren der
Position mit den daran angefügten
Ortsinformationen 303 der MS 102 an das der MSC 106 selbst entsprechende
VLR 107.
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Hier
wird der Inhalt des von dem VLR 107 ausgeführten Prozesses
zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren der Position unter
Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 8 beschrieben.
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Wenn
das VLR 107 eine Anforderung zum Registrieren der Position
von der MSC 106 empfängt, führt das
VLR 107 den Prozess zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren
der Position durch.
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Wie
in 8 gezeigt, gibt das VLR 107 bei dem Prozess
zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren der Position eine
Benutzerauthentifizierung und einen Codeschlüssel an die MS 102,
die die Registrierung angefordert hat (Schritt 801).
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Danach
bestimmt das VLR 107 anhand der Mobilstation-Benutzerkennung 602,
ob die MS 102 die Roaming-MS (das heißt die von einem weiteren VLR
verwaltete MS) ist (Schritt 802). Handelt es sich um die
Roaming-MS, registriert die MS 102 die Roaming-Position
in dem VLR 107 (Home-Ortsregister der MS 102),
das die Ortsinformationen und die Teilnehmerinformationen für die MS 102 verwaltet (Schritt 803).
Das Benutzerprofil der MS 102 wird aus dem VLR 107 auf
die MS 102 selbst kopiert (Schritt 804).
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In
der Folge weist das VLR 107 der MS 102 eine neue
Mobilstation-Benutzerkennung 602 zu (Schritt 805).
Danach registriert das VLR 107 die Ortsinformationen 303 für die in
der empfangenen Anforderung zum Registrieren der Position enthaltene
MS 102, die IP-Adresse 302 des mit der MS 102 selbst verbundenen
Datenterminals 112 und die neue, in Schritt 805 zugewiesene
Mobilstation-Benutzerkennung 602 in der Mobilstation-Ortsinformationstabelle 601 (Schritt 806).
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Danach
sendet das VLR 107, wie in 7 gezeigt,
einen Bericht über
den Abschluss der Registrierung der Position mit der neuen Mobilstation-Benutzerkennung 602 an
die MSC (Schritt 807). Dadurch kann der Bericht über den
Abschluss der Registrierung der Position von der MSC 106 an
die MS 102 gesendet werden. Die MS 102 kann die
neue Mobilstation-Benutzerkennung 602 aus dem Bericht entnehmen.
Weiter sendet das VLR 107 an das diesem VLR 107 entsprechende
PGW 108 die Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen
mit den Ortsinformationen 303 und der IP-Adresse 302,
so dass das Paket-Routing über
das PGW 108 ermöglicht
wird (Schritt 808). Wenn die MS 102 aus einem weiteren
IP-Teilnetz bewegt wird, sendet das PGW 108, das die Registrierung
der Ortsinformationen empfangen hat, die Informationen an das PGW
in dem Home-Bereich, zu dem die MS 102 gehört.
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Weil
bei der ersten Ausführungsform,
wie vorstehend beschrieben, die von der MS 102 an die MSC 106 gesendete
Anforderung zum Registrieren der Position so beschaffen ist, dass
sie die IP-Adresse 302 des Datenterminals 112 enthält, kann
das VLR 107 die IP-Adresse 302 der MS 102 erhalten. Das
VLR 107 kann die IP-Adresse 302 jedoch aus einer
anderen Komponente wie zum Beispiel der Mobilstation-Benutzerkennung 602 erhalten,
ohne die IP-Adresse 302 in die Anforderung zum Registrieren der
Position einzutragen. Das VLR 107 gibt zum Beispiel die
Mobilstation-Benutzerkennung 602 als einen Schüssel an
das Home-Ortsregister 107 weiter, das dem VLR entspricht,
zu dem die MS 102 gehört, so
dass dem VLR 107 die IP-Adresse 302 des mit der Mobilstation 102 verbundenen
Datenterminals 112 zurückgegeben
werden kann.
-
Die
nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den Inhalt des von dem
PGW 108 ausgeführten Prozesses
zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren der Position unter
Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 9.
-
Wenn
das PGW 108 die Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen
von dem VLR 107 erhält,
führt das
PGW 108 den in 9 gezeigten Prozess zum Empfangen
der Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen aus.
-
Wie
in 9 gezeigt, bestimmt das PGW 108 bei dem
Prozess zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen,
ob die in der erhaltenen Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen
enthaltene IP-Adresse 302 zu dem von dem PGW 108 selbst
verwralteten IP-Teilnetz 110 gehört oder nicht (Schritt 901).
Wenn sie zu dem von dem PGW 108 selbst verwalteten IP-Teilnetz 110 gehört, wird
geprüft,
ob die IP-Adresse 302 in der Home-Paketleitwegtabelle 301 registriert
ist (Schritt 902).
-
Ist
sie nicht registriert, werden die in der erhaltenen Anforderung
zum Registrieren der Ortsinformationen enthaltene IP-Adresse 302 und
die Ortsinformationen 303 in der Home-Paketleitwegtabelle 301 registriert
(Schritt 903).
-
Wenn
die IP-Adresse 302 bereits in der Home-Paketleitwegtabelle 301 registriert
ist (Schritt 902), gibt dies an, dass die mit dem Datenterminal 112 mit
der IP-Adresse 302 verbundene
MS 102 vorübergehend
in ein weiteres IP-Teilnetz 110 und dann wieder in das
lokale IP-Teilnetz 110 zurückgebracht worden ist. Daher
wird der Vorgang zum Löschen
der der IP-Adresse 302 in der Home-Paketleitwegtabelle 301 entsprechenden
PGW-Zieladresse 304 ausgeführt, und stattdessen werden
die in der erhaltenen Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen enthaltenen
Ortsinformationen 303 gesetzt (Schritt 904).
-
Wenn
die in der erhaltenen Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen
enthaltene IP-Adresse 302 zu einem anderen IP-Teilnetz 110 gehört (Schritt 901),
registriert das PGW 108 außerdem die IP-Adresse 302 des
zugehörigen
Datenterminals 112 und die in der erhaltenen Anforderung
zum Registrieren der Ortsinformationen enthaltenen Ortsinformationen 303 der
zugehörigen
MS 103 in der Besucher-Paketleitwegtabelle 401 (Schritt 905).
-
Darüber hinaus
ruft das PGW 108 das Home-PGW 108 zur Verwaltung
des IP-Teilnetzes 110, das
zu der IP-Adresse 302 gehört, aus einer Tabelle 910 ab,
in der sich die aus der IP-Adresse 302 zu extrahierende
IP-Adresse des IP-Teilnetzes 110 entsprechend der IP-Adresse
des PGW 108 zur Verwaltung des IP-Teilnetzes 110 befindet
(Schritt 906).
-
Wie
in 7 gezeigt, sendet das PGW 108 die IP-Adresse 302 des
mit der MS 102, die die Anforderung zum Registrieren ausgegeben
hat, verbundenen Datenterminals 112 und die IP-Adresse
des PGW selbst (die der PGW-Zieladresse 304 für das als
Abrufergebnis erhaltene Home-PGW 108 entspricht) als eine
Mitteilung für
Bewegungsinformationen an das als Abrufergebnis erhaltene Home-PGW 108 (Schritt 907).
-
ei
der ersten Ausführungsform
verbindet die Leiteinheit 220 des PGW 108 das
betreffende PGW 108 mit einem weiteren PGW 108.
In Schritt 907 wird die Mitteilung für Bewegungsinformationen von
der Port-Steuerung 226 des lokalen PGW 108 in
der Form des IP-Pakets, dessen Zieladresse die als Abfrageergebnis
erhaltene IP-Adresse des PGW 108 ist, an das Home-PGW 108 gesendet.
-
Die
nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den Inhalt des von dem
Home-PGW 108 auszuführenden
Prozesses zum Empfangen der Mitteilung für Bewegungsinformationen unter
Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 10.
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Das
Home-PGW 108 führt
den in 10 gezeigten Prozess zum Empfangen
der Mitteilung für Bewegungsinformationen
aus, wenn es die Mitteilung für
Bewegungsinformationen von einem anderen PGW 108 erhält. Wie
in 10 gezeigt, prüft
das Home-PGW 108 in dem Prozess zum Empfangen der Mitteilung
für Bewegungsinformationen,
ob die in der empfangenen Mitteilung für Bewegungsinformationen enthaltene
IP-Adresse 302 des
Datenterminal 112 bereits in der Home-Paketleitwegtabelle 301 registriert
ist oder nicht (Schritt 1001).
-
Ist
sie nicht registriert, werden die IP-Adresse 302 und die
in der empfangenen Mitteilung für
Bewegungsinformationen enthaltene IP-Adresse 304 des Ziel-PGW
in der Home-Paketleitwegtabelle 301 registriert (Schritt 1002).
-
Ist
die IP-Adresse 302 bereits in der Home-Paketleitwegtabelle 301 registriert
(Schritt 1001), wird geprüft, ob die entsprechenden Ortsinformationen 303 für die IP-Adresse 302 bereits
gesetzt sind (Schritt 1003). Sind sie bereits gesetzt,
gibt dies an, dass die mit dem Datenterminal mit der IP-Adresse 302 verbundene
MS 102 in ein anderes IP-Teilnetz 110 gebracht
wird. Daher wird der Vorgang zum Löschen der der IP-Adresse 302 in
der Home-Paketleitwegtabelle 301 entsprechenden Ortsinformationen 303 ausgeführt, und
die in der empfangenen Mitteilung für Bewegungsinformationen enthaltene PGW-Zieladresse 304 wird
in der Home-Paketleitwegtabelle 301 gesetzt (Schritt 1004).
-
Sind
die Ortsinformationen 303 noch nicht gesetzt (Schritt 1003),
gibt dies an, dass die PGW-Zieladresse 304 bereits gesetzt
ist und die mit dem Datenterminal mit der IP-Adresse 302 verbundene
MS 102 vorübergehend
in ein anderes IP-Teilnetz 110 und dann wieder in ein weiteres
IP-Teilnetz 110 zurückgebracht
worden ist. Daher wird der Vorgang zum Neuschreiben der PGW-Zieladresse 304 in
der Home-Paketleitwegtabelle 301 in die in der empfangenen
Mitteilung für
Bewegungsinformationen enthaltene PGW-Zieladresse 304 ausgeführt (Schritt 1005).
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11 zeigt
eine Abfolge für
einen Prozess zum Registrieren einer Roaming-Position in dem VLR 107.
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Nach
dem vorstehend beschriebenen Prozess können die vor der Bewegung in
der Besucher-Paketleitwegtabelle 401 in dem PGW 108 gesetzten
Ortsinformationen 303 durch den Prozess zum Registrieren
der Roaming-Position gelöscht werden,
wie in 11 gezeigt.
-
Das
heißt,
wie in 11 gezeigt, dass das HLR 107,
wenn das Home-Ortsregister 107 (bezeichnet als HLR), das
dem VLR entspricht, zu dem die MS 102 gehört, die
Anforderung zum Registrieren der Roaming-Position erhält, wobei
die Anforderung von dem Ziel-VLR 107 in Schritt 803 in 8 gesendet
wird, die Anforderung zum Löschen eines
Benutzerprofils an das VLR 107 an der vorherigen Position, d.h.
vor der Bewegung, sendet.
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Wenn
das VLR 107 an der vorherigen Position die Anforderung
zum Löschen
des Benutzerprofils von dem HLR 107 empfängt, erhält das VLR 107 die IP-Adresse 302 des
mit der betreffenden MS 102 verbundenen Datenterminals 112 aus
der MS-Ortsinformationstabelle 601 und sendet die Anforderung
zum Löschen
der Ortsinformationen mit der erhaltenen IP-Adresse 302 an
das PGW 108 vor der Bewegung.
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Wenn
das PGW 108 vor der Bewegung die Anforderung zum Löschen der
Ortsinformationen von dem VLR 107 vor der Bewegung erhält, löscht das PGW 108 die
betreffende IP-Adresse 302 und die betreffenden Ortsinformationen 303 aus
der Besucher-Paketleitwegtabelle 401.
-
12 zeigt
die Abfolge für
den Prozess zum Aktualisieren der Ortsinformationen im selben IP-Paketteilnetz.
-
Wie
in 1 gezeigt, empfängt die MS 102 die
von der BS 104 gesendeten Ortsinformationen. Wird eine
Nichtübereinstimmung
der Ortsinformationen in der MS 102 mit den gesendeten
Ortsinformationen festgestellt, wird die Anforderung zum Aktualisieren
der in der MS-Benutzerkennung 602 enthaltenen Position über die
BS 104 an die MSC 106 gesendet.
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Wenn
die MSC 106 die Anforderung zum Aktualisieren der Position
von der MS 102 empfängt, sendet
die MSC 106 die Anforderung zum Aktualisieren der Position
mit den daran angehängten
Ortsinformationen 303 der MS 102 an das der MSC
selbst entsprechende VLR 107.
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Hier
wird der Inhalt des von dem VLR 107 auszuführenden
Prozesses zum Empfangen der Anforderung zum Aktualisieren der Position
unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
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Wenn
das VLR 107 die Anforderung zum Aktualisieren der Position
von der MSC 106 empfängt, führt das
VLR 107 den in 13 gezeigten
Prozess zum Empfangen der Anforderung zum Aktualisieren der Position
aus.
-
Wie
in 13 gezeigt, genau wie bei dem in 8 gezeigten
Prozess zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren der Position,
gibt das VLR 107 zuerst die Benutzerauthentifizierung und
den Codeschlüssel
an die MS 102 weiter (Schritt 1301).
-
In
der Folge weist das VLR 107 der MS 102 eine neue
MS-Benutzerkennung 602 zu (Schritt 1302). Danach
werden die in der empfangenen Anforderung zum Aktualisieren der
Position enthaltenen Ortsinformationen 303 und die der
MS 102 in Schritt 1302 zugewiesene neue MS-Benutzerkennung 602 in
die MS-Ortsinformationstabelle 601 geschrieben (Schritt 1303).
-
Danach
sendet das VLR 107, wie in 12 gezeigt,
den Bericht über
den Abschluss der Aktualisierung der in der neuen MS-Benutzerkennung 602 enthaltenen
Position an die MSC 106 (Schritt 1304). Durch
diesen von der MSC 106 an die MS 102 gesendeten
Bericht kann der MS 102 die neue MS-Benutzerkennung 602 mitgeteilt
werden.
-
Um
die Positions-Aktualisierungsinformationen des PGW 108 mitzuteilen,
sendet das VLR 107 dann die der neuen MS-Benutzerkennung 602,
deren MS-Ortsinformationstabelle 601 in Schritt 1303 aktualisiert
wird, entsprechende IP-Adresse 302 und die Ortsinformationen 303,
deren MS-Ortsinformationstabelle 601 in Schritt 1303 aktualisiert
wird, an das entsprechende PGW 108 als die Anforderung
zum Aktualisieren der Ortsinformationen (Schritt 1305).
-
Andererseits
werden, wenn das PGW 108 die Anforderung zum Aktualisieren
der Ortsinformationen von dem VLR 107 erhält, wenn
die in der empfangenen Anforderung zum Aktualisieren der Ortsinformationen
enthaltene IP-Adresse 302 zu einem weiteren IP-Teilnetz 110 gehört, die
Ortsinformationen 303 der Besucher-Paketleitwegtabelle 401 in
die in der empfangenen Anforderung zum Aktualisieren der Ortsinformationen
enthaltenen Ortsinformationen 303 neu geschrieben. Wenn
sie jedoch zu dem lokalen IP-Teilnetz 110 gehört, werden
die Ortsinformationen 303 der Home-Paketleitwegtabelle 301 in
die in der empfangenen Anforderung zum Aktualisieren der Ortsinformationen
enthaltenen Ortsinformationen 303 neu geschrieben.
-
Die
nachstehende Beschreibung bezieht sich auf das IP-Paket-Leitwegverfahren
unter Verwendung der Home-Paketleitwegtabelle 301 als die von
dem PGW 108 angelegte Besucher-Paketleitwegtabelle 401 unter
Bezugnahme auf 14 bis 19.
-
14A bis 14D zeigen
die jeweiligen Abfolgen für
vier mögliche
Muster des Paket-Routing bzw. der Paket-Leitweglenkung, die von
dem PGW 108 berücksichtigt
werden müssen,
wenn das PGW 108 das IP-Paket von der MS 102 auf
der Sendeseite empfängt,
nachdem das Datenterminal (z.B. 112a) auf der Sendeseite,
das die IP-Pakete
gesendet hat, die Zugangsverbindung unter Verwendung des Ziel-Datenterminals
(z.B. 112c) und der IP-Adresse hergestellt hat.
-
Wie
in 14A gezeigt, zeigt das erste Muster den Fall,
dass bei der Herstellung des Zugangs die IP-Adresse des Ziel-Datenterminals 112 zu
demselben IP-Teilnetz 110 wie das sendende Datenterminal 112 gehört und dass
sich zum Zeitpunkt der Übertragung
der IP-Pakete die mit dem sendenden Datenterminal 112 verbundene
MS 102 in dem betreffenden IP-Teilnetz 110 befindet.
Die Position, an der sich die mit dem Datenterminal 112 auf
der Sendeseite verbundene MS 102 in dem IP-Teilnetz 110 befindet, bedeutet;
dass sich die MS 102 in dem Dienstbereich (derselben Funkzelle 103)
befindet, der das betreffende IP-Teilnetz 110 bildet.
-
In
diesem Fall sendet die mit dem Datenterminal 112 auf der
Sendeseite verbundene MS 102 die IP-Pakete über die
BS 104 und die RNC 105 an das PGW 108.
Diese IP-Pakete werden von dem PGW 108 über die BS 104 und
die RNC 105 an die mit dem Ziel-Datenterminal 112 verbundene
MS 102 übertragen.
-
Wie
weiter in 14B gezeigt, zeigt das zweite
Muster den Fall, dass bei der Herstellung des Zugangs die IP-Adresse
des Ziel-Datenterminals 112 zu demselben IP-Teilnetz 110 wie
das sendende Datenterminal 112 gehört, dass aber zum Zeitpunkt
der Übertragung
der IP-Pakete die mit dem Ziel-Datenterminal 112 verbundene
MS 102 in ein anderes IP-Teilnetz 110 gebracht
wird.
-
In
diesem Fall werden zuerst die IP-Pakete von der mit dem Datenterminal 112 auf
der Sendeseite verbundenen MS 102 über die BS 104 und
die RNC 105 an das PGW 108 übertragen. Diese IP-Pakete
werden sodann von dem PGW 108 an ein weiteres PGW 108 zur
Verwaltung des Ziel-IP-Teilnetzes 110 übertragen, in das die mit dem
Ziel-Datenterminal 112 verbundene MS 102 bewegt
wird. Danach werden die IP-Pakete mittels der Ziel-PGW 108 über die
BS 104 und die RNC 105 an die mit dem Ziel-Datenterminal 112 verbundene
MS 102 übertragen.
-
Wie
in 14C gezeigt, zeigt das dritte Muster den Fall,
dass sowohl bei der Herstellung des Zugangs als auch zum Zeitpunkt
der Übertragung
der IP-Pakete die IP-Adresse
des Ziel-Datenterminals 112 zu einem beliebigen IP-Teilnetz 110 in
dem Mobilkommunikationssystem 101 gehört, jedoch nicht zu demselben
IP-Teilnetz 110 wie das Datenterminal auf der Sendeseite.
-
In
diesem Fall werden zuerst die IP-Pakete von der mit dem Datenterminal 112 auf
der Sendeseite verbundenen MS 102 über die BS 104 und
die RNC 105 an das PGW 108 gesendet. Diese IP-Pakete
werden von dem PGW 108 an ein weiteres PGW 108 zur
Verwaltung des IP-Teilnetzes 110 übertragen, zu dem das Ziel-Datenterminal 112 gehört. Das Ziel-PGW 108 ermöglicht die Übertragung
der IP-Pakete über
die BS 104 und die RNC 105 an die mit dem Ziel-Datenterminal 112 verbundene
MS 102.
-
Wie
in 14D gezeigt, zeigt das vierte Muster den Fall,
dass die IP-Adresse des Ziel-Datenterminals 112 nicht zu
einem der IP-Teilnetze 110 in dem Mobilkommunikationssystem 101 gehört.
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In
diesem Fall werden die IP-Pakete von der mit dem Ziel-Datenterminal 112 verbundenen
MS 102 über
die BS 104 und die RNC 105 an das PGW 108 übertragen.
Danach werden diese IP-Pakete von dem PGW 108 an das Internet 109 übertragen.
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15A und 15B zeigen
die Abfolgen für
zwei mögliche
Muster des Paket-Routing,
die im PGW 108 auftreten können, wenn das IP-Paket von der
MS 102 aus dem Internet 109 empfangen wird, nachdem
das mit der MS 102 verbundene Datenterminal 112 den
Zugang zum Internet 109 hergestellt hat.
-
Wie
in 15A gezeigt, zeigt das erste Muster den Fall,
dass sich zum Zeitpunkt der Übertragung
der IP-Pakete aus dem Internet 109 die mit dem Ziel-Datenterminal 112 verbundene
MS 102 in dem von dem Home-PGW selbst verwalteten IP-Teilnetz 110 befindet.
-
In
diesem Fall werden die aus dem Internet 109 gesendeten
IP-Pakete von dem PGW 108, das die betreffenden Pakete
empfangen hat, über
die BS 104 und die RNC 105 an die mit dem Ziel-Datenterminal
verbundene MS 102 übertragen.
-
Wie
weiter in 15B gezeigt, zeigt das zweite
Muster den Fall, dass die mit dem Ziel-Datenterminal 112 verbundene
MS 102 zum Zeitpunkt der Übertragung der IP-Pakete aus dem Internet 109 in ein
weiteres IP-Teilnetz 110 gebracht wird.
-
In
diesem Fall werden zuerst die aus dem Internet 109 gesendeten
IP-Pakete von dem PGW 108, das diese Pakete empfangen hat,
an ein weiteres PGW 108 zur Verwaltung des IP-Teilnetzes 110 übertragen,
in das die mit dem Ziel-Datenterminal verbundene MS 102 gebracht
wird. Das Ziel-PGW 108 ermöglicht die Übertragung der IP-Pakete über die
BS 104 und die RNC 105 an die mit dem Ziel-Datenterminal
verbundene MS 102.
-
16 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem PGW 18 auszuführenden Prozess zum Empfangen
der IP-Pakete. Der in 16 gezeigte Prozess wird von
der Verwaltungseinheit 210 in dem PGW 108 ausgeführt und
wird durch das Interrupt- oder Unterbrechungssignal von der Leiteinheit 220 gestartet,
wenn diese das IP-Paket empfängt.
-
Wie
in 16 gezeigt, aktualisiert die Verwaltungseinheit 210 des
PGW 108 bei dem Prozess zum Empfangen der IP-Pakete, wenn
die von der Leiteinheit 220 empfangenen IP-Pakete die aus
dem Internet 109 erhaltenen Leitweginformationen enthalten,
die zum Realisieren der Router-Funktion erforderlichen Leitweginformationen
(Schritt 1602). Darüber
hinaus ist der Prozess in Schritt 1602 vergleichbar mit
der Router-Funktion in der normalen Leiteinrichtung (Router).
-
Wenn
die von der Leiteinheit 220 empfangenen IP-Pakete diejenigen
sind, die von einem weiteren PGW 108 übertragen wurden (Schritt 1603),
zeigt die Verwaltungseinheit 210 des PGW 108 an,
dass dies die IP-Pakete sind, die an das Datenterminal mit einer
nicht zu dem lokalen IP-Teilnetz 110 gehörenden IP-Adresse
und an das in das lokale IP-Teilnetz 110 gebrachte Datenterminal übertragen
werden müssen.
Daher wird der nachstehend beschriebene Prozess zum Empfangen der
Pakete ausgeführt (Schritt 1603).
-
Handelt
es sich bei den von der Leiteinheit 220 empfangenen IP-Paketen
nicht um die, die von einem weiteren PGW 108 übertragen
worden sind (Schritt 1603), zeigt die Verwaltungseinheit 210 des PGW 108 an,
dass diese IP-Pakete an das Datenterminal mit einer zu dem lokalen
IP-Teilnetz 110 gehörenden
IP-Adresse übertragen
werden müssen.
Daher wird der nachstehend beschriebene Paketleitwegprozess ausgeführt (Schritt 1605).
-
Die
nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den Inhalt des in Schritt 1605 in 16 auszuführenden
Paketleitwegprozesses unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 17.
-
Wie
in 17 gezeigt, ruft die Verwaltungseinheit 210 des
PGW 108 bei dem Paketleitwegprozess die Home-Paketleitwegtabelle 301 mit
der Zieladresse der von der Leiteinheit 220 empfangenen IP-Pakete
auf (Schritt 1701).
-
Ist
in der Home-Paketleitwegtabelle 301 keine passende IP-Adresse 302 vorhanden
(Schritt 1702), werden die IP-Pakete verworfen (Schritt 1703).
Ist eine passende IP-Adresse 302 in der Home-Paketleitwegtabelle 301 vorhanden
(Schritt 1702), wird geprüft, ob die entsprechenden Ortsinformationen 303 gesetzt
sind (Schritt 1704).
-
Sind
die Ortsinformationen 303 gesetzt (Schritt 1704),
gibt dies an, dass sich das Ziel-Datenterminal in dem lokalen IP-Teilnetz 110 befindet.
Daher führt
die Verwaltungseinheit 210 des PGW 108 einen Suchprozess
auf der Grundlage der festgelegten Ortsinformationen 303 aus
(Schritt 1705). Der Suchprozess wird ausgeführt, um
die BS 104 zur Verwaltung der Funkzelle 103 zu
finden, in der sich die mit dem Ziel-Datenterminal 112 verbundene
MS 102 befindet. Danach werden auf der mit dieser BS 104 verbundenen
PVC die IP-Pakete über
die RNC-Schnittstelle 204 gesendet (Schritt 1706).
-
Sind
keine Ortsinformationen 303 gesetzt (Schritt 1704),
gibt dies an, dass die PGW-Zieladresse 304 gesetzt ist
und das Ziel-Datenterminal in ein anderes IP-Teilnetz 110 gebracht
wird. Daher nimmt die Verwaltungseinheit 210 des PGW 108 eine IP-Kapselung
der IP-Pakete mit der PGW-Zieladresse 304 als Zieladresse
vor und überträgt die gekapselten
Pakete dann über
die Leiteinheit 220 an das Ziel-PGW 108 (Schritt 1707).
-
Die
nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf den Inhalt des in Schritt 1604 in 16 auszuführenden
Prozesses zum Empfangen der zu übertragenden
Pakete unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm in 18.
-
Wie
in 18 gezeigt, extrahiert die Verwaltungseinheit 210 des
PGW 108 bei dem Prozess zum Empfangen der von einem weiteren
PGW 108 gesendeten zu übertragenden
Pakete zuerst die IP-Pakete aus der von der Leiteinheit 220 empfangenen
IP- Paketkapsel (Schritt 1801)
und ruft dann die Besucher-Paketleitwegtabelle 401 mit
der in den extrahierten IP-Paketen enthaltenen Zieladresse auf (Schritt 1802).
-
Ist
in der Besucher-Paketleitwegtabelle 401 keine passende
IP-Adresse 302 vorhanden (Schritt 1803), gibt
dies an, dass sich das Ziel-Datenterminal nicht in dem lokalen IP-Teilnetz 110 befindet.
Daher verwirft die Verwaltungseinheit 210 des PGW 108 die IP-Pakete
(Schritt 1804).
-
Ist
eine passende IP-Adresse 302 in der Besucher-Paketleitwegtabelle 401 vorhanden
(Schritt 1803), gibt dies an, dass sich das Ziel-Datenterminal in
dem lokalen IP-Teilnetz 110 befindet.
Die Verwaltungseinheit 210 des PGW 108 führt den
Suchprozess auf der Grundlage der entsprechenden Ortsinformationen 303 aus
(Schritt 1805). Der Suchprozess wird ausgeführt, um
die BS 104 zu finden, die die Funkzelle 103 verwaltet,
in der sich die mit dem Ziel-Datenterminal verbundene MS 102 befindet.
Außerdem
sendet die Verwaltungseinheit 210 dann auf der mit der
BS 104 verbundenen PVC die IP-Pakete über die RNC-Schnittstelle 204 (Schritt 1808).
-
19 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem PGW 108 auszuführenden Prozess zum Empfangen
der IP-Pakete.
-
Der
in 19 gezeigte Prozess muss von der Verwaltungseinheit 210 des
PGW 108 ausgeführt werden.
Der Prozess wird durch das Interrupt- oder Unterbrechungssignal
von der RNC-Schnittstelle 230 gestartet. Die Schnittstelle 230 empfängt von
dem mit der MS 102 in dem lokalen IP-Teilnetz 110 verbundenen
Datenterminal 112 gesendete ATM-Zellen und wandelt diese
in die IP-Pakete um.
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Wie
in 19 gezeigt, bestimmt die Verwaltungseinheit 210 des
PGW 108 bei dem Prozess zum Empfangen der IP-Pakete, ob
die von der RNC-Schnittstelle 230 empfangenen IP-Pakete
denen entsprechen, die von der RNC 105 empfangen werden,
oder jenen, die von dem VLR 107 auf dem Übertragungsweg
der IP-Pakete, d.h. der PVC, empfangen werden (Schritt 1901).
Wenn diese IP-Pakete von dem VLR 107 empfangen werden,
führt die
Verwaltungseinheit 210 den in 9 gezeigten
Prozess zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen,
den in 10 gezeigten Prozess zum Empfangen
der Mitteilung für
Bewegungsinformationen oder den vorstehenden Prozess zum Empfangen
der Anforderung zum Löschen
der Ortsinformationen aus (Schritt 1902).
-
Werden
die IP-Pakete von der RNC 105 empfangen (Schritt 1901),
prüft die
Verwaltungseinheit 210 des PGW 108, ob die aus
der in den IP-Paketen angegebenen Zieladresse zu extrahierende IP-Adresse
des IP-Teilnetzes 110 der IP-Adresse des lokalen IP-Teilnetzes 110 entspricht.
Damit wird kontrolliert, ob die betreffenden Pakete für das lokale IP-Teilnetz 110 bestimmt
sind (Schritt 1903).
-
Sind
diese IP-Pakete nicht für
das lokale IP-Teilnetz 110 bestimmt (Schritt 1903),
wählt die Verwaltungseinheit 210 des
PGW 108 die Ziel-Leiteinheit 220 auf der Grundlage
der Leitwegtabelle aus. Ein Weiterleitungsprozess wird für die IP-Pakete in
der normalen Leiteinrichtung ausgeführt. Dieser Weiterleitungsprozess
dient zur Übertragung
der IP-Pakete an das betreffende IP-Teilnetz 110, indem die
IP-Pakete in einen Pufferspeicher 224 der ausgewählten Leiteinheit 220 übertragen
werden (Schritt 1904).
-
Wenn
diese IP-Pakete für
das lokale IP-Teilnetz 110 bestimmt sind (Schritt 1903),
führt die
Verwaltungseinheit 210 des PGW 108 den in 17 gezeigten
Paketleitwegprozess aus (Schritt 1905).
-
Wie
vorstehend beschrieben, sind bei der ersten Ausführungsform zwei oder mehr PGWs 108 zwischen
dem Mobilkommunikationssystem 101 und dem Internet 109 vorgesehen.
Daher können
mehrere IP-Teilnetze 110 entsprechend den PGWs 108 in dem
Mobilkommunikationssystem 101 eingerichtet werden.
-
Bei
der ersten Ausführungsform
enthält
die von der MS 102 gegebene Anforderung zum Registrieren
der Position die IP-Adresse 302. Zu bestimmten Zeiten teilt
das VLR 107 in den Prozessen zum Registrieren der Position
und zum Aktualisieren der Position dem PGW 108 die IP-Adresse 302 des
MS 102 und die Ortsinformationen 303 mit. Wenn
die von dem VLR 107 mitgeteilte IP-Adresse 302 nicht
zu dem lokalen IP-Teilnetz 110 gehört, teilt
das PGW 108 außerdem
die IP-Adresse 302 und die lokale IP-Adresse (PGW-Zieladresse 304)
des PGW 108 mit, das das IP-Teilnetz 100 verwaltet,
zu dem die IP-Adresse 302 gehört. Daher kann nach der ersten Ausführungsform,
auch wenn sich das Datenterminal 112 zwischen den IP-Teilnetzen 110 bewegt,
das Paket-Routing
realisiert werden, mit dem die IP-Pakete an die mit dem Datenterminal 112 verbundene
MS 102 gesendet werden können. Das heißt, das
mit dem Internet 109 verbundene Mobilkommunikationssystem 101 kann
einen optimalen Weg für
eine IP-Paketübertragung
von der MS 102 an das Internet 109 oder umgekehrt
in dem System selbst wählen.
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Wie
vorstehend beschrieben, erlaubt der Aufbau nach der ersten Ausführungsform
ein Bewegen des Datenterminals zwischen den IP-Teilnetzen 110 und
dementsprechend die Bewegung des Datenterminals 112 zwischen
den IP-Teilnetzen 110, die jeweils zu einem weiteren Mobilkommunikationssystem 101 gehören.
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Weiter
ist bei der ersten Ausführungsform
die IP-Paketübertragung
an die MS 102 auf der Grundlage der bekannten Bewegungsverwaltung
in dem Mobilkommunikationssystem 101 realisiert. Dadurch entfällt ein
großer
Aufwand in Zusammenhang mit der Bewegungsverwaltung, wenn das mobile
IP für das
Mobilkommunikationssystem 101 angewendet wird.
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Weiter
kann bei der ersten Ausführungsform die
IP-Adresse des Datenterminals fest sein. Dadurch entfällt auch
die Kommunikation zum Erhalten der IP-Adresse des Datenterminals,
wenn die IP-Paketübertragung
auf Initiative des Netzes erfolgt.
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Wie
aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, stimmt bei der ersten
Ausführungsform
die Gruppe der MS 102, deren Ortsinformationen und Teilnehmerinformationen
von dem VLR 107 verwaltet werden, nicht unbedingt mit der
Gruppe der Datenterminals überein,
deren IP-Adressen von dem PGW 108 verwaltet werden. Bei
dem in 1 gezeigten Aufbau werden daher die Ortsinformationen
und die Teilnehmerinformationen für jede MS 102 in der
MSC 106 von dem der MSC 106 entsprechenden VLR 107 verwaltet.
Zu einer bestimmten Zeit sind alle mit der MSC 106 verbundenen
RNC 105 mit einem PGW 108 verbunden. Daher ist
der gesamte Dienstbereich, dessen Verbindungen von einer MSC 106 gesteuert
werden, so aufgebaut, dass er mit dem einem PGW 108 entsprechenden
IP-Teilnetz 110 übereinstimmt.
Eine bestimmte Installation der RNC 105 macht es jedoch
möglich,
dass die mit einer weiteren MSC 106 verbundene RNC 105 mit
einem PGW 108 verbunden sein kann.
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Die
nachstehende Beschreibung bezieht sich auf die zweite Ausführungsform
der Erfindung unter Bezugnahme auf 20 und 21.
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Bei
der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform gehört die IP-Adresse des mit der MS 102 verbundenen
Datenterminals 112 zu einem beliebigen IP-Teilnetz 110.
Das heißt,
die IP-Adresse muss von einem beliebigen PGW 108 verwaltet
werden. Das Datenterminal, dessen IP-Adresse zu einem weiteren IP-Netz
gehört,
kann jedoch in das Mobilkommunikationssystem 101 gebracht
werden, in dem das Datenterminal mit der MS 102 verbunden ist,
wenn es in Betrieb ist.
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Wenn
ein solches Datenterminal im Betrieb mit der MS 102 in
dem Mobilkommunikationssystem 101 verbunden ist, kann das
Datenterminal nach der zweiten Ausführungsform auf das IP-Netz,
zu dem die IP-Adresse des Datenterminals gehört, und auf das Internet 109 zugreifen,
ohne die IP-Adresse des Datenterminals aktualisieren zu müssen.
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20 zeigt
einen Aufbau des Mobilkommunikationssystems nach einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
in 20 gezeigt, umfasst das Mobilkommunikationssystem 101 nach
der zweiten Ausführungsform
genau wie das in 1 gezeigte Mobilkommunikationssystem
nach der ersten Ausführungsform
mehrere Mobilstationen 102.
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Wie
in 20 gezeigt, ist das Mobilkommunikationssystem 101 nach
der zweiten Ausführungsform über ein
PGW 108 mit dem Internet 109 verbunden, so dass
ein IP-Teilnetz 110 in dem Mobilkommunikationssystem 101 eingerichtet
ist.
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Hierbei
weist das PGW 108 eine „Foreign Agent"-Funktion im mobilen
IP auf.
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Außerdem ist
hierbei ein internes Netz 2002 über eine Leiteinrichtung 2003 mit
einer „Home Agent"-Funktion im mobilen
IP mit dem Internet 109 verbunden.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
wird das Datenterminal 2001, dessen IP-Adresse zu dem internen Netz 2002 gehört, in das
Mobilkommunikationssystem gebracht, wo es ohne Änderung der IP-Adresse benutzt
wird.
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Bei
der zweiten Ausführungsform
führt das PGW 108 in
dem Prozess zum Registrieren der Position der mit dem Datenterminal 2001 verbundenen MS 102,
der ausgeführt
werden muss, wenn das Datenterminal 2001 in das Mobilkommunikationssystem 101 gebracht
wird, außerdem
einen anderen Prozess zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren der
Ortsinformationen als bei der ersten Ausführungsform aus. Das bedeutet,
dass der Aufbau nach der zweiten Ausführungsform einen anderen von dem
PGW 108 auszuführenden
Prozess zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen
als bei dem Aufbau nach der ersten Ausführungsform aufweist.
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21 zeigt
ein Ablaufdiagramm für
einen von dem PGW 108 auszuführenden Prozess zum Empfangen
einer Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen.
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Wie
in 21 gezeigt, bestimmt das PGW 108 bei
dem Prozess zum Empfangen der Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen,
ob die in der empfangenen Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen
enthaltene IP-Adresse 302 zu dem lokalen IP-Teilnetz 110,
d.h. dem von dem PGW 108 selbst verwalteten IP-Teilnetz
gehört
(Schritt 2101).
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Gehört sie zu
dem lokalen IP-Teilnetz 110, wird der gleiche Prozess wie
in den Schritten 902 bis 904 in 9 ausgeführt (Schritte 2102 bis 2104). Weiter
können,
wenn die in der empfangenen Anforderung zum Registrieren der Ortsinformationen
enthaltene IP-Adresse 302 zu einem anderen IP-Teilnetz 110 gehört (Schritt 2101),
die IP-Adresse 302 und die in der empfangenen Anforderung
zum Registrieren der Ortsinformationen enthaltenen Ortsinformationen 303 in
der Besucher-Paketleitwegtabelle 401 registriert werden
(Schritt 2105).
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Weiter
ruft das PGW 108 aus einer Tabelle 2200, in der
die aus der IP-Adresse 302 zu extrahierenden IP-Adressen
des IP-Teilnetzes enthalten sind, das PGW 108 zur Verwaltung
des IP-Teilnetzes 110 auf, zu dem die IP-Adresse 302 gehört, in Entsprechung
zu den IP-Adressen des PGW 108 zur Verwaltung des IP-Teilnetzes 110 (Schritt 2106).
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Kann
das PGW 108 aufgerufen werden (Schritt 2107),
enthält
das mit der MS 102 verbundene Datenterminal die IP-Adresse 302,
die zu dem IP-Teilnetz 110 des Mobilkommunikationssystems 101 gehört. Dadurch
führt das
PGW 108 den gleichen Prozess wie in Schritt 907 in 9 aus
(Schritt 2108).
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Wenn
andererseits das PGW 108 in Schritt 2106 nicht
aufgerufen werden kann, erkennt das PGW 108, dass das mit
der MS 102 verbundene Datenterminal aus dem IP-Netz über das
Internet 109 nach außerhalb
des Mobilkommunikationssystems 101 gebracht worden ist.
In diesem Fall führt
das PGW 108 die „Foreign
Agent"-Funktion
aus (Schritt 2109).
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Die „Foreign
Agent"-Funktion
des PGW 108 speichert die IP-Adresse des Datenterminals 2001 und überträgt die Adresse
bei der „Foreign Agent"-Funktion (die der „Foreign
Agent"-Funktion selbst
zugewiesene IP-Adresse) an die „Home Agent"-Funktion der Leiteinrichtung 2003.
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Dadurch
kann das PGW 108 das Datenterminal 2001 mit Hilfe
der „Foreign
Agent"-Funktion
als das Datenterminal mit der zu dem lokalen IP-Teilnetz 110 gehörenden IP-Adresse
behandeln. Weiter ermöglicht
die Leiteinrichtung 2003 die Übertragung der an das Datenterminal 2001 zu übertragenden IP-Pakete
an die „Foreign
Agent"-Funktion des PGW 108 entsprechend
der Adresse bei der „Foreign Agent"-Funktion. Dies bedeutet,
dass das PGW 108 die IP-Pakete durch Ausführen des
in 16 gezeigten Prozesses zum Empfangen der IP-Pakete
an das Datenterminal 2001 übertragen kann.
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Wie
vorstehend beschrieben, kann nach der zweiten Ausführungsform
die Bewegung des Datenterminals 2001 aus einem anderen
IP-Netz in das IP-Teilnetz 110 des Mobilkommunikationssystems 101 realisiert
werden, ohne die IP-Adresse des Datenterminals 2001 zu ändern. In
diesem Fall kann das Datenterminal 2001 so betrieben werden,
als unterstütze
es das mobile IP auf der Leiteinrichtung 2003, ohne das
Programm des mobilen IP zu laden.
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Bei
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Mobilstation
verbunden mit dem Datenterminal gezeigt. Für den Fachmann ist jedoch ersichtlich,
dass die Erfindung auch für
eine integral mit dem Datenterminal verbundene Mobilstation gelten
kann.