VERFAHREN AND VORRICHTUNGEN ZUR BEREITSTELLUNG EINES MOBILITÄTSMANAGEMENTS
Beschreibung
Verfahren und Vorrichtungen zur Bereitstellung eines Mobili¬ tätsmanagements zur drahtlosen paketorientierten Übertragung von Daten zwischen einem mobilen Terminal und einem Zielkno¬ ten innerhalb eines mobilen Kommunikationsnetzes
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtungen zur Bereitstellung eines Mobilitätsmanagements zur drahtlosen pa- ketorientierten Übertragung von Daten zwischen einem mobilen Terminal und einem Zielknoten innerhalb eines mobilen Kommu- nikationsnetzes.
Die praktische und theoretische Ausbildung solcher paketori- entierten mobilen Netze erfolgen heute auf zwei prinzipielle Arten:
Zellulare Netze:
Zellulare Netze stellen die wohl umfangreichsten Mobilitäts¬ funktionen aller bekannten Netztopologien zur Verfügung. Die¬ se sind äußerst komplex, da sie hauptsächlich für symmetri¬ sche Dienste mit nahezu 100% Verfügbarkeit entworfen wurden (Sprachdienste) . Die Hauptmerkmale (nicht vollständig) lassen sich wie folgt beschreiben:
a) im Netz muss jederzeit bekannt sein, über welchen Ra¬ diozugangspunkt ein Teilnehmer erreicht werden kann. Hierzu muss bei jedem Wechsel eines Radiozugangspunk- tes bzw. eines Clusters von Radiozugangspunkten eine örtliche Registrierung des Teilnehmers (Location Up¬ date) erfolgen. Um die Anzahl der Registrierungen zu optimieren, wird ein hierarchisches Registrierungs¬ verfahren (HLR/VLR) eingeführt, dass - insbesondere im Falle eines Handovers - zu sehr komplexen Signali- sierungsabläufen führt.
b) Symmetrische Dienste. Ein Teilnehmer kann anrufen (MOC) oder angerufen werden (MTC) . Im letzteren Falle muss der Teilnehmer mit Hilfe der unter a) beschrie¬ benen Mechanismen „ausfindig" und über die Luft- Schnittstelle adressiert werden (paging) . c) An ein Netz angeschlossene Teilnehmerstationen können mehrere logische, administrative bzw. physikalische Zustände haben. So kann es aktive Teilnehmerstationen geben, die einen Datentransfer haben, sowie passive (idle) , deren örtliche Aufenthaltsinformationen im Netz gepflegt und für welche ggf. Radioressourcen vorgehalten werden müssen. d) Speziell in 3G Systemen gibt es eine sehr enge Ver¬ zahnung von Radio Interface und Netz Funktionen, die bis in die terrestrische Signalisierung hineinreichen (serving/controling) .
Zellulare Datendienste werden i.d.R. unter Nutzung / Erweite¬ rung dieser Infrastruktur ermöglicht (GPRS/UMTS) . Dies hat z.T. gravierende Auswirkungen auf das Gesamtnetz, birgt große finanzielle Risiken und trifft oftmals nicht die Teilnehmer- Erwartungen an den Dienst. Alles in allem sind auf diese Art angebotene Dienste aus Teilnehmer-Sicht zu teuer, technisch ist die Anwendung der zellularen Mechanismen für einen best- effort-packet-data Dienst zu aufwendig.
Radiounabhängige Netze:
Mobile IP bietet eine verfügbare, leicht zu implementierende Möglichkeit, unabhängig vom Access Medium (Draht oder Luft) eine rudimentäre - für Paket Datendienste aber durchaus aus¬ reichende - Möglichkeit, das Umschalten von Datenströmen zu ermöglichen. Hierbei wird der IP-Datenstrom (Payload) in ei¬ nem IP-Tunnel, welches zwischen einem Teilnehmer-seitigen As- soziierungspunkt (Foreign Agent, FA) und einem Netz-seitigen Assoziierungspunkt (Home Agent, HA) flexibel auf-" und abge¬ baut wird, geführt. Im Falle der Unterbrechung der Zugangs-
möglichkeit (Kabel gezogen, Radio Verbindung gekappt) und dem anschließenden Wiederaufbau (Kabel wieder eingesteckt an an¬ derer Stelle, Radio Verbindung zu anderem Funkzugangspunkt hergestellt) wird das Mobile IP Tunnel entsprechend nachge- führt, die Nutzdaten bleiben davon unberührt. Außer einer zeitlichen Verzögerung im Handover Fall (1-5 Sekunden) und evtl. Paketverlust - beides ist für Paket-Datenverbindungen akzeptabel - gibt es keine sichtbaren Auswirkungen für den Teilnehmer.
Im Falle eines Funk-basierten Zugangs jedoch sind erhebliche Auswirkungen auf das Radio Netz zu erwarten: so könnte eine Teilnehmerstation, während sie sich im Netz bewegt, eine Funkverbindung zu einem Radiozugangspunkt aufrechterhalten, bis diese definitiv zusammenbricht. Zu diesem Zeitpunkt könn¬ te sie sich aber schon in der über-übernächsten Funkzelle be¬ finden - sie hat durch dieses Verhalten massive Störungen in den dazwischen liegenden Zellen verursacht.
Derzeit wird „Iayer2 aware Mobile IP" diskutiert. Dies würde aber eine Änderung des MIP-Standards erfordern. Zudem zielten diese Überlegungen darauf ab, die Handover-Zeiten zu verkür¬ zen (um z.B. VoIP zu ermöglichen) und weniger um Interferenz aus dem System zu nehmen.
Die Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren bzw. eine Netz¬ infrastruktur zur paketorientierten Übertragung von Daten in einem drahtlosen Zugangsnetz, welche die Grundfunktionen, die die Mobilität der einzelnen Teilnehmerstationen in soweit un- terstützt, dass ein nahtloser Sprach-/Daten-Service möglich ist und die Auswirkungen der Mobilität auf die Qualität der Luftschnittstelle minimiert werden.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtungen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der- Erfindung sind in den abhängigen Patent¬ ansprüchen gekennzeichnet.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht in einem Ver¬ fahren zur Bereitstellung eines Mobilitätsmanagements zur pa¬ ketorientierten Übertragung von Daten zwischen einem mobilen Terminal und einem Zielknoten innerhalb eines mobilen Kommu- nikationsnetzes. Das Mobile Terminal steht in Verbindung mit einer Radiozugangsstation und nach einem Verbindungswechsel tritt es in Verbindung mit einer anderen Radiozugangsstation,, die beide jeweils eine Verbindung über einen Agentenknoten zu einem Zielknoten aufweisen. Die Ursprungs- und Zieladressen werden dabei trotz des Verbindungswechsels beibehalten, wo¬ hingegen eine von der Radiozugangsstation dem Mobilen Termi¬ nal zusätzlich zugewiesene lokale Netzadresse geändert wird. Hierbei werden die Daten zwischen dem mobilen Terminal (mobi- Ie Host) und einer Radiozugangsstation (foreign agent) über eine mittels zentraler Einrichtungen des mobilen Kommunikati¬ onsnetzes gesteuerten Funkverbindung übertragen werden und die Daten zwischen einer Radiozugangsstation (foreign agent) und dem Zielknoten (corresponding host) über eine paketorien- tierte Verbindung mit Mobile IP-Steuerungsmechanismen über¬ tragen werden. Für die Funkverbindung wird vorzugsweise ein zellularer Steuerungsmechanismus verwendet.
Die Steuerung der Funkverbindung (WiMax) und der Wechsel der Funkverbindung von einer Radiozugangsstation zu einer anderen Radiozugangsstation (handover) erfolgt vorzugsweise unabhän¬ gig von der Steuerung der paketorientierten Datenverbindung (Mobile IP) .
Ein weiterer Aspekt der Erfindung besteht in der Ausgestal¬ tung einer Radiozugangsstation und eines mobilen Terminal zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens.
Dabei weist die Radiozugangsstation - Mittel zur Zuweisung und/oder Änderung einer einem Mobilen Terminal zuzuweisenden Netzadresse unter Beibehaltung der Ur-" sprungs- und Zieladressen,
- Mittel zum Senden/Empfangen von Daten unter Verwendung von zellularen Steuerungsmechanismen über eine Funkverbindung zwischen dem mobilen Terminal (Mobile Host) und einer Radio¬ zugangsstation (foreign agent) , - Mittel zum Senden/Empfangen von Daten unter Verwendung von IP-Steuerungsmechanismen über eine paketorientierte Verbin¬ dung zwischen einer Radiozugangsstation (foreign agent) und dem Zielknoten (corresponding host) und
- Mittel zum Senden/Empfangen von Informationen zum Steuern der Funkverbindung auf.
Das mobile Terminal weist
- Mittel zum Empfangen einer dem Mobilen Terminal zuzuweisen- den Netzadresse unter Beibehaltung der Ursprungs- und Zielad¬ ressen,
- Mittel zum Senden/Empfangen von Daten unter Verwendung von zellularen Steuerungsmechanismen über eine Funkverbindung zwischen dem mobilen Terminal (Mobile Host) und einer Radio- Zugangsstation (foreign agent) und
- Mittel zum Senden/Empfangen von Informationen zum Steuern der Funkverbindung auf.
Im vorgeschlagenen Verfahren werden bekannte Mechanismen zum Transport von Paketdaten in Netzen mit nomadischem Teilneh¬ merverhalten verknüpft mit modifizierten, zellularen und nicht-zellularen Verfahren zur Mobilitätssteuerung und Radio Zugriffen. Beide Mechanismen sind vorzugsweise entkoppelt.
Folgendes sind die Grundzüge der vorgeschlagenen Architektur.
A) Das Mobility Management wird reduziert auf das abso¬ lut notwendige Maß. a. Es gibt keinen IdIe Mode, Terminals sind entweder connected- oder not connected; dadurch entfällt das Paging.
b. Jede Verbindungsinitiative geht vorzugsweise vom Terminal aus, es werden keine Pull-Dienste (auf Ra- dio-Layer) unterstützt.
B) Radio Management und Payload Routing sind unabhängig voneinander.
C) Grundsätzlich wird von einem Terminal initiierten Ra¬ dio Access Verhalten ausgegangen, das Netz unter¬ stützt den Radio Access ergänzend in bestmöglicher Weise.
Das Prinzip lässt sich insgesamt als eine Kombination zweier unabhängiger Mechanismen beschreiben.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachste- hend beschriebenen, anhand einer Zeichnung erläuterten Äus- führungsformen.
Die Zeichnung zeigt:
Figur 1 eine schematisch dargestellte typische Netzkonfigura¬ tion für das Mobil IP,
Figur 2 schematisch eine Konfiguration zum so genannten Pay- load-Routing mittels Mobile IP,
Figur 3 schematisch ein vereinfachtes Mobilitäts-Management zur paketorientierten Übertragung von Daten,
Figur 4a und 4b die Funktionsweise des Systems am Beispiel eines Handovers und
Figur 5 eine WiMax-Architektur.
Figur 1 zeigt die einzelnen Netzknoten das Mobile Terminal Mobile Host, die Assoziierungsknoten Foreign Agent and Home Agent und -den Zielknoten Corresponding Host, die untereinan¬ der - wie in der Figur gezeigt - in Verbindung stehen.
Die Payload (die vom Teilnehmer verursachten/angeforderten Nutzdaten) werden mit Hilfe solcher (bekannter) Verfahren ge¬ routet, die es ermöglichen, nicht unterbrechungsfreie Verbin¬ dungen zu nutzen. Ein Beispiel hierfür kann durch das bekann- te Mobile IP gegeben sein. Figur 1 beschreibt eine verein¬ fachte Darstellung von Mobile IP.
Ein Teilnehmer (Mobile Host) baut eine IP-Verbindung zu einem anderen Teilnehmer (Corresponding Host, z.B. ein http-Server im Internet) unter Verwendung von Mobile IP auf. Hierbei ver¬ wendet der Teilnehmer beim Verbindungsaufbau seine eigene IP- Adresse als Ursprungsadresse und die IP-Adresse des Cor¬ responding Node als Zieladresse. Verwendung von Mobile IP be¬ deutet, dass der Mobile Host auf die Verfügbarkeitsanzeigen eines Foreign Agent hört, welche z.B. periodisch von diesem ausgesendet werden. Wird ein passender (authentisierter) Fo¬ reign Agent erkannt, assoziiert sich der Mobile Host mit dem Foreign Agent, indem er von diesem eine weitere IP-Adresse zugewiesen bekommt (Care-Of-Address) . Verbindungsaufbau mit dem Corresponding Node bedeutet nun, dass eine IP-Verbindung zwischen dem Foreign Agent und dem Mobile Host mittels Care- Of-Address erfolgt (in der Figur 1 die graue, untere Verbin¬ dung) über diese wird dann die eigentliche IP-Verbindung mit dem Corresponding Host erfolgen. Der Foreign Agent wiederum baut die Verbindung immer über den Home Agent auf, ebenfalls mittels IP-in-IP Tunnel. Somit ist gewährleistet, dass, über welchen Foreign Agent auch immer der Teilnehmer einen Verbin¬ dungsaufbau herstellt, der Corresponding Node immer nur eine Adresse, nämlich die des Home Agent kennen muss. Die Mobili- tat des Teilnehmers bleibt dem Corresponding Node verborgen. Ändert der Mobile Host seinen Verbindungszugang, indem er z.B. die Ethernet-Kabelverbindung kappt, in einen anderen Be¬ sprechungsraum an einem anderen Ort geht und dort wiederum eine LAN-Verbindung herstellt, so würde er dort wiederum eine Assoziierung aufgrund von Advertisings zu einem anderen Fo- reJLgn.Host -herstellen- und unter Benützung einer neuen Care- Of-Address - jedoch unter Weiterverwendung der gleichen Ur-
sprungs- und Ziel-IP-Adressen - die bestehende Verbindung zum Corresponding Host fortführen. Hierbei würde somit ein neues IP-in-IP Tunnel über den neuen Foreign Agent zum Home Agent (obere, hellere Verbindung) erstellt. Aus Sicht des Cor- responding Host wurde die Verbindung nie unterbrochen.
Hiermit könnte man sich folgende, einfache Konfiguration - wie in Figur 2 dargestellt - vorstellen.
Eine Basisstation eines Paket-Daten-Zugangsnetzes ist so aus¬ gebildet, dass sie alle Aspekte einer Luftschnittstelle ab¬ deckt (terminiert), z.B. eine Luftschnittstelle gemäß dem 802.16 Standard. Weiterhin ist sie netztopologisch ein Router bzw. eine Bridge (Paketweitergabe anhand der IP bzw. MAC- Adresse) . Zudem beinhaltet sie die Funktion eines Mobile-IP- Foreign Agent. Ein mobiler Teilnehmer kann nun Radio Access zu dieser Basisstation und diese mittels ihrer Foreign Agent Funktion ein IP Tunnel zum Home Agent aufbauen. Würde nun die Radioqualität so schlecht, dass die Verbindung abreißt, so könnte eine Assoziation zu einer neuen Basisstation, einem neuen Foreign Agent erfolgen und das MIP Tunnel über diese geleitet werden. Der damit verbundene (u:U. mehrsekundige) Übertragungsausfall bzw. Paketverlust sind in der IT-Welt durchaus üblich und würden vom Teilnehmer gewöhnlich noch nicht einmal bemerkt.
Dennoch hätte eine solche Ausgestaltung signifikante Nachtei¬ le, die eine solche Implementierung unwahrscheinlich erschei¬ nen lassen.
Teilnehmer erwarten hohe Datenraten bei geringem Nutzungsent¬ gelt. Die für solche Dienste verfügbaren Frequenzen bzw. Bandbreiten sind limitiert. Deshalb ist es notwendig, eine spektrale Effizienz (Bit pro Sekunde pro Herz) zu erreichen, die um mindestens eine Größenordnung über denen gängiger 2G / 3G -Systeme -liegt. Entsprechende 4G-Standards wie 802.1βä/d bzw. 802.16e können dies erreichen, jedoch nur unter Anwen-
dung spezifischer technischer Erweiterungen wie Smart Anten- nas und Beamforming. Hierbei muss die Interferenz der Teil¬ nehmer und Basisstationen untereinander auf ein Minimum redu¬ ziert werden.
In einem System wie oben beschrieben, würden Teilnehmerendge¬ räte die Verbindung lange halten. U.U. würden Teilnehmer be¬ reits mehrere Zellen durchschritten haben (insbesondere wenn transmit power control genutzt wird) , bevor die Verbindung abbricht. Hierbei würden sie in den Nachbarzellen so starke Interferenzen erzeugen, dass ein Betrieb unter Nutzlast sehr eingeschränkt möglich wäre.
Ein wesentlicher Bestandteil des hier beschriebenen Verfah- rens besteht nun darin, den Mobile IP basierten Datenaus¬ tausch mit einem einfachen netzunterstützenden Radio Manage¬ ment zu verknüpfen, ohne dass die beiden Verfahren notwendi¬ ger Weise eng miteinander verzahnt sein müssen. D.h., der Transport der Paketdaten erfolgt mittels den Mechanismen von Mobile IP, ein entsprechendes Mobility Management ermöglicht den Radiozugang zu entsprechend ausgewählten Zugangspunkten.
Ein solches System könnte (eine von vielen möglichen Ausprä¬ gungen) aus einer Basisstation bestehen, die IP-Netz topolo- gisch Router oder Bridges oder Hubs darstellen, wie z. B. in Figur 3 gezeigt als Ausprägung als Router, da diese Plattform häufig mit einer Zusatzfunktionalität angereichert wird) . Die Plattform wird ergänzt durch ein Radio-Modul, basierend z.B. auf der WiMax Technologie 802.16 (e) .
Zusätzlich verfügt diese Basisstation über weitere Mobility Management betreffende Funktionen, die ihrerseits mit Netz¬ einrichtungen (Mobility Servern) kommunizieren, die Basissta¬ tion übergreifende Mobilität unterstützen bzw. abhandeln. Mobility Management kann auf unterschiedlichen Layern des
ISO/OS-I- Schichten Modells eingreifen, exemplarisch, weil we¬ sentlich, sind hier der Link Layer (LNK Mgmt) , der Network
Layer (NWK Mgmt) sowie eine höhere, Zugriffsrechte aufgrund passender Identitäten verwaltende Schicht (Ident Mgmt) , auf¬ gezeigt.
Die entsprechenden Netzfunktionen können über mehrere Ein¬ richtungen verteilt sein.
Funktionsweise des Mobility Managements
Ein solches Netz für drahtlosen, mobilen IP/Ethernet Zugang benötigt folgende Mobilitäts-Grundfunktionen.
a) Identity Management
Jede Basisstation soll Kennungen rundsenden (broadcast) , die ein mobiles Terminal in die Lage versetzen, vor ei¬ nem Zugriff festzustellen (durch Vergleich mit abgespei¬ cherten Identitäten) , ob überhaupt Zugriffsrechte beste¬ hen oder nicht. Werden vom Terminal Zugriffsrechte er¬ mittelt, darf dieses über das Air Interface zugreifen, im Gegenzug muss aber vom Netz gewährleistet sein, das das Terminal / der User auch tatsächlich diesen Dienst erhalten kann. Hierzu kann eine bekannte Funktion (PARK/PLI [DECT], LAL [GSM] in modifizierter Form Anwen¬ dung finden. Entsprechende Funktionalitäten einer Basisstation (was ist rundzusenden) werden von einer Netzeinrichtung ge¬ steuert (Ident. Mgmt) .
Mit Hilfe dieser Funktionalität können auch netzüber¬ greifende Zugriffsrechte ausgesendet werden (Roaming) oder Dienstebereiche lokal eingegrenzt werden (z.B. nur an Bahnhöfen, in der ganzen Stadt) .
b) Zugriffs-Initiierung
Bevorzugt entscheidet das Terminal wann und auf welche Basisstation zugegriffen wird, also welche Basisstation für -die Datenübertragung-in Frage kommt.- Diese Entschei¬ dung trifft das Terminal zum einen aufgrund eigener Ab-
Schätzungen, z.B. Signal/Rausch-Verhältnis, zum anderen aber aufgrund nur im Netz bekannter Eigenschaften wie Netzauslastung, günstigste Basisstation für Handover etc.. Diese Informationen können von der entsprechenden Netzeinrichtung (LNK Mgmt) dem Mobilterminal mitgeteilt werden, u.U. wiederum basierend auf Informationen, die unterschiedlichste Terminals der Basisstation mitteilen (Meassurement Reports), die diese wiederum einer (oder mehreren) Netzeinrichtungen übermitteln. Die Übertragung dieser Informationen kann z.B. beim Verbindungsaufbau, periodisch oder adhoc erfolgen. Ggf. können Terminals diese auch über eine NWK-Funktion erfragen. Somit ist ein mobiles Terminal in der Lage, jederzeit die bestmög¬ liche Verbindung (aus individueller und Netz Sicht) aus- zuwählen.
Kontext-Aktivierung
Im großen Gegensatz zu zellularem Mobilfunk erfolgt eine Verbindung vorzugsweise Kontext-orientiert. Das bedeu- tet, dass im Falle eines Verbindungsaufbaus immer eine Nutzung, z.B. die Nutzung Internet Access, korreliert ist. Dies ist ähnlich einem Verbindungsaufbau aus dem Festnetz, bei welchem der Start eines Browsers zur auto¬ matischen Einwahl über Modem oder DSL führt. Dies hat den Vorteil, dass keine sog. IdIe Zustände in Mobili¬ tätsdatenbasen verwaltet werden müssen. Des Weiteren erfolgt auch die Kontextaktivierung immer Teilnehmer/Terminal seitig. Wieder analog einem Inter¬ net-Zugang aus dem Festnetz, wählt sich der Teilnehmer im Internet ein und nicht das Internet beim Teilnehmer. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zum zellularen Mo¬ bilfunk, bei welchem beide Arten des Verbindungsaufbaus möglich sein müssen: eingehende (MTC) und abgehende (MOC) Verbindungen. Dies ist gegenüber dem zellularen Mobilfunk eine wesentliche Vereinfachung, da Teilnehmer für dritte- nicht erreichbar sein müssen (Paging) τmd~ so¬
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mit keine entsp.rechende Netzverwaltung bereitgestellt werden muss (Location Area, VLR, etc) .
d) Sicherheit In dem System müssen verschiedene Sicherheitsmechanismen Anwendung finden. aa) Link Layer Security: Verschlüsselung der Luft¬ schnittstelle auf Schicht 1 und/oder 2. bb) User Authentication. Hierbei können z.B. die in zel- lularen Netzen verwendeten SIM Karten Anwendung finden; hierbei werden die für eine Verschlüsselung notwendigen Parameter (aa) ermittelt. Der Vorteil dieser Methode be¬ steht darin, dass es keiner Teilnehmer-Aktion bedarf. Als Nachteil ergibt sich, dass hierbei schon der Zugang über die Luftschnittstelle einer Authentisierung unter¬ liegt. Für Teilnehmer, die über keine Subskribierung verfügen, die z.B. adhoc entscheiden, am Flughafen Netz¬ zugang haben zu wollen, gibt es somit keine Möglichkeit mehr, über eine sog. Portalseite (http) einen entspre- chend vergebührten Dienst auszuwählen (http ist ein
Dienst oberhalb IP, für dessen Nutzung bereits eine IP und damit auch eine Luftschnittstellenverbindung erfolgt sein muss) . Aus diesem Grunde ist es notwendig, eine Teilnehmer Authentisierung erst nach erfolgtem Zugriff auf das Netz zu ermöglichen. Die daraus abgeleiteten Pa¬ rameter (Schlüssel) können wiederum zur Verschlüsselung (aa) verwendet werden.
Spätestens seit der Verbreitung von WLAN besteht auf Seiten des Mobilfunkbetreibers zum einen die Notwendigkeit eines breitbandigen (>2Mbit/s) kostengünstigen WLAN-ähnlichen Da¬ tenzugangs, zum anderen besteht eine große Gefahr, dass sol¬ che Dienste über nicht-zellulare Technologien erfolgen und somit eine ernsthafte Konkurrenz zu 2G/3G Diensten darstel- len.
Der Teilnehmer kennt breitbandigen Zugang in seiner Erfah¬ rungswelt zum einen über schnelle Internetverbindungen im Heimbereich basierend auf DSL, zum anderen vor allem am Ar¬ beitsplatz in der Ausprägung LAN, zunehmend schnurlos, wire- less LAN (WLAN) . Letzteres findet sich zunehmend auch in öf¬ fentlichen Bereichen (Hotspots) wie Flughäfen, Hotels, etc.
Mit Hilfe des obigen Systems kann ein Mobilfunkbetreiber schnell ein kostengünstiges Overlay Netz für zellularen breitbandigen Zugang erstellen. Er kann damit zum einen die Erwartungshaltung von DSL-Teilnehmern erfüllen, DSL- Datenraten überall schnurlos zu erhalten, zum anderen kann er eine Ergänzung von WLAN-Hotspots ermöglichen und WLAN-Dienste auch außerhalb von Hotspots anbieten (wireless evernet) , wo- bei er diesen Dienst sehr leicht in die entsprechende Netzum¬ gebung, die bereits für WLAN Hotspots von ihm bereitgestellt wurde, integrieren kann.
Zusätzlich kann er mit diesem Dienst direkt in Konkurrenz zu bestehenden Festnetz-DSL Anschlüssen treten. Damit kann er langfristig erreichen, dass zukünftig mehr Datenverbindungen über Mobilnetze als über Festnetze erfolgen.
Der Mobilfunk-Betreiber ist einer der wenigen Betreiber, die einen solchen Dienst sinnvoll ausrollen können, denn nur er verfügt über die entsprechenden Basisstations-Standorte (Si¬ tes) mit ausreichender Datenversorgung.
Die verwendeten Teilnehmerendgeräte verfügen über MobilelP Client Funktionen bzw. die Basisstation selbst ist zusätzlich mit MobilelP Client Funktionen ausgestaltet.
Die Basisstationen des Systems verfügen in diesem Beispiel über zwei wesentliche Grundfunktionen: 1) Die Payload wird mittels MobilelP geroutet. Hierzu ver¬ fügt die Basisstation über MobilelP Foreign Agent Funk-~ tionalität. Diese korrespondiert mit einer entsprechen-
den Netzfunktion MobilelP Home Agent im Netz. Als Platt¬ form für beide Einheiten kann jeweils ein Router um die entsprechenden Funktionen ergänzt werden. 2) Das Mobility Management wird - vorzugsweise unabhängig vom Payload Routing - mittels Mobility Management Funk¬ tionen auf der Basisstation realisiert, welche widerum mit entsprechenden Funktionen im Netz korrespondiert, welche auf der Basis eines Routers oder Servers (Mobili¬ ty Server) realisiert sein können.
Das Mobile Endgerät sei in einer stabilen Verbindung über die untere Basisstation - siehe Schritt (1) in Figur 4a -, wobei ein MIP Tunnel über deren Foreign Agent zum Home Agent aufge¬ baut sei.
Anschließend detektiert das Terminal eine Verschlechterung der Verbindung (weil sich z.B. der Teilnehmer bewegt) . Über die LNK-Funktion kann dies dem Netz mitgeteilt werden. Das Mobile Terminal kann nun z.B. über eine NWK-Funktion die Pa- rameter einer geeigneten Ausweich-Basisstation erfragen, die Verbindung zur alten Basisstation abbrechen und über die LNK- Funktion eine Verbindung zur neuen Basisstation aufbauen - siehe Schritt (2) in Figur 4a. Dort kann eine neue Assoziati¬ on zu dem dort vorhandenen MIP Foreign Agent erfolgen. Da- durch wird das MIP Tunnel zur alten Basisstation abgebrochen - siehe Schritt (3) in Figur 4b - und nun ein MIP Tunnel ü- ber die neue Basisstation geführt - siehe Schritt (4) in der Figur 4b. Anschließend kann nun die Payload über die neue Ba¬ sisstation geroutet werden - siehe Schritt (5) in der Figur 4b.
Solche Systeme eignen sich insbesondere zur Installation als Overlay-Netz für zellularen Mobilfunk. Figur 5 zeigt eine mögliche Ausgestaltung. Wichtig ist insbesondere, dass Netze so installiert werden, dass bestehende Standorte für Mobil- funk-Basisstationen -genutzt -werden können. Hierzu müssen die Funkreichweiten der WiMAx Basisstationen entsprechend ange-
passt werden (Leistung, Sektorisierung, ...) . Das Gore und Ra¬ dio Netz nach obigem Verfahren entspricht einem reinen Over- lay Netz, wie beispielsweise bei WLAN (WiFi) . Der hier darge¬ stellte, dem Endkunden verfügbar gemachte Dienst ist eine Bitpipe zum Internet, d.h., der Teilnehmer nutzt dieses Netz als reines Zugangsnetz zu seinem Internet Service Provider. Funktionen zur Teilnehmer Authentisierung und Vergebührung können analog zu einem WiFi Gore Netz organisiert sein, mit Zugangskontrolle über ein Access Control Gateway, z.B. einem Cisco Service Selection Gateway (SSG) und einem diesen steu¬ ernden Access Server, z.B. die Siemens Wireless Integration Platform (WIP) .