Beschreibung
Verfahren zur Steuerung einer Verbindungsübergabe zwischen NetzZugangseinrichtungen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Ver¬ bindungsübergabe zwischen Netzzugangseinrichtungen, insbeson¬ dere zwischen zwei Funk-KommunikationsSystemen. Ferner be¬ trifft die Erfindung ein Teilnehmer-Endgerät, welches Mittel zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens aufweist.
In Funk-Kommunikationssystemen, beispielsweise dem europäi¬ schen Mobilfunksystem der zweiten Generation GSM (Global Sy¬ stem for Mobile Communications) , werden Informationen (bei- spielsweise Sprache, Bildinformation oder andere Daten) mit Hilfe von elektromagnetischen Wellen über eine Funkschnitt¬ stelle übertragen. Die Funkschnittstelle bezieht sich auf eine Verbindung zwischen einer Basisstation und Teilnehmer- Endgeräten, wobei die Teilnehmer-Endgeräte Mobilstationen oder ortsfeste Funkstationen sein können. Das Abstrahlen der elektromagnetischen Wellen erfolgt dabei mit Trägerfrequen¬ zen, die in einem für das jeweilige System vorgesehenen Fre¬ quenzband liegen. Weiterbildungen basierend auf dem GSM-Sys¬ tem, unter den Begriffen GPRS oder EDGE bekannt, zur Übertra- gung von höheren Datenraten werden als 2,5te Generation be¬ zeichnet. Funk-Kommunikationssysteme wie beispielsweise UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) oder andere Sys¬ teme der dritten Generation sind im Vergleich zur zweiten Ge¬ neration für noch höhere Datenraten ausgelegt. Für die dritte Mobilfunkgeneration sind zwei Modi vorgesehen, wobei ein Mo¬ dus einen FDD-Betrieb (frequency division duplex) und der an¬ dere Modus einen TDD-Betrieb (time division duplex) bezeich¬ net. Diese Modi finden in unterschiedlichen Frequenzbändern
Anwendung, wobei sie jeweils ein so genanntes CDMA-Teilneh- merseparierungsverfahren (Code Division Multiple Access) un¬ terstützen.
Eine Kombination von bekannten WLAN- (Wireless Local Area
Network) Infrastrukturen und vorangehend beschriebenen zellu¬ laren Mobilfunksystemen ermöglicht Nutzern von mobilen Endge¬ räten einen Wechsel von aktiven Verbindungen zwischen diesen drahtlosen Zugangssystemen. Dies wird durch Mobilitätsproto- kolle, wie beispielsweise dem so genannten Mobile-IPv4 (In¬ ternet Protocol version 4) und Mobile-IPvβ (Internet Protocol version 6), unterstützt. Das Mobile Internet Protocol (MIP) ermöglicht dabei, dass ein mobiles Endgerät bei einem Wechsel von einem zu einem anderen drahtlosen System eine zugeordnete IP-Adresse beibehalten kann und somit unabhängig von dem Sys¬ tem, über das es aktuell angebunden ist, direkt über diese IP-Adresse ansprechbar ist. Dieses Protokoll ist unter ande¬ rem detailiert in C.E. Perkins ,,IP Mobility Support", Request for Comments (Proposed Standard) 2002, Internet Engineering Task Force (IETF), October 1996, beschrieben.
In S. Aust, D. Proetel, A. Könsgen, C. Pampu, C. Görg „Design Issues of Mobile IP Handoffs between General Packet Radio Service (GPRS) Networks and Wireless LAN (WLAN) Systems", WPMC 2002, Honolulu, Hawaii (USA), October 2002, sind prinzi¬ pielle Herangehensweisen bei einer Verbindungsweiterschaltung zwischen derart heterogenen Systemen beschrieben. Insbeson¬ dere wird darin das Problem diskutiert, dass bei einer Ver¬ bindungsübergabe zwischen WLAN- und zellularen Mobilfunk-Sys- temen nachteilig in Folge Undefinierter Übergaben Datenver¬ luste und Verbindungsunterbrechungen auftreten können. Derar¬ tige Verluste und Unterbrechungen sind insbesondere auf Situ¬ ationen zurückzuführen, in denen sich das mobile Teilnehmer-
Endgerät in einem Randbereich einer WLAN-Abdeckung befindet und eine Übergabe auf ein zellulares System durchführen könnte. In diesem Fall kann jedoch beispielsweise in Folge Undefinierter bzw. unzureichend definierter Schwellwerte bei der mit dem Mobile-IP-Protokoll gesteuerten Verbindungsüber¬ gabe ein so genannter Ping-Pong-Effekt auftreten, bei dem eine Verbindung wiederholt zwischen den zwei Zugangssystemen übergeben wird. Der Ping-Pong-Effekt ist dabei beispielsweise ein Ergebnis der Tatsache, dass so genannte Mobile Agent Ad- vertisements, die eine Mobilitätserkennung des mobilen Endge¬ rätes unterstützen, im Randgebiet einer WLAN Abdeckung auf¬ grund der sich verschlechternden Übertragungsbedingungen nur noch sporadisch bzw. unregelmäßig von einem mobilen Teilneh¬ mer-Endgerät empfangen werden können.
In dem Internet Draft von S. Aust, N.A. Fikouras, C. Görg, C. Pampu „Policy Based Mobile IPvβ Handover Decision (POLIMAND)", February 15, 2004, veröffentlicht unter anderem unter der Internet-Adresse http: //www.comnets .uni-bre- men.de/~aust/draft-iponair-dna-polimand-01.txt, wird zur Lö¬ sung des Problems des Ping-Pong-Effektes vorgeschlagen, dass ein mobiles Teilnehmer-Endgerät eine Verbindungsübergabe durchführt, wenn es zu Störungen beim Empfang von Advertise- ments des aktuell versorgenden Systems, beispielsweise auf- grund von sich verschlechternden Übertragungsbedingungen auf der Funkschnittstelle zu der aktuell versorgenden Netzzu¬ gangseinrichtung, kommt. Dies erfolgt mittels einer bedingten Unterdrückung der Weitergabe der auf der physikalischen Schicht (physical layer, layer 1) empfangenen Advertisements an die übergeordnete Netzwerkschicht (link layer, layer 2), beispielsweise basierend auf Messungen der physikalischen Schicht bezüglich einer Übertragungsqualität der aktuellen Verbindung. Da die die Mobilität des mobilen Teilnehmer-End-
gerätes steuernde Netzwerkschicht aufgrund der Unterdrückung keine Advertisements mehr empfängt, initiiert sie unverzüg¬ lich eine Verbindungsübergabe zu einer alternativen Netzzu¬ gangseinrichtung.
Eine störungs- und verlustfreie Mobilität mobiler Teilnehmer- Endgeräte unterstützende Mechanismen des Internet Protokolls Version 6 (IPvβ) werden in verschiedenen Schriften darge¬ stellt und definiert. So ist aus S. Deering, R. Hinden „In- ternet Protocol, Version 6 (IPvβ) Specification", December 1998, RFC2460, RFC.net, eine vereinfachte Protokollstruktur zur Optimierung von mobilen IP-Diensten bekannt. Zu diesen zählen beispielsweise der Austausch von so genannten Binding Updates zu Correspondent Nodes sowie die so genannte Neighbor Discovery zum Erlangen von Nachbarinformationen, wie sie aus T. Narten, E. Nordmark, W. Simpson „Neighbor Discovery for IP Version 6 (IPvβ)", December 1998, RFC2461, RFC.net, bekannt ist. Weiterhin wird eine automatische IP-Adressautokonfigura- tion in S. Thomson, T. Narten „IPvβ Stateless Address Auto- configuration" December 1998, RFC2462, RFC.net, beschrieben. Einen Überblick über die Einführung von Mobile-IPvβ in voran¬ gehend genannten 2G- und 3G-Systemen gewährt das White Paper „Introducing Mobile IPvβ in 2G and 3G mobile networks", No¬ kia, December 2001, veröffentlicht unter http: //nds2.ir.nokia.com/downloads/aboutnokia/press/pdf/whi- tepaper_mipvβ_ls .pdf.
Die in dem IPvβ-Protokoll enthaltenen Verfahren sind jedoch allgemein nicht geeignet, eine hohe Mobilität mobiler Endge- rate, d.h. beispielsweise eine hohe Geschwindigkeit und einen dadurch verursachten häufigen Wechsel der versorgenden Funk¬ zelle bzw. des versorgenden Systems, zu unterstützen. Dies liegt beispielsweise an der so genannten Neighbor Unreachabi-
lity Detection als Funktion der vorangehend genannten Neigh- bor Discovery. Die Neighbor Unreachability Detection basiert auf einer positiven Bestätigung des Empfangs von so genannten Solicitation Messages, die von einem mobilen Endgerät zu spe- zifischen benachbarten Knoten gesendet werden, um einen mög¬ lichen Verlust des Pfades zu dem jeweiligen benachbarten Kno¬ ten zu ermitteln. Die für diese Detektion definierten Algo¬ rithmen führen jedoch dazu, dass alte Routing Einträge nicht gelöscht werden und hierdurch ein schnellen Übergang zu einem anderen Zugangsnetz behindert bzw. verzögert wird. Weiterhin benötigt beispielsweise die Address Autoconfiguration Infor¬ mationen des neuen Zugangsnetzes, um anschließend einen so genannten Duplicate-Address-Detection-Algorithmus durchzufüh¬ ren, der zu einer eindeutigen Adresskonfiguration führt. Die- ser Algorithmus benötigt jedoch einen vergleichsweise langen Zeitraum, in dem das mobile Endgerät gegebenenfalls schon nicht mehr von dem vorherigen Zugangsnetz versorgt wird, und noch nicht von dem neuen Zugangsnetz versorgt werden kann. Durch die hierdurch bedingten Verzögerungen kann nachteilig ein Verlust von Datenpaketen bei der Übertragung von/zu dem mobilen Endgerät auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein Teilnehmer-Endgerät anzugeben, die eine Beschleunigung einer Verbindungsübergabe zwischen zwei Systemen ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren sowie das Teilnehmer-Endge¬ rät gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche ge¬ löst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind abhän¬ gigen Patentansprüchen entnehmbar.
Gemäß der Erfindung wird von einem Teilnehmer-Endgerät basie¬ rend auf zumindest einem bestimmten Qualitätsparameter eine Anfrage, beispielsweise entsprechend den bekannten Router-
bzw. Neighbor Solicitations, zu der aktuell versorgenden Netzzugangseinrichtung und/oder zu zumindest einer zweiten Netzzugangseinrichtung, zu der eine Übergabe durchgeführt werden könnte, gesendet. Abhängig von entsprechenden Nach- richten, beispielsweise den als Reaktion auf die Solicitati- ons gesendeten bekannten Advertisements, initiiert das Teil¬ nehmer-Endgerät eine Verbindungsübergabe zu einer zweiten Netzzugangseinrichtung.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhaft, dass ein Teilnehmer-Endgerät aufgrund der Ermittlung des zumindest einen Qualitätsparameters frühzeitig eine auszuführende Ver¬ bindungsübergabe erkennt, um auf Basis dieser Erkenntnis ge¬ eignete Mechanismen zum Aufbau einer Verbindung zu einem neuen System einzusetzen. Durch den Aufbau einer Verbindung zu der neuen Netzzugangseinrichtung und der gleichzeitig noch bestehenden Verbindung zu der aktuell versorgenden Netzzu¬ gangseinrichtung kann somit eine im Idealfall nahtlose Ver¬ bindungsübergabe mit einer dadurch bedingten deutlich verrin- gerten Gefahr eines Verlustes von Daten auf der Verbindung durchgeführt werden. Im Vergleich zu den vorangehend be¬ schriebenen und als rein reaktiv zu bezeichenden Algorithmen, die lediglich auf Basis der Information, dass eine aktuell versorgende Netzzugangseinrichtung nicht mehr erreichbar ist, Verfahren zum Aufbau einer neuen Verbindung zu einer anderen Netzzugangseinrichtung anstoßen, führt das erfindungsgemäße Verfahren proaktiv bereits Schritte zum Aufbau einer neuen Verbindung auf, wenn die aktuelle Verbindung noch nicht ab¬ gebrochen ist, jedoch Hinweise auf einen zukünftigen Abbruch vorliegen.
Diese proaktiv durchgeführten Schritte umfassen dabei insbe¬ sondere eine beschleunigte Neukonfiguration einer Zugangsad-
resse der Netzzugangseinrichtung, über die die Verbindung nachfolgend anstelle der aktuell versorgenden Netzzugangsein¬ richtung geführt werden soll. Diese beschleunigte Neukonfigu¬ ration kann mittels verschiedener alternativer oder sich er- gänzender Verfahren erreicht werden.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung werden von dem Teil¬ nehmer-Endgerät Anfragen in Form von so genanten Router SoIi- citations und/oder Neighbor Solicitations zu den Netzzu- gangseinrichtungen gesendet. Das Senden von Router Solicita¬ tions bewirkt dabei, dass die aktuelle Netzzugangseinrich¬ tung, ergänzend zu periodischen Aussendungen von Advertise- ments, jeweils ein Advertisement zu dem Teilnehmer-Endgerät zurücksendet, die dem empfangenden Teilnehmer-Endgerät eine Verfügbarkeit der Netzzugangseinrichtung angibt. Derartige
Advertisements enthalten beispielsweise Informationen zu ver¬ schiedenen Verbindungs- und Internet-Parametern, sowie zur Adresskonfiguration. Nach Empfang eines oder mehrerer derar¬ tiger Advertisements kann das Teilnehmer-Endgerät wiederum einen oder mehrere Qualitätsparameter bestimmen, auf dessen
Basis Prozeduren für eine Verbindungsübergabe angeregt werden oder nicht.
Das Aussenden von Neighbor Solicitations dient hingegen bei- spielsweise der Ermittlung von Verbindungsschicht-Adressen von benachbarten, diese Solicitations empfangenden Netzzu¬ gangseinrichtungen, bzw. zur Prüfung, ob die bei vorherigen Anfragen rückgemeldeten Adressen bzw. die zugehörigen Netzzu¬ gangseinrichtungen weiterhin von dem Teilnehmer-Endgerät er- reichbar sind. Auf derartige Anfragen antworten die diese empfangenden Netzzugangseinrichtungen mit so genannten Neigh¬ bor Advertisements. Durch Empfang und Auswertung von Neighbor Advertisements einer oder mehrerer benachbarter Netzzu-
gangseinrichtungen können somit von dem Teilnehmer-Endgerät neue und für eine Übergabe der Verbindung geeignete Netzzu¬ gangseinrichtungen ermittelt werden. Dies geschieht vorteil¬ haft bereits während einer bestehenden Verbindung zu einer aktuell versorgenden Netzzugangseinrichtung, und nicht, wie nach dem Stand der Technik, erst nach Abbruch der Verbindung. Die in Advertisements enthaltenen Informationen werden in dem Teilnehmer-Endgerät für eine Neukonfiguration der Zugangsad¬ resse genutzt.
Allgemein werden die vorangehend genannten Solicitations und Advertisements als Internet Control Message Protocol (ICMP) Pakettypen bezeichnet.
Einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung der Erfindung zu¬ folge prüft das Teilnehmer-Endgerät mögliche Verbindungen zu benachbarten Netzzugangseinrichtungen, um eine für die Wei¬ terführung der Verbindung geeignete auszuwählen. Hierzu wird beispielsweise die so genannte Neighbor Unreachability Detec- tion (NUD) von dem Teilnehmer-Endgerät genutzt. Diese Neigh¬ bor Unreachability Detection stellt ein wichtiges Kriterium dar, um im Kontext der Erfindung zu einem möglichst frühen Zeitpunkt auf die Konfiguration der Zugangsdaten Einfluss zu nehmen. Neben einer Überprüfung der aktuell bestehenden Ver- bindung kann im Rahmen der NUD zudem eine aktuelle Routingta¬ belle überprüft und aktualisiert werden.
Neben weiteren Funktionen dient die Neighbor Unreachability Detection somit der Ermittlung, ob eine Nachbar-Netzzu- gangseinrichtung weiterhin verfügbar ist oder nicht. Im An- schluss an eine so genannte Adress-Auflösung (engl. Address Resolution), d.h. einer jeweiligen Ermittlung der Verbin¬ dungsschicht-Adresse benachbarter Netzzugangseinrichtungen,
sendet das Teilnehmer-Endgerät Anfragen in Form von Neighbor Solicitations unter jeweiliger Adressierung, d.h. entspre¬ chend einem so genannten unicast, zu den ermittelten benach¬ barten Netzzugangseinrichtungen. Die adressierten und die An- fragen empfangenden Netzzugangseinrichtungen senden wiederum Neighbor Advertisements zu dem Teilnehmer-Endgerät zurück.
Sollte eine adressierte Netzzugangseinrichtung kein Neighbor Advertisement zurücksenden bzw. das Teilnehmer-Endgerät diese Nachricht nicht mehr empfangen, was beispielsweise bedingt durch ein Verlassen des Versorgungsbereiches dieser Netzzu¬ gangseinrichtung auftreten kann, so wird die entsprechende Netzzugangseinrichtung bzw. deren Adresse aus der Routingta¬ belle in dem Teilnehmer-Endgerät gelöscht und nachfolgend nicht weiter für eine mögliche Verbindungsübergabe berück¬ sichtigt. Im Gegenzug kann das Teilnehmer-Endgerät durch Aus¬ senden von vorangehend beschriebenen Neighbor Solicitations und Empfangen von entsprechenden Neighbor Advertisements eine alternative benachbarte Netzzugangseinrichtungen in die Rou- tingtabelle aufnehmen, und gemäß vorangehender Beschreibung periodisch oder beispielsweise gesteuert durch Veränderungen der Verbindung zu der aktuell versorgenden Netzzugangsein¬ richtung die Verbindungsqualität zu dieser prüfen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung des erfin¬ dungsgemäßen Verfahrens kann, beispielsweise entsprechend dem einleitend erwähnten Mechanismus Policy Based Mobile IPvβ Handover Decision (POLIMAND) , abhängig von bestimmten Quali¬ tätsparametern beim Empfangen von Nachrichten der aktuell versorgenden und/oder benachbarter Netzzugangseinrichtungen eine Weitergabe von Nachrichten, beispielsweise Advertise¬ ments, an eine übergeordnete Netzwerkschicht unterdrückt wer¬ den. Ergänzend zu diesem Mechanismus können gemäß der Erfin-
dung nicht nur die periodisch von der aktuell versorgenden Netzzugangseinrichtung gesendeten Nachrichten, sondern auch aufgrund von expliziten Anfragen, beispielsweise Solicitati- ons, empfangende Nachrichten der aktuell versorgenden und/oder benachbarter Netzzugangseinrichtungen nach den glei¬ chen Kriterien unterdrückt oder weitergegeben werden.
Sollte somit eine Nachricht von dem Teilnehmer-Endgerät zwar empfangen worden sein, jedoch den Anforderungen an die Über- tragungsqualität nicht genügen, so wird die Weitergabe der
Nachricht an übergeordnete Schichten unterdrückt und in Folge dessen in den übergeordneten Schichten, beispielsweise der Netzwerkschicht, in der das Mobile-IP realisiert ist, die Verbindung als ungültig erklärt und entsprechend aus der Rou- tingtabelle gelöscht.
Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass in der Routingta¬ belle nur Adressen solcher alternativen Netzzugangseinrich¬ tungen geführt werden, zu denen eine Verbindungsübergabe be- züglich zumindest der Erfüllung von vorgegebenen Qualitätspa¬ rametern möglich erscheint.
Ein erfindungsgemäßes Teilnehmer-Endgerät weist Mittel auf, in denen das beschriebene Verfahren sowie dessen Weiterbil- düngen verwirklicht werden können.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispie¬ len näher erläutert. Es zeigen dabei
FIG 1 beispielhafte Mobile-IP-basierte Verbindungsüberga¬ ben zwischen unterschiedlichen Zugangsnetzen, FIG 2 ein Schichtenmodell mit einer beispielhaften Integration von POLIMAND, und
FIG 3 eine Steuerung der Unterdrückung von Nachrichten durch POLIMAND.
Die FIG 1 zeigt beispielhaft eine Situation einer Verbin- dungsübergabe zwischen zwei Funk-Kommunikationssystemen, bei¬ spielhaft zwischen jeweiligen Netzzugangseinrichtungen eines so genannten WLAN-Systems sowie eines zellularen Mobilfunk¬ systems, ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. In dem Bei¬ spiel der FIG 1 hält sich ein Teilnehmer-Endgerät MN (Mobile Node) in einer Funkzelle ZAP eines so genannten Access Points AP des WLAN-Systems auf, und wird von dem Access Point AP in einer bestehenden ersten Verbindung Vl mit Daten d eines so genannten Korresondenz-Knotens (CN - Correspondent Node) als Datenquelle versorgt. Entsprechend kann das Teilnehmer-Endge- rät MN die erste Verbindung Vl zur Übertragung von Daten zu dem Korrespondenz-Knoten über den Access Point AP senden, wo¬ bei diese Übertragungsrichtung nicht dargestellt wurde. Unab¬ hängig von der Übertragung von Daten d sendet der Access Point AP in periodischen Abständen so genannte Advertisements adv, die dem Teilnehmer-Endgerät MN eine Präsenz des Access Points AP anzeigen, sowie weitere Verbindungs- und Internet- Parameter zu dem Teilnehmer-Endgerät MN signalisieren. Der Access Point AP ist gegebenenfalls über weitere, nicht darge¬ stellte Komponenten des WLAN-Systems mit dem Internet verbun- den. Als Protokoll wird das Internet Protokoll Version 6 IPvβ verwendet. Die Übertragungen von/zu dem Teilnehmer-Endgerät MN werden durch Pfeile angegeben, wobei Übertragungen zu dem Teilnehmer-Endgerät MN als Abwärtsrichtung DL (Downlink) , und von dem Teilnehmer-Endgerät MN als Aufwärtsrichtung UL (Uplink) bezeichnet werden.
Das Teilnehmer-Endgerät MN befindet sich ferner beispielhaft in einer Funkzelle ZNB einer Basisstation NB (Node B) eines
zellularen Mobilfunksystems, beispielsweise eines UMTS-Sys¬ tems . Bedingt durch eine Bewegung des Teilnehmers sei ange¬ nommen, dass sich das Teilnehmer-Endgerät MN aus dem Versor¬ gungsbereich des Access Points AP heraus und in Richtung der Funkzelle ZNB der Basisstation NB bewegt, die ebenfalls über gegebenenfalls weitere Komponenten des Mobilfunksystems mit dem Internet verbunden ist.
Mittels nachfolgend näher beschriebener Mechanismen werden in dem Teilnehmer-Endgerät MN Prozeduren zur Vorbereitung einer Übergabe der aktiven ersten Verbindung Vl zu einer alternati¬ ven Netzzugangseinrichtung durchgeführt, ohne jedoch bereits die bestehende erste Verbindung Vl auszulösen. Hierzu werden zunächst im Rahmen der so genannten Neighbor Discovery des IPvβ von dem Teilnehmer-Endgerät MN Neighbor Solicitations sol ausgesendet, um Informationen über benachbarte und für eine Verbindungsübergabe geeignete Netzzugangseinrichtungen zu bekommen. Die Neighbor Discovery kann zusätzlich hierzu beispielsweise periodisch von dem Teilnehmer-Endgerät MN durchgeführt werden, um bei einer bestehenden Verbindung lau¬ fend mögliche alternative Netzzugangseinrichtungen zu erfas¬ sen, oder zwecks eines Verbindungsaufbaus eine geeignete Netzzugangseinrichtung auszuwählen. Ergänzend zu Neighbor So¬ licitations sol können von dem Teilnehmer-Endgerät MN auch Router Solicitations zu dem aktuell versorgenden Access Point AP gesendet werden, um ergänzend zu dessen periodischem Aus¬ senden von Advertisements eine aktuelle Erreichbarkeit zu prüfen und zu bewerten.
In dem Beispiel der FIG 1 wird weiterhin angenommen, dass die Basisstation NB die Neighbor Solicitations sol des Teilneh¬ mer-Endgerätes MN empfängt und die Möglichkeit einer Versor¬ gung des Teilnehmer-Endgerätes MN feststellt. In diesem Fall
sendet die Basisstation NB zumindest ein Neighbor Advertise- ment adv unter Einschluss von Informationen bezüglich einer Adresse aNB, beispielsweise einer Verbindungsschicht-Adresse (Link Layer Address) , zu dem Teilnehmer-Endgerät MN zurück.
Diese von der Basisstation NB empfangenen Adressinformationen werden, sofern aus dem Advertisement ermittelte Qualitätspa¬ rameter vorgegebenen Bedingungen entsprechen, von dem Teil¬ nehmer-Endgerät MN in eine so genannte Routingtabelle einge- tragen. Anschließend werden die Adressinformationen von dem Teilnehmer-Endgerät MN im Rahmen der Neighbor Unreachability Detection verwendet, um mittels direkt an die Basisstation NB adressierte Solicitations von dieser Advertisements anzufor¬ dern. Entsprechende Schritte führt das Teilnehmer-Endgerät MN mit weiteren, für eine Verbindungsübergabe ebenfalls geeigne¬ ten Netzzugangseinrichtungen, durch, die auf ausgesendete Neighbor Solicitations des Teilnehmer-Endgerätes MN mit einem Advertisement antworten.
Die Erfassung von Adressinformationen benachbarter Netzzu¬ gangseinrichtungen sowie deren Prüfung dienen einer rechtzei¬ tigen Neukonfiguration der Zugangsadresse, beispielsweise der IPvβ-Adresse der Netzzugangseinrichtung, über die nach Aufbau einer zweiten Verbindung V2 Daten d nahezu unmittelbar nach Auslösen der ersten Verbindung Vl zu der zuvor versorgenden Netzzugangseinrichtung übertragen werden können. In dem Bei¬ spiel der FIG 1 würde das Teilnehmer-Endgerät MN nach Fest¬ stellung, dass die Basisstation NB für die Übergabe der ers¬ ten Verbindung Vl geeignet ist und ein Abbruch der ersten Verbindung Vl zu dem Access Point AP aufgrund sich ver¬ schlechternder Übertragungsverhältnisse auf der Funkschnitt¬ stelle droht, die Zugangsadresse der Basisstation NB als für eine neue zweite Verbindung V2 zu verwendende Adresse neu
konfigurieren, und diese nach Auslösen der ersten Verbindung Vl zu dem Access Point AP nutzen. Entgegen dem einleitend be¬ schriebenen Stand der Technik erfolgt die zeitaufwändige Neu¬ konfiguration der Zugangsadresse somit noch während die erste Verbindung Vl zu der aktuell versorgenden Netzzugangseinrich¬ tung besteht. Vorteilhaft wird hierdurch eine Unterbrechung der Datenübertragung verkürzt bzw. sogar eine nahtlose Ver¬ bindungsübergabe erzielt, wenn die bestehende Verbindung erst nach Abschluss der Adress-Neukonfiguration ausgelöst wird. Der Zeitpunkt der Verbindungsübergabe kann dabei vorteilhaft unabhängig von beispielsweise dem IPvβ-Protokoll gewählt wer¬ den. Insbesondere kann durch die vergleichweise frühe Neukon¬ figuration der Zugangsadresse zudem vorteilhaft eine hohe Mo¬ bilität des Teilnehmer-Endgerätes MN, verbunden mit einer vergleichweise häufigen Notwendigkeit einer Verbindungsüber¬ gabe, unterstützt werden.
Bezugnehmend auf FIG 2 und 3 wird nachfolgend eine Realisie¬ rung des POLIMAND-basierten Verfahrens in einem Teilnehmer- Endgerät beschrieben.
Die FIG 2 zeigt beispielhaft ein bekanntes OSI-Schichtenmo- dell, wie es in der Telekommunikationstechnik zur Definition unterschiedlicher Schichten verwendet wird. Auf einer unters- ten Schicht, der so genannten physikalischen Schicht Physical Layer, auch Schicht 1 genannt, erfolgt eine Übertragung von Signalen über ein Übertragungsmedium, beispielsweise ist hierunter die Funkschnittsstelle zu verstehen. Die Struktur der physikalischen Schicht ist abhängig von dem jeweils ge- nutzten Funkstandard, beispielsweise gemäß den genannten
Standards WLAN bzw. 802.11, GSM/GPRS, UMTS etc., definiert.
Auf einer übergeordneten Schicht, der so genannten Verbin¬ dungsschicht Data Link Layer, erfolgt eine Steuerung der Ver¬ bindung. Zu dieser Steuerung gehört auch eine Analyse bzw. ein Bestimmen von aktuellen Übertragungseigenschaften bzw. Qualitätsparametern der physikalischen Schicht Physical
Layer, um Verbindungsparameter entsprechend diesen aktuellen Übertragungseigenschaften anzupassen. Übertragungseigenschaf¬ ten können beispielsweise in Form eines Signal-zu-Rausch-Ver- hältnisses (engl. SNR - Signal to Noise Ratio), einer Signal- stärke, einer Rauschleistung, einer Bandbreite, einer Verzö¬ gerung (engl. Latency) oder einer Bit- bzw. Rahmenfehlerrate bzw. weiterer Dienstqualitätsparameter (engl. QoS - Quality of Service) des empfangenen Signals bestimmt werden.
Ausgehend von dem Beispiel der FIG 1 können bei einem WLAN- System die bekannten Parameter Quality Link, Quality Level (Qualitätswert) und/oder Noise Level (Rauschwert) zur Beur¬ teilung der aktuellen Übertragungsparameter verwendet werden, wobei der Parameter Quality Link eine Kombination der beiden anderen Parameter darstellt, und somit Informationen über eine aktuelle Signalstärke und Rauschleistung enthält.
Insbesondere im Hinblick auf eine Anwendung in unterschiedli¬ chen Systemen ist die Verwendung einheitlicher Parameter vor- teilhaft. Dies kann auch in Form einer Kombination mehrerer oben genannter Parameter zur Definition eines optimalen Ent¬ scheidungskriteriums zur Steuerung einer Verbindungsübergabe erfolgen. Insbesondere gilt dies für zukünftige so genannte Generic-Link-Layer-Standards (GLL) zu, in denen unterschied- liehe Zugangssysteme einheitliche Netzwerkparameter verwendet werden.
Um eine Verbindungsübergabe zwischen Netzzugangseinrichtun¬ gen, die unterschiedliche Übertragungsstandards unterstützen, zu ermöglichen, ist es sinnvoll, einen in den unterstützten Netzen, beispielsweise Netzen basierend auf den angegebenen Standards WLAN, GSM/GPRS, UMTS oder rein IP-basiert All IP, bestimmbaren Qualitätsparameter auszuwählen. In dem nachfol¬ gend beschriebenen Beispiel wird als ein derartiger Quali¬ tätsparameter ein Signal-zu-Stör/Rausch-Verhältnis genutzt.
Der Verbindungsschicht Data Link Layer übergeordnet ist eine als POLIMAND (Policy based Mobile IP Handoff Decision) be¬ zeichnete Zwischenschicht. Diese Zwischenschicht entscheidet, wie nachfolgend noch ausführlicher erläutert wird, in Abhän¬ gigkeit von auf der Verbindungsschicht bestimmten Qualitäts- parametern entsprechend vorangehender Beschreibung, ob auf der physikalischen Schicht Physical Layer empfangene Nach¬ richten zu einer Netzwerkschicht Network Layer weitergegeben werden oder nicht.
Auf der Netzwerkschicht Network Layer, auch als Schicht 3 be¬ zeichnet, wiederum erfolgt die Steuerung der Verbindungsüber¬ gabe basierend auf dem Mobile Internet Protokoll MIP nach be¬ kannten Mechanismen. Alternativ zu dem genannten Mobile-IP können in gleicher Weise weitere Ausführungen des Standards, beispielsweise das so genannte Hierarchical Mobile IP (HMIP) oder das so genannte Fast Mobile IP (FHMIP) , eingesetzt wer¬ den. Der Netzwerkschicht Network Layer sind weitere Schichten Layer entsprechend dem OSI-Schichtenmodell übergeordnet, die jedoch inhaltlich nicht betrachtet werden.
In der FIG 3 ist beispielhaft ein Ablaufdiagramm der Funkti¬ onsweise der POLIMAND-Zwischenschicht in Verbindung mit den beschriebenen darüber und darunter liegenden Schichten bei
einer Implementierung in einem Teilnehmer-Endgerät MNN in der beschriebenen Situation der FIG 1 dargestellt.
Das Teilnehmer-Endgerät MN empfängt über die Funkschnitt- stelle gesendete Signale eines Access Points AP sowie Signale einer benachbarten Basisstation NB, wobei das Empfangsignal auch Nachrichten, beispielsweise Advertisements, beinhalten. Der Signalfluss der Advertisements ist durch eine gestri¬ chelte Linie dargestellt. Aus einer Messung des Empfangssig- nals wird ein Messsignal als eine Eingangsgröße für einen an¬ schließenden Vergleich mit einem Schwellwert bestimmt. Wie vorangehend beschrieben, stellt das Messsignal beispielhaft ein Signal-zu-Stör/Rausch-Verhältnis als Qualitätsparameter dar, welches Aufschluss über die aktuelle Signalqualität gibt. Wird die gemessene Signalqualität schlechter, so ist eine Verbindungsübergabe von dem aktuelle versorgenden Access Point AP zu einer alternativen Netzzugangseinrichtung erfor¬ derlich. Besitzt das Empfangssignal hingegen eine ausrei¬ chende Signalqualität, so ist zunächst keine Verbindungsüber- gäbe erforderlich.
Der bestimmte Qualitätsparameter als Messsignal wird mit ei¬ nem Schwellwert verglichen. Der Schwellwert wird dabei bei¬ spielsweise abhängig von dem jeweiligen Übertragungsstandard definiert, um individuellen Unterschieden der verschiedenen Übertragungsverfahren Rechnung zu tragen. Die Schwellwerte können beispielsweise von dem jeweils aktuell versorgenden System definiert und zu dem Teilnehmer-Endgerät nach oder während eines Verbindungsaufbaus übertragen, sowie in dem Teilnehmer-Endgerät gespeichert werden.
In dem dargestellten Beispiel wird der Qualitätsparameter mit einem definierten Schwellwert verglichen, der einen unteren
Wert eines für eine Verbindung ausreichenden Signal-zu¬ Stör/Rausch-Verhältnisses darstellt. Bei Erreichen oder Un¬ terschreiten dieses Schwellwertes sollte entsprechend voran¬ gehender Beschreibung eine Verbindungsübergabe zu einer Netz- Zugangseinrichtung mit günstigeren Übertragungseigenschaften durchgeführt werden.
Neben einem unteren Schwellwert für eine Verbindungsübergabe zu einer anderen Netzzugangseinrichtung, beispielsweise zu der Basisstation NB, ist weiterhin ein oberer Schwellwert de¬ finiert, bei dessen Erreichen oder Überschreitung eine Ver¬ bindungsübergabe von dem anderen System wieder zurück zu dem ursprünglichen System durchgeführt würde. Durch diese zwei Schwellwerte wird eine Hysterese definiert, die den vorange- hend beschriebenen Ping-Pong-Effekt vermeidet, sowie bei¬ spielsweise zusätzlich dafür sorgt, dass eine Verbindung für einen möglichst langen Zeitraum über den WLAN-Access Point geführt wird, da dieser eine deutlich höhere Übertragungska¬ pazität als beispielsweise die Basisstation NB zur Verfügung stellen kann.
Erreicht oder Unterschreitet der bestimmte Qualitätsparameter bei dem Vergleich den definierten Schwellwert, so wird nach¬ folgend die Weitergabe der empfangenen Advertisements an die Netzwerkschicht Network Layer bzw. dem Mobile-IP MIP unter¬ drückt bzw. blockiert. Es werden demnach nur die weiteren Empfangssignale ohne Nachrichten der übergeordneten Schicht übergeben (die gestrichelte Linie endet hier) . Eine Implemen¬ tierung dieser Unterdrückung bzw. Blockierung kann beispiels- weise mittels eines Systemskriptes erfolgen. Ein entsprechen¬ des Vorgehen würde bei Überschreiten des oberen Schwellwertes verwirklicht werden.
Durch die Unterdrückung bzw. Blockierung von Advertisements wird den für die Mobilität und die Verbindungsübergabe zu¬ ständigen Mobile-IP-Mechanismen bereits zu einem frühen Zeit¬ punkt suggeriert, dass sich die Übertragungseigenschaften verschlechtert haben und daher eine Verbindungsübergabe zu einem weiteren System erforderlich ist. Hierdurch wird das Ziel einer definierteren und beschleunigten Verbindungsüber¬ gabe erreicht, wodurch vorteilhaft ein Verlust an Datenpake¬ ten aufgrund von Verbindungsübergaben minimiert wird. Zudem dient es vorteilhaft dazu, dass von alternativen Netzzu¬ gangseinrichtungen auf Anforderung durch das Teilnehmer-End¬ gerät gesendete Advertisements unterdrückt und damit eine Aufnahme dieser Einrichtungen in die Routingtabelle des Teil¬ nehmer-Endgerätes verhindert werden kann, wenn die Übertra- gungseigenschaften für eine Verbindungsübergabe nicht ausrei¬ chend sind.