WO2006072240A2 - Kommunikationssystem, verfahren zum steuern eines kommunikationssystems, netzzugangsvorrichtung und verfahren zum steuern einer netzzugangsvorrichtung - Google Patents

Kommunikationssystem, verfahren zum steuern eines kommunikationssystems, netzzugangsvorrichtung und verfahren zum steuern einer netzzugangsvorrichtung Download PDF

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WO2006072240A2
WO2006072240A2 PCT/DE2006/000022 DE2006000022W WO2006072240A2 WO 2006072240 A2 WO2006072240 A2 WO 2006072240A2 DE 2006000022 W DE2006000022 W DE 2006000022W WO 2006072240 A2 WO2006072240 A2 WO 2006072240A2
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Maik Bienas
Martin Hans
Achim Luft
Norbert Schwagmann
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Infineon Technologies Ag
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    • H04W92/00—Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/02—Inter-networking arrangements

Definitions

  • a communication system a method of controlling a communication system, a network access device, and a method of controlling a network access device
  • the invention relates to a communication system, a method for controlling a communication system, a network access device and a method for controlling a network access device.
  • GSM Global System of Mobile Communications
  • a UMTS communication system that is, a UMTS standard communication system, provides users with various circuit-switched services and packet-switched services, and will be available in the near future among others in much of Europe.
  • WLAN Wireless Local Area Networks
  • WLANs are specially designed for the radio transmission of packet-switched services.
  • WLANs enable data transmission with higher data rates compared to UMTS communication systems, but do not allow the mobility of users to the extent that UMTS communication systems allow.
  • WLANs are specified, for example, by the IEEE 802.11 standard and the HIPERLAN or HIPERLAN / 2 standard.
  • Future (mobile) subscriber devices are expected to be set up to use not only second-generation mobile radio communication systems but also UMTS communication systems and WLANs, that is to establish communication connections to UMTS communication systems and WLANs and to transmit data by means of the communication connections.
  • a user of a subscriber device uses a packet-switched service by means of a communication connection to a WLAN and during the communication connection from the coverage area of a WLAN radio cell, that is the geographic area in which the WLAN can be used by means of the subscriber device moved out.
  • Communication connection to the WLAN are terminated, even if outside the WLAN radio cell, the supply is provided by a UMTS communication system, that is, the subscriber device could continue to use the packet-switched service by means of a communication connection to the UMTS communication system.
  • a communication system change from the WLAN to the UMTS communication system is required, so that there is always a communication connection to the WLAN or a communication connection to the UMTS communication system.
  • the degree of cooperation between UMTS communication systems and WLAN was divided into ⁇ stages and 6 scenarios were defined, which are referred to as Scenario 1 to Scenario 6. According to Scenario 1, there is the least degree of cooperation, and according to Scenario 6, there is the greatest degree of cooperation. From Scenario 4, that is Scenario 4, Scenario 5 and Scenario 6, there is the possibility of an inter-system handover, the is called a Koxnmunikationssystem Touchs between UMTS communication systems and WL ⁇ N (see [1], Chapter 6.5).
  • Fig. 1 shows a UMTS communication system 100 for providing packet switched services.
  • a subscriber device 101 is coupled to a UMTS radio network 103 by means of a first base station 102, which is referred to as NodeB in the UMTS standard.
  • the first base station 102 is the radio interface between the user equipment 101 and the UMTS radio network 103 and enables the transmission of UMTS radio signals.
  • the first base station 102 is coupled to a Radio Network Controller (RNC) 104.
  • RNC Radio Network Controller
  • the RNC 104 essentially has tasks related to the control of the air interface, such as the allocation of radio resources in a communication connection setup.
  • a second base station 110 There may be further base stations coupled to the RNC 104, here for example a second base station 110.
  • IP Internet Protocol
  • a SGSN (Serving GPRS Support Node) 105 couples the subscriber device 101 to the UMTS radio network 103 and provides the functionality of a router.
  • the SGSN 105 is also used to authenticate mobility management users.
  • the UMTS network 103 is coupled to external packet-based communication networks, here for example the Internet 107.
  • the GGSN 106 also provides the functionality of a router.
  • the GGSN is further coupled to an IMS (IP Multimedia Subsystem) 108, that is, a communication system according to the IMS standard.
  • IMS IP Multimedia Subsystem
  • An IMS is a packet-based communication system.
  • the IMS standard has been developed to offer services that are typical of circuit-switched transmission, such as voice telephony.
  • An HLR (Home Location Register) 109 contains all the data required to establish a communication connection and to authenticate the user of the user equipment 101.
  • FIG. 2 shows a communication system 200 with a WLAN access network 203.
  • a subscriber device 201 is coupled to the WLAN access network 203 by means of a first access point (AP) 202.
  • the first access point 202 serves as a radio interface and enables the transmission of radio signals.
  • the access router 205 is responsible for controlling handover between the attached access point 202, 204 and couples the subscriber device 201 to the Internet 206 and an AAA network.
  • Server Authentication, Authorization and Accounting Server
  • the Access Router 205 provides the functionality of a router.
  • the AAA server 207 is used to authenticate and verify the authority of the users.
  • the AAA server 207 generates the data used for detecting communication connection charges.
  • FIG. 3 shows a communication system 300 with a WLAN / 3G interworking network 310.
  • the WLAN / 3G interworking network 310 is designed according to the 3GPP standard for Scenario 3.
  • the WLAN / 3G interworking network 310 couples a UMTS communication system 311, which may be the one described with reference to FIG. 1 has illustrated network architecture with a WLAN communication system 312 having the network architecture explained with reference to FIG.
  • the UMTS communication system 311 has base stations 302, 303 coupled to an SGSN 305 by means of an RNC 304, a GGSN 306 connected to the SGSN 305, the Internet 307, an IMS 308 and an HLR 309 is coupled to.
  • the WLAN communication system 312 has access points 313, 314 and a subscriber device 315 coupled to an access router 316 by means of one of the access points 313, 314.
  • the communication system 300 allows the access of the user equipment 315 via the WLAN access network 312 to packet-switched (corranuncation) services provided by the UMTS communication network 311, for example access to the IMS 308.
  • AAA server 316 of the WLAN / 3G interworking network 310 If the user of the subscriber device 315 wishes to use these services, authentication and authorization by means of an AAA server 316 of the WLAN / 3G interworking network 310 are required:
  • An AAA server which the WLAN access network 312 may have, can not be used for this.
  • a PDG (Packet Data Gateway) 317 provides access to the Internet 307 and IMS 308 and provides the functionality of a router.
  • the AAA server 316 is coupled to the PDG 317.
  • a WAG (WLAN Access Gateway) 318 has, in essence, the task of providing a communication connection to the home UMTS communication network (not shown) of a user of a subscriber device (not shown) if there is a communication connection from the subscriber device to the UMTS communication network 311 and this is a visited UMTS communication network and not the user's home UMTS communication network.
  • the WAG 318 has a communication connection to the PDG of the home UMTS communication system (not shown).
  • the possibility of communicating with the home UMTS communication system by means of a visited UMTS communication system is called roaming.
  • the WAG 318 provides the functionality of a router.
  • [3] discloses a method for operating a radio communication network by means of which security problems in the wireless data transmission, in particular when changing between LAN communication networks and UMTS, are exchanged by using a key which is exchanged between a mobile radio device and a node of the communication network. Communication networks can be solved.
  • a method for handover of a mobile device between different access networks wherein a logical interface assigns IP addresses to the communication between the mobile device and a physical interface layer.
  • Document [5] discloses a communication system in which a terminal is coupled to different communication networks of the communication system and in particular can use communication services by means of the different communication networks by means of an interface.
  • a method for data transmission in which a part of a data quantity to be transmitted by means of a secure interface is transmitted and the remainder of the amount of data to be transmitted is transmitted by means of a non-secure interface, for example by means of a WLAN.
  • a method and architecture for a communication system which includes a vertical handoff, that is, a handover between different access networks, e.g.
  • Communication link between a terminal and the Internet can provide.
  • [8] discloses a modification of a PDG having a GGSN element with functions of a GGSN.
  • Reference [9] discloses a network architecture in which a PLMN (Public Land Mobile Network) is coupled to a WLAN by means of an inter-PLMN. A handover between the PLMN and the WLAN is performed based on the WLAN appearing to the PLMN as another PLMN.
  • PLMN Public Land Mobile Network
  • Document [11] describes a method in which the current position of a user equipment is determined and receiving conditions are determined based on the current position and using a card. Using the reception conditions, it can be decided, for example, whether a handover should be performed.
  • Reference [12] discloses mapping parameters that specify quality requirements, such as QoS (Quality of Service) parameters between different ones Communication systems, so for each
  • the quality requirements are specified according to the j ewoven communication system.
  • Reference [14] discloses a communication system in which a tunnel server is arranged between different communication networks.
  • a mobile device configured to roam between a low-tier wireless network and a high-tier wireless network with lower bandwidth but more mobility than the low-tier wireless network.
  • a virtual GPRS support node By means of a virtual GPRS support node, data packets and control signals are transmitted.
  • a communication system in which a packet data serving node (PDSN) is arranged between the Internet and an Internet Protocol-based communication network.
  • PDSN packet data serving node
  • Reference [17] describes a communication system in which communication connections can be provided for communication terminals by means of a 3G radio access network or by means of a WLAN.
  • the invention is based on the problem of providing an efficient method for a handover of a subscriber device from a first access communication network to a second access communication network.
  • the object is achieved by a communication system, a method for controlling a communication system, a network access device and a method for controlling a network access device with the features according to the independent patent claims.
  • a communication system includes a first communication network, a second communication network, a third communication network, a user equipment, and a network access device to which network access device is assigned a network layer address, the network access device being configured to provide access from the first
  • the communication system has a communication connection between the subscriber device and the third communication network by means of the first communication network and by means of the network access device, wherein in the data transmission by means of the first communication connection the network layer address of the network access device is used; and the network access device comprises a control device configured to release the first communication link and a second one Establish communication link between the subscriber device and the third communication network by means of the second communication network and by means of the network access device, wherein the network layer address of the network access device is used in the data transmission by means of the second communication connection.
  • the network access device can provide access to the third communication network to both of the first and the second communication network to a user equipment and that in dismantling the first communication connection and the structure of the second communication connection, what clearly corresponds to an (inter-system) handover of the subscriber device from the first communication network to the second communication network, the network layer address of the network access device does not change.
  • the invention enables the uninterrupted continuation of a (preferably packet-switched) communication connection, which by means of the first communication network to the third communication network, using a communication link, which consists of the second communication network to the third communication network.
  • the invention is particularly applicable to a handover between a WLAN access network to a UMTS communication network and vice versa, that is for a handover from a UMTS communication network to a WLAN access network.
  • the exemplary embodiments described below which relate to a handover from a WLAN access network to a UMTS communication network or vice versa, can be used in particular in the case of a conventional UMTS communication network without having to make costly changes to the network elements of the UMTS communication network.
  • the invention for this application can be implemented easily, inexpensively and in a short time.
  • Network access device and the method provided for controlling a network access device.
  • the Network layer address of the network access device specified by means of an APN (Access Point Name).
  • the APNs used to specify the network layer address may be different, they need only correspond to the same network layer address.
  • the APNs are "mapped" to the same network layer address, for example the same IP protocol address (shown).
  • the first communication network is a WLAN communication network, that is, a WLAN
  • the second communication network is a UMTS communication network, that is, a UMTS communication system, or the second one
  • Communication network is a WLAN communication network and the first communication network is a UMTS communication network.
  • the first communication connection is thus preferably a WLAN communication connection and the second communication connection is preferably a UMTS communication connection or vice versa.
  • the subscriber device has a transmission device which is set up to send a message to the network access device which has the request to terminate the first communication connection and set up the second communication connection.
  • the message is transmitted to the network access device via the first communication network.
  • the WLAN wireless
  • the message is transmitted to the network access device by means of the second communication network.
  • the third communication network is the Internet.
  • the network layer address of the network access device is an IP address of the network access device. It is preferred that the network access device comprises a WLAN network access device having the function of a PDG of the WLAN communication network, a UMTS network access device having the function of a GGSN of the UMTS communication network, and a memory to which memory the WLAN access
  • Access network access device and the UMTS network access device.
  • the two network elements PDG and GGSN are thus combined in one element.
  • the access point of the user equipment to the Internet remains identical before and after the inter-system handover, which is why after inter-system handover no new route needs to be created on the Internet.
  • the subscriber device and / or the network access device have an intermediate memory which is set up in the context of the degradation of the first communication connection and the structure of the second communication connection user data which are transmitted by means of the first communication connection and / or the second communication connection, temporarily.
  • runtime differences which can occur during the switchover from the first communication network to the second communication network, that is to say during the removal of the first communication connection and the structure of the second communication connection, can be compensated so that no user data is lost and the correct order the user data is guaranteed.
  • FIG. 1 shows a UMTS communication system for
  • Figure 2 shows a communication system with a WLAN access network
  • Figure 3 shows communication system with a WLAN / 3G interworking network
  • Figure 4 shows a communication system according to an embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a message flow diagram according to an embodiment of the invention
  • FIG. 6 shows a message flow diagram according to an embodiment of the invention.
  • Figure 7 shows an arrangement of latches according to an embodiment of the invention.
  • Figure 8 shows an arrangement of latches according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 9 shows a message flow diagram according to an exemplary embodiment of the invention.
  • Figure 10 shows an arrangement of latches according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 11 shows a message flow diagram according to an exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a communication system 400 according to an embodiment of the invention.
  • the architecture of the communication system 400 is based on the architecture of a WLAN / 3G interworking network according to Scenario 3, as explained above with reference to FIG.
  • a UMTS communication system 401 has base stations 402, 403 coupled to an SGSN 405 by means of an RNC 404, an IMS 406, an HLR 407, an AAA server 409, and a WAG 408, each with the reference to FIG. 1 and 3 described functionality.
  • a WLAN communication system 410 has access points 413, 414 and a user equipment 415 coupled to an access router 416 via one of the access points 413, 414, each with the functionality described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the UMTS communication network 401 has a PDG / GGSN 411 instead of a GGSN and a PDG.
  • the PDG / GGSN 411 provides the functionality of a GGSN and the functionality of a PDG.
  • the PDG / GGSN 411 By means of the PDG / GGSN 411, the SGSN 405, the IMS 406, the HLR 407, the AAA server 409, the WAG 408 and the Internet 412 are coupled together.
  • the mobile subscriber device 415 is equipped with a UMTS transmitter and a UMTS receiver, and with a WLAN transmitter and WLAN receiver, that is, the mobile user equipment 415 can communicate with both the UMTS communication system 401 and the WLAN 410 ,
  • the UMTS transmitter of the user equipment 415, the UMTS receiver of the user equipment 415, the WLAN transmitter of the user equipment 415 and the WLAN receiver of the user equipment 415 can be operated simultaneously.
  • the communication terminal may be a mobile user equipment, or it may be a stationary device such as a PC (personal computer).
  • the communication terminal is part of the Internet 412.
  • a handover is always understood to mean an inter-system handover.
  • FIG. 6 exemplary embodiments of the invention are described in which a handover from a WLAN access network to a UMTS communication network takes place.
  • FIG. 5 shows a message flow diagram 500 according to an embodiment of the invention.
  • the illustrated message flow occurs between the following network elements: a user equipment 501, an access router 502, a base station 503, a WAG 504, an RNC 505, an SGSN 506, a PDG / GGSN 507, an AAA server 508, an HLR 509 and the Internet 510.
  • each of the network elements is part of a WLAN access network, a UMTS communication network or a WLAN / 3G interworking network.
  • the PDG / GGSN 507 combines the functionality of a GGSN 530 and a PDG 531 (which are distinguished for ease of understanding, though both are realized by means of the PDG / GGSN 507).
  • actions to be performed are represented by rectangles. Transmissions of messages are represented by an arrow. Double arrows indicate a combination of messages and actions. Messages, actions, and network elements that are part of the Wi-Fi access network or the Wi-Fi / 3G interworking network, or that are executed or transmitted by elements of the Wi-Fi access network or the Wi-Fi / 3G interworking network are shown in broken lines.
  • step 511 the user of the subscriber device 501 determines which radio technologies should be activated in his terminal.
  • the user determines how the subscriber device 501 behaves in the event of a handover.
  • the user selects from the following three options:
  • An inter-system handover is manually arranged by the user, whereby the user is notified by his user equipment if an inter-system handover is possible;
  • An inter-system handover is independently initiated by the user equipment 501, the user being notified by the user equipment 501 when an inter-system handover is performed. It is assumed below that the user selects option 2 or 3 in step 511.
  • the user equipment 501 provides suitable means so that the aforementioned possibilities can be performed by the user to perform the respective notifications required and to implement the chosen option.
  • step 512 an active (communication) connection via the WLAN access network to a communication terminal (not shown) that is part of the Internet 510 exists.
  • step 513 In the event that the user equipment 501 is outside of the UMTS service area, or that the user equipment 501 is not yet registered in the packet-switched area of the UMTS communication system, that means that no GPRS Attach (General Packet Radio Service Attach) has been executed, the process proceeds to step 513.
  • GPRS Attach General Packet Radio Service Attach
  • step 517 the process proceeds to step 517.
  • step 513 the user moves to a UMTS coverage area. This means that user equipment 501 receives the pilot channel provided according to the UMTS standard.
  • step 514 the user equipment 501 reads system information sent by the RNC 505 via the base station 503.
  • the user equipment 501 determines, by means of the system information, whether the UMTS communication network comprising the base station 503 is the home network of the user equipment 501.
  • the user equipment 501 makes the decision to log in to the UMTS communication network.
  • the login to the packet-switched part of the UMTS communication network is referred to as a GPRS attach.
  • step 516 the user equipment 501 initiates the procedure for a GPRS attach and sends a message with an identification of the user equipment 501 to the SGSN 506.
  • the subscriber device 501 is authenticated.
  • the user equipment 501 performs measurements on the air interface of the WLAN and the UMTS communication network. This is optional.
  • the user equipment measures, for example, the reception field strengths of the WLAN and the UMTS communication network and the data rate of the existing WLAN communication connection.
  • the user equipment 501 preferably measures the reception field strength and the average data rate of the existing WLAN communication connection at regular intervals.
  • step 518 If a predefinable limit is exceeded, the process continues with step 518 and a handover is initiated.
  • the limit is chosen so that the data transfer by means of the WLAN at or shortly after the crossing of the border is still possible. Otherwise, the handover could not be initiated.
  • step 518 if the user has chosen the second option, he will be notified that inter-system handover is now possible.
  • the user can be shown as decision-making aid the quality of the existing WLAN communication connection and the possible UMTS communication connections, for example the reception field strengths of the WLAN and the UMTS communication network and the average data rate of the existing WLAN communication connection.
  • step 519 If the user agrees to a handover, the process continues with step 519. If the user has selected the third option, then the user equipment 501 automatically executes step 519.
  • the subscriber device 501 decides if there are several communication connections by means of the WLAN, which are intended for the handover, that is, which of them are to be continued by means of the ÜMTS communication system, and sends a message to the PDG by means of the WLAN transmitter.
  • GGSN 507 which signals that the user equipment 501 requests a handover.
  • the message includes, inter alia, an identification of the user from the point of view of the WLAN / 3G interworking network, which identification is referred to below as WLAN ID, and one or more identifications of the WLAN communication links provided for the handover, that is to say communication links. which consist of the WLAN included.
  • the identification of a WLAN communication connection is the W-APN (WLAN Access Point Name) of the WLAN communication connection that the user or the subscriber device 501 has selected when setting up the WLAN communication connection.
  • W-APN WLAN Access Point Name
  • the PDG / GGSN 507 checks whether it has stored SGSN address of the user equipment 501, that is, the address of the SGSN 506 associated with the user equipment 501, that is, by means of which the user equipment 501 can establish communication links with the UMTS communication system. If so, the process proceeds to step 522, otherwise the flow proceeds to step 520.
  • step 520 the PDG / GGSN 507 sends a message to the HLR 509 asking for the SGSN address of the user equipment 501.
  • This message includes the WLAN ID, among other things.
  • the HLR 509 searches for the SGSN address of the user equipment 501 using the WLAN ID.
  • the HLR 509 If the HLR 509 does not find the SGSN address, the HLR 509 converts the WLAN ID to an International Mobile Subscriber Identity (IMSI) and searches for the SGSN address using the IMSI.
  • IMSI International Mobile Subscriber Identity
  • the PDP address for this IMSI is searched, which PDP address is assigned to the subscriber device 501.
  • the HLR 509 sends the SGSN address, the IMSI, the WLAN ID, and the PDP address of the user equipment 501 to the PDG / GGSN 507.
  • the HLR 509 has a table by means of which the IMSI of the user equipment 501 can be determined using the WLAN ID.
  • the steps 522 to 532 are executed once for each WLAN communication connection to be continued by means of a UMTS communication connection of the UMTS communication network.
  • a UMTS communication connection of the UMTS communication network.
  • the WLAN communication connection one of the WLAN communication connections to be continued by means of UMTS is always meant below.
  • UMTS communication connection to be set up the UMTS communication connection is always meant below, which is used to continue the WLAN communication connection.
  • the PDG / GGSN 507 determines the appropriate PDP (Packet Data Protocol) type for the UMTS communication connection to be established.
  • PDP Packet Data Protocol
  • the PDP type of a communication connection specifies the protocol to be used for a communication service used by the communication connection, for example, the Internet Protocol is used in the PDP type "IP".
  • a suitable modified APN Access Point Name
  • W-APN Access Point Name
  • This APN is determined so that the SGSN 506 can address the PDG / GGSN 507 using the APN, that using the APN, the same services can be requested as those used by the WLAN communication links, and that the user equipment 501 using the APN can recognize from which W-APN the APN has been determined.
  • the modified APN is also referred to below as M-APN.
  • the PDG / GGSN 507 determines a PDP address assigned to the user equipment 501: either the UMTS-specific PDP address received from the HLR 509 or the WLAN Address, that is the address by means of which the subscriber device 501 can be addressed via the WLAN communication link.
  • the PDP address is an IP address.
  • the WLAN address is used as the PDP address. Otherwise, it is necessary for the PDG / GGSN 507 to convert the PDP address into the WLAN address for each data packet, or to convert the WLAN address into the PDP address, so that the communication connection to the (not shown) communication terminal in the Internet persists.
  • the PDG / GGSN 507 for the WLAN communication connection to be continued by means of the UMTS communication network sends a message to the SGSN 506, the address of which is sent in step 521 from the HLR 509 and received by the PDG / GGSN 507 Message was included.
  • the SGSN 506 is signaled that data packets for the subscriber device 501 are present.
  • the sending of these messages is independent of whether data packets are actually sent to the subscriber device 501 via the WLAN access network at this moment or not.
  • the message includes, among other things, the values of the following parameters: IMSI, PDP type, PDP address and M-APN.
  • the parameter values are as determined in the previous processing steps.
  • the SGSN 506 confirms to the PDG / GGSN 507 by means of a confirmation message that the SGSN 506 corresponds to the Subscriber device 501 signals that data packets are present.
  • the PDG / GGSN 507 then provides a first buffer for the data packets, which are sent from the subscriber device 501 to the communication terminal in the Internet by means of the UMTS communication link to be established in the future.
  • the data packets are buffered until the PDG / GGSN 507 switches to the UMTS communication connection (see step 535).
  • steps 522 through 532 are executed once for each WLAN communication connection to be continued by means of a UMTS communication connection of the UMTS communication network.
  • a confirmation message is sent for each WLAN communication connection which is to be continued by means of the UMTS communication system.
  • step 524 the SGSN 506 sends a message to the user equipment 501 to request the establishment of a PDP Context (PDP context).
  • PDP context PDP Context
  • This message contains values of the following parameters: Transaction Identifier (TI), which specifies a bidirectional data flow which is carried out, for example, in the context of a communication service which is used by means of the WLAN communication connection, PDP type, PDP address and M-APN.
  • TI Transaction Identifier
  • steps 522 to 532 are executed once for each WLAN communication connection to be continued by means of a UMTS communication connection of the UMTS communication network. Especially for each WLAN communication connection that is to be continued by means of the UMTS communication system, this message is once sent by the SGSN 506.
  • the subscriber device 501 selects the desired bit rate, the maximum delay time, and the maximum bit error rate for both directions of data transmission in the context of the UMTS communication connection to be established for the UMTS communication connection to be established.
  • the user equipment 501 may consider the equivalent values of the existing WLAN communication connections and special wishes of the user.
  • the user equipment 501 for the WLAN communication connection to be continued in the UMTS sends a message requesting establishment of a PDP context to the SGSN 506.
  • This message contains values of the following parameters: TI, NSAPI. (Network layer Service Access Point Identifier), which specifies the service access point of the network layer to be used by the PDP context, PDP Type, PDP Address, M-APN, PDP Configuration Options, which specifies further PDP options, and QoS (Quality of Service) Requested, which specifies the required communication quality, for example, the bit rate, the maximum delay times and the maximum bit error rates, respectively for both directions of data transmission in the context of the UMTS communication link to be established.
  • TI Network layer Service Access Point Identifier
  • PDP Type PDP Address
  • M-APN PDP Configuration Options
  • QoS Quality of Service
  • step 526 the SGSN 506 decides whether or not to assemble the PDP context requested by the message received in step 525.
  • the SGSN 506 checks to see if it can provide the desired QoS parameter values and if the user is enabled, ie authorized, for these QoS parameter values.
  • the SGSN 506 corrects, that is changes, the values or rejects the structure of the PDP context.
  • the corrected QoS parameters are referred to as QoS-Negotiated.
  • the PDG / GGSN 507 is informed by means of a message about the PDP context to be established.
  • steps 522 to 532 are executed once for each WLAN communication connection to be continued by means of a UMTS communication connection of the UMTS communication network.
  • a message with information about the PDP context to be set up is sent to the PDG / GGSN 507.
  • the message contains values of the following parameters: TEID (Tunnel Endpoint Identifier), which specifies an end point in the UMTS communication network, PDP type, PDP address, M-APN, QoS-Negotiated, NSAPI, MSISDN, that is the telephone number , Charging Characteristics, which specifies the type of communication connection charges, Selection Mode, which specifies how the Charging Characteristics parameter was selected, Trace Reference, Trace Type, and Trigger Id, which provide three parameter values for creating trace records, specifying which way data will travel through the communication system, OMC Identity (Identification of the Operation and Maintenance Center) and PDP Configuration Options.
  • step 527 the PDG / GGSN 507 checks if the desired QoS parameters are compatible with the PDP context to be established.
  • the PDP context table determines a new charging ID for tariffing, that is, an identifier used for cost accounting. It then sends a message to the SGSN 506 with the parameters PDP-Address, PDP-Configuration-Options, QoS-Negotiated, Charging-Id and Cause.
  • the value of the Cause parameter indicates whether the PDP context to be established has been established or not. In the event that the PDP context to be established has not been established, the value of the Cause parameter indicates the reason why it was not established.
  • the SGSN 506 optionally corrects the QoS parameter values and directs the establishment of the Air interface by sending a message to the RNC 505.
  • the procedure for establishing the air interface involves the RNC 505 and the user equipment 501 in addition to the SGSN 506. This procedure is designed as described in [2] (section: RAB Assignment Procedure).
  • steps 522 through 532 are executed once for each WLAN communication connection to be continued by means of a UMTS communication connection of the UMTS communication network.
  • the procedure for establishing the air interface is carried out for each WLAN communication connection which is continued by means of the UMTS communication system.
  • step 529 after the air interface is established, the QoS parameter values, possibly corrected in step 528, are communicated to the PDG / GGSN 507 via a change notification message.
  • steps 522 to 532 are executed once for each WLAN communication connection to be continued by means of a UMTS communication connection of the UMTS communication network, a change notification message is made especially for each WLAN communication connection which is continued by means of the UMTS communication system Posted .
  • step 530 the change notification from the PDG / GGSN 507 is acknowledged to the SGSN 506 by means of a corresponding message.
  • step 531 the SGSN 506 adds the NSAPI and the GGSN address, that is the address of the PDG / GGSN 507, to the PDP context for the communication connection to be established.
  • the structure of the PDP context is acknowledged to the user equipment 501.
  • step 532 the subscriber device 501 checks for each acknowledgment the QoS parameter values offered to the subscriber device 501 in a descriptive way.
  • the test may be performed automatically by the user equipment, or the user may be asked if he or she agrees with these QoS parameter values.
  • the user equipment 501 sends a message that triggers the removal of the affected PDP context.
  • the user equipment 501 sends a message to the PDG / GGSN 507 by means of a WLAN communication connection, with which it announces the separation of the WLAN communication connections carried on by means of UMTS communication connections.
  • the message contains the WLAN ID and the M-APN of all WLAN communication connections, which are continued by means of the UMTS communication system.
  • Communication terminal set up on the Internet received user data.
  • This user data is buffered until the subscriber device 501 receives the message sent in step 535 or until a timer expires, which runs specifically for this measure in the subscriber device 501 since the end of step 532.
  • the user equipment 501 After switching to UMTS in step 534, the user equipment 501 sends the user data corresponding to the continuing WLAN communication connections in the uplink only to the communication terminal in the Internet by means of the UMTS communication connections which continue the WLAN communication connections.
  • step 535 after receiving the message transmitted in step 533, the PDG / GGSN 507 allows the transmission of payload data from the subscriber equipment 501 of the WLAN communication links to be continued only by means of the UMTS communication connections continuing the WLAN communication connections.
  • Data that has already been received by means of one of the UMTS communication links and is now located in the first temporary memory set up in step 523 are forwarded in chronological order to the communication terminal on the Internet. If all WLAN communication connections are continued by means of UMTS communication connections, the PDG / GGSN 507 sends a termination message to all the units involved in the WLAN communication connection, ie the WAG 504, the access router 502, the AAA, by means of each WLAN communication connection Server 508, the HLR 509 and the user equipment 501, by means of which message the disconnection of the WLAN communication connection is initiated.
  • All data transmitted from the communication terminal in the Internet to the subscriber device 501 are transmitted to the subscriber device 501 only by means of the UMTS communication links.
  • the WLAN communication connection will continue to exist and a continuation message will be sent to all units involved in this WLAN communication connection the termination of the continued WLAN
  • step 535 all units participating in the WLAN communication connection, after receiving the termination message, execute the necessary measures for terminating the respective WLAN communication connection. If a continuation message has been transmitted, the WLAN communication connection is not terminated by the participating units.
  • Subscriber device 501 processes the data that has already been received by the UMTS communication link and stored in the second buffer set up in step 533 in the chronological order in which it was received.
  • the user is notified by the user equipment 501 that an inter-system handover has occurred.
  • the PDG / GGSN can be distinguished by the W-APN.
  • the embodiment explained with reference to FIG. 5 is characterized by the fact that, compared with the embodiment which is explained below with reference to FIG. 6, the required changes of the UMTS communication network are very small compared to a typical UMTS communication network ,
  • FIG. 6 shows a message flow diagram 600 according to an embodiment of the invention.
  • the illustrated message flow takes place between the following network elements: a Subscriber device 601, an access router 602, a base station 603, a WAG 604, an RNC 605, an SGSN 606, a PDG / GGSN 607, an AAA server 608, an HLR 609, and the Internet 610.
  • a Subscriber device 601 an access router 602, a base station 603, a WAG 604, an RNC 605, an SGSN 606, a PDG / GGSN 607, an AAA server 608, an HLR 609, and the Internet 610.
  • each of the network elements is designed and coupled according to the architecture explained with reference to FIG. 4, in particular each of the network elements is part of a WLAN access network, a UMTS network.
  • the PDG / GGSN 607 combines the functionality of a GGSN 630 and a PDG 631 analogously to above (which are distinguished for better understanding, although both are realized by means of the PDG / GGSN 607).
  • Messages, actions, and network elements that are part of the Wi-Fi access network or the Wi-Fi / 3G interworking network, or that are executed or transmitted by elements of the Wi-Fi access network or the Wi-Fi / 3G interworking network are shown in broken lines.
  • Messages, actions and network elements that are part of the UMTS communication system or are executed or transmitted by elements of the UMTS communication system are shown in a solid line.
  • the embodiment described below with reference to FIG. 6 differs from the embodiment described with reference to FIG. 5 in that the handover is initiated by the subscriber device 501 by sending a message by means of the UMTS communication system instead of by means of the WLAN communication system.
  • a significant advantage of the following embodiment is that in this procedure a handover is still possible if the WLAN communication connection is already interrupted, for example because the user has left the WLAN coverage area with the subscriber device.
  • the WLAN communication connection can be used as long as possible and a handover is possible even in the event of an unexpected termination of the WLAN communication connection.
  • the exemplary embodiment described below can be used if the subscriber device 601 knows the IP address of the PDG / GGSN 607, by means of which the WLAN communication link to be transferred is provided.
  • Steps 611 through 616 are analogous to steps 511 through 516 described with respect to FIG.
  • the user equipment 601 optionally performs measurements on the computer after a GPRS attach has been performed Air interface of the WLAN communication system and the UMTS communication system.
  • the user equipment 601 measures the reception field strengths of the WLAN communication system and the UMTS communication system and the data rate of the existing WLAN communication connections.
  • the user equipment 601 preferably measures the reception field strength and the average data rate of the WLAN communication connections at regular intervals.
  • the handover is initiated with step 618.
  • the WLAN communication connection for establishing the UMTS communication connection is not required.
  • step 618 if the user has selected option 1 (see step 511 above), the notification is received that inter-system handover is possible.
  • the user can be shown as a decision aid j efar quality of active, that is existing, WLAN communication connections and the possible UMTS communication connections, such as the reception field strength of the signals of the WLAN access network and the UMTS communication network and the average data rate of the existing WLAN communication links.
  • a decision aid j efar quality of active that is existing, WLAN communication connections and the possible UMTS communication connections, such as the reception field strength of the signals of the WLAN access network and the UMTS communication network and the average data rate of the existing WLAN communication links.
  • step 619 If the user agrees to a handover, the process continues with step 619. If the user has selected option 3, the user equipment 601 automatically executes step 619. In step 619, after the user equipment 601 has made the decision to initiate a handover, the subscriber equipment sets up a first buffer which, in the event that the existing WLAN communication connections abort, stores the payload data to be sent until UMTS communication links are established are.
  • the subscriber device 601 decides, if several WLAN communication connections exist, for which WLAN communication connections a new UMTS communication connection is to be set up by means of the UMTS communication network and selects the desired bit rates, the maximum delay times and the times to be established for the UMTS communication connections maximum bit error rates for both
  • the subscriber device 601 can take into account the equivalent values of the current WLAN communication connections and special wishes of the user.
  • the user equipment 601 sends a message requesting establishment of a PDP context for use for a communication service to the SGSN 606.
  • the message contains values of the following parameters: APN, TI, IP address of the currently used PDG / GGSN 607, NSAPI, PDP type, PDP address, PDP configuration options and QoS-Requested. It selects the APN, which the user equipment 601 has also selected for the WLAN communication connection to be continued by means of the PDP context to be established, the so-called W-APN. If several communication connections are to be continued by means of the UMTS communication network, the above message is sent once to the SGSN 606 for each WLAN communication connection.
  • step 620 for each message transmitted in step 619, the SGSN 606 decides whether to set up the PDP context or not. To this end, SGSN 606 checks to see if it can provide the desired QoS parameters and if the user is authorized, ie, enabled, for those Qo parameters and for the requested communication service provided by the requested PDP context.
  • the SGSN 606 If the SGSN 606 does not know required information, it requests this information from the HLR 609 at step 621.
  • step 621 the SGSN 606 requests the missing information about the user of the subscriber device 601 from the HLR 609.
  • the missing information may be, for example, information about the authority to use the requested communication service and the requested QoS parameters. For each UMTS communication connection to be established, the missing information may be requested.
  • the HLR 609 sends the requested information to the SGSN 606.
  • step 623 when the SGSN 609 knows the required information, the SGSN 609 optionally corrects the QoS parameters or rejects the structure of the PDP context.
  • the corrected QoS parameters are referred to as QoS-Negotiated.
  • the SGSN 609 informs the PDG / GGSN 607 of the PDP context to be established by means of a message sent to the PDG / GGSN 607.
  • the message contains values of the following parameters: PDP-Type, PDP-Address, APN, QoS-Negotiated, NSAPI, MSISDN, Selection-Mode, Charging-Characteristics, Trace-Reference, Trace-Type, Trigger-ID, OMC- Identity and PDP configuration options.
  • step 624 for each message received, sent in step 623, the PDG / GGSN 607 checks to see if the specified QoS parameter values are compatible with the corresponding PDP context to be established.
  • the PDG / GGSN 607 creates a new entry in its PDP Context Table and determines a new Charging ID for tariffing. It then sends a message to the SGSN 606 with values of the parameter PDP for each WLAN communication connection which is to be continued by means of the UMTS communication network. Address, PDP Configuration Options, QoS Negotiated, Charging Id, Cause.
  • the PDG / GGSN 607 creates two latches, a second buffer which, in the event that the corresponding WLAN communication connection terminates, stores the payload data to be sent to the user equipment 601 until the corresponding one This means that the WLAN communication connection further, UMTS communication connection is established, and a third buffer which stores the data received from the subscriber device 601 via the UMTS communication network until the WLAN communication connection has been terminated.
  • the SGSN 606 optionally corrects the QoS parameter values and initiates the air interface establishment by sending a message to the RNC 605 for each WLAN communication link to be continued via the UMTS communication network.
  • the procedure for establishing the air interface involves, in addition to the SGSN 606, the RNC 605 and the user equipment 601. This procedure is designed as described in [2] (Section: RAB Assignment Procedure).
  • step 626 After the air interface is established, the QoS parameter values, possibly corrected in step 625, are communicated to the PDG / GGSN 607 via a change notification message. For each WLAN communication connection that is to be continued in the UMTS, a change notification is sent.
  • step 627 the change notification from the PDG / GGSN 607 is acknowledged to the SGSN 606 by means of a corresponding message.
  • the SGSN 606 adds the NSAPI and the GGSN address, that is the address of the PDG / GGSN 607, to the PDP context for the communication connection to be established.
  • the structure of the PDP context is confirmed to the user equipment 601.
  • step 629 for each acknowledgment, the user equipment 601 checks the QoS parameter values that are being presented to the user equipment 601 illustratively.
  • the user equipment 601 sends a message that triggers the depletion of the corresponding PDP context.
  • step 630 If the QoS parameter values are accepted for at least one PDP context, flow continues to step 630.
  • step 630 in the event that all communication connections provided to the user equipment 601 via the WLAN access network are to be continued by means of the UMTS communication network, the user equipment 601 sends a first advertisement message to the PDG / GGSN 607 by means of a UMTS communication connection it announces the disconnection of the WLAN communication connections.
  • the first announcement message contains the following parameter values: The WLAN ID and the M-APN of all WLAN communication connections that are to be continued by means of the UMTS communication network.
  • Communication terminal set up on the Internet received user data.
  • a second advertisement message is sent to the PDG / GGSN 607, by means of which it is communicated which PDP contexts were accepted by the user equipment 601 and which were rejected.
  • the user equipment 601 After switching to UMTS in step 631, the user equipment 601 only sends the user data corresponding to the continuing WLAN communication links by means of the UMTS communication links, which continue the WLAN communication links, to the communication terminal in the Internet.
  • the user receives notification from the user equipment 601 that an inter-system handover has occurred.
  • step 632 after receiving the message sent in step 630, the PDG / GGSN allows the transmission of payload data from the user equipment 601 of the WLAN communication links to be continued only by means of the UMTS communication links continuing the WLAN communication links.
  • Data already transferred by means of one of the UMTS communication links from the user equipment 601 and now residing in the third buffer set up in step 624 are forwarded in the chronological order in which they were transmitted by the user equipment to the communication terminal on the Internet ,
  • user data is in the second buffer for the user equipment 601, they are also forwarded to the user equipment 601 in the chronological order in which they were stored in the buffer.
  • the PDG / GGSN 607 sends a termination message to all the units involved in the WLAN communication connection, ie the WAG 604, the access router 602, the AAA server 608, the HLR, by means of a WLAN communication connection to be separated 609 and the subscriber device 601, by means of which message the separation of the WLAN communication connection is initiated.
  • Data that is transmitted in the context of a communication service whose data transmission was carried out before the separation by means of the separate WLAN communication connection are transmitted to the user equipment 601 only by means of the UMTS communication connection continuing the WLAN communication connection.
  • the WLAN communication links that are to remain persist and a continuation message is sent to all units involved in the persisting WLAN communication links, indicating the termination of the continued WLAN communication links signaled, but does not lead to the degradation of all wireless communication connections.
  • step 632 all units involved in the ongoing WLAN communication connections, after receiving the termination message, execute the necessary measures for terminating the continued WLAN communication connection.
  • the user equipment 601 After disconnecting the WLAN communication link, the user equipment 601 processes the data that has already been received by the UMTS communication link and is now in the fourth buffer in the chronological order in which it was received. If user data for the communication terminal in the Internet are in the first cache, they are now sent in the chronological order in which they were stored in the cache to the communication terminal on the Internet.
  • the WLAN communication connection is not terminated by the participating units.
  • the PDG / GGSN can be distinguished by the W-APN.
  • FIG 7 shows an arrangement of latches 700 according to an embodiment of the invention.
  • the latches are arranged in a user equipment 701 corresponding to the user equipment 501 and a PDG / GGSN 702 corresponding to the PDG / GGSN 507.
  • a first buffer 703 corresponding to the first buffer mentioned in the explanation of Fig. 5 is arranged.
  • a second buffer 704 corresponding to the second buffer mentioned in the explanation of Fig. 5 is arranged.
  • the first buffer 703 stores the data to be sent by the subscriber device 701 to the communication terminal on the Internet by means of an already established UMTS communication connection.
  • This data is forwarded only when the corresponding WLAN communication connection, that is, the WLAN Kirunikation.stress that continues the UMTS communication connection is degraded.
  • the uplink data stream is not passed by the PDG / GGSN 702 but is cached by the UMTS communication link, it is not necessary for the PDG / GGSN 702 to simultaneously pass two streams to the Internet, requiring twice the number of network layer instances would .
  • the first buffer is thus located under the network layer, in this embodiment, the Internet protocol layer.
  • the second buffer 704 has the function analogous to the first buffer. As explained above with reference to FIG. 5, the second buffer 704 stores the data received from the subscriber device 701 by means of the already established UMTS communication connection.
  • This data is processed only when the corresponding WLAN communication connection, that is, the WLAN communication connection, which continues the UMTS communication connection, is degraded.
  • the first cache 703 and the second cache 704 may be considered as receive buffers because the first cache 703 stores data received from the PDG / GGSN 704 and the second cache 704 stores data received from the client 701.
  • FIG 8 shows an arrangement of latches 800 according to an embodiment of the invention.
  • the latches are arranged in a user equipment 801 corresponding to the user equipment 601 and a PDG / GGSN 802 corresponding to the PDG / GGSN 607.
  • a third buffer 803 corresponding to the third buffer mentioned in the explanation of Fig. 6 and a second buffer 803 corresponding to the second buffer mentioned in the explanation of Fig. 6 are arranged.
  • the third latch 803 has analog functionality to the first latch 703 explained with reference to FIG.
  • the fourth latch 804 has analog functionality to the second latch 704 discussed with reference to FIG.
  • the third buffer 803 and the fourth buffer 804 will therefore not be discussed further below.
  • the first buffer store 805 stores the data which has been received from the subscriber device 801 by means of an already degraded WLAN network.
  • this data is sent with the appropriate UMTS communication connection when it is established.
  • the second buffer 806 stores the data sent to the subscriber device 801 by means of an already degraded WLAN.
  • the first buffer 805 and the second buffer 806 clearly show that the WLAN communication links to be degraded are used as long as possible and also in the event of abrupt termination of the WLAN WLAN communication links, which arises, for example, in that the user of the subscriber device 801 leaves a WLAN radio cell, no data is lost.
  • FIG 9 shows a message flow diagram 900 according to an embodiment of the invention.
  • the illustrated message flow occurs between the following network elements: a user equipment 901, an access router 902 (and an attached access point), a base station 903, a WAG 904, an RNC 905, a SGSN 906, a PDG / GGSN 907, a AAA Server 908, HLR 909 and the Internet 910.
  • each of the network elements is part of a WLAN access network, a UMTS communication network, hereafter also referred to generally as PLMN (public land mobile network), or a WLAN / 3G Interworking Network.
  • PLMN public land mobile network
  • WLAN / 3G Interworking Network a WLAN / 3G Interworking Network
  • Fig. 9 actions to be performed are represented by rectangles. Transmissions of messages are represented by an arrow. Double arrows indicate a combination of messages and actions.
  • Messages, actions, and network elements that are part of the Wi-Fi access network or the Wi-Fi / 3G interworking network are, respectively are executed or transmitted by elements of the WLAN access network or the WLAN / 3G Interworking network are shown in dashed lines.
  • step 911 the user of the subscriber device 901 determines which radio technologies should be activated in his terminal.
  • the user sets at the subscriber device 901 that an automatic handover of existing via the UMTS communication network packet-switched communication connection should be performed as soon as a suitable wireless (access network) is available.
  • rules are provided according to which a handover may be initiated.
  • step 912 at least) one active (communication) connection by means of the UMTS communication network to a communication terminal (not shown) that is part of the Internet 910 exists.
  • the communication connection there is a PDP (packet data protocol) context between the user equipment 901 and the GGSN 931.
  • PDP packet data protocol
  • the user of the user equipment 901 has specified an APN (Access Point Name), thus specifying the communication service provided through the communication connection becomes.
  • APN Access Point Name
  • the GGSN 931 was selected by the PLMN.
  • the user with the subscriber device 901 moves into the coverage area of a WLAN radio cell of the WLAN access network.
  • This is determined by the subscriber device 901 by means of one or both of the following methods: a) The subscriber device 901 checks the reception levels at typical WLAN frequencies at regular intervals, that is to say frequencies typically used for radio transmission in the context of WLANs. If the reception level for a WLAN-typical frequency exceeds a limit value, then the user equipment 901 is located in the reception area of a WLAN communication network and the user equipment 901 detects this. b) The PLMN sends a message to the subscriber device 901 specifying that a (suitable) WLAN
  • the message has the information on which frequency the WLAN communication network sends or. receives and / or which SSID (Service Set Identifier) uses (and in particular transmits) the WLAN communication network.
  • Subscriber device 901 also determines an access point of the WL ⁇ N communication network. It is assumed below that this access point is connected to the Access Router 902 (clearly, the Access Router 902 is responsible for the Access Point).
  • step 914 the user equipment 901 associates with the access point, i. H. it establishes a communication link to the WLAN communication network via the access point and the access router 902.
  • step 915 the user equipment 901 begins to use the access point and the access router 902 in the home PLMN (HPLMN) d. H . the PLMN, whose operator the user of the subscriber device 901 has a contract to register.
  • the user equipment 901 sends a message with a registration request to the access router 902 and an indication to which communication network this registration request is to be forwarded.
  • the subscriber device 901 may indicate a different PLMN than the home PLMN if, for certain reasons, a communication connection to a PLMN other than the HPLMN is to be established.
  • the access router 902 When the user equipment 901 indicates the HPLMN in the registration request, the access router 902 accordingly forwards the registration request to the AAA server of the HPLMN. In the event the HPLMN is unknown to the access router 902, the access router sends a message to the subscriber unit 901 containing a list of all PLMNs reachable by the access router 902. It is assumed that the user equipment 901 has specified in the registration request the UMTS communication network with the network components shown. Accordingly, the access router 902 forwards the registration request to the AAA proxy (not shown) of the UMTS communication network.
  • the procedure of the registration is configured, for example, as described in [10] (Section 10.2 "WLAN Access Authentication and Authorization").
  • the UMTS communication network is the HPLMN of the user equipment 901, that the registration is successfully completed, and thus the user equipment 901 is registered after step 915 in its home PLMN, the UMTS communication network.
  • the communication links from the subscriber device 901 to the UMTS communication network which are intended (intended) for a handover, that is to say possibly be continued by means of the WLAN access network, are provided for a handover
  • PDP contexts intended for handover will refer to the PDP contexts existing within the handover communication links.
  • Whether the communication connections provided for a handover are actually continued by means of the WLAN access network is decided only in a later operational step. If, in the following, method steps are carried out which relate to a communication connection provided for a handover, it is always tacitly assumed that analogous method steps are carried out for all other communication connections provided for a handover.
  • the subscriber device 901 After the successful registration of the subscriber device 901 in the UMTS communication network, the subscriber device 901 is assigned a local IP (Internet Protocol) address by the DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) server (not shown) of the WLAN communication network and by means of a corresponding message communicated. By means of this IP address, the subscriber device 901 can be reached (addressed) within the WLAN access network.
  • IP Internet Protocol
  • the user equipment 901 initiates a DNS (Domain Name Service) procedure by sending a message containing a W-APN (WLAN Access Point Name) to the DNS server (not shown) of the UMTS communication network.
  • the W-APN is designed so that the DNS server can uniquely determine the PDG that is part of the same PDG / GGSN as the GGSN 931 associated with the handover PDP context. In this case, this is the PDG 930.
  • the subscriber device 901 is notified of the IP address of the PDG 930.
  • the AAA server 908 and the AAA proxy involved in the registration of the subscriber device 901 exchange messages with each other and with the WAG 904 and the PDG 930, informing the WAG 904, that PDG 930 is involved in the scheduled handover and the PDG 930 is informed that the WAG 904 is involved in the planned handover.
  • the WAG 904 obtains the address of the PDG 930 and forwards all data sent by the user equipment 901 to the PDG 930 from the user equipment 901 as part of the handover provided communication link.
  • the PDG 930 is informed of the address of the WAG 904, accepts the data forwarded by the WAG, and is informed that the subscriber device 901 can be reached by means of the WAG 904.
  • the user equipment 901 establishes a secure IPsec tunnel to the PDG 930 for each hand-over PDP context.
  • the information required for the encryption of the data sent in the context of the IPsec tunnel is exchanged between the subscriber device 901 and the PDG 930.
  • a W-APN is sent from the user equipment 901 to the PDG 930.
  • the PDG 930 confirms to the user equipment 901 by means of a corresponding message the successful establishment of the IPsec tunnel and also informs the user equipment 901 of the remote IP address of the user equipment 901.
  • the subscriber device 901 can be reached from the UMTS communication network.
  • the remote IP address of the subscriber device 901 is communicated to the subscriber device 901 in at least one confirmation about the successful establishment of an IPsec tunnel.
  • the confirmation of a successful establishment of an IPsec tunnel may contain further information about the IPsec tunnel, for example the expected average data rate and the expected delay times within the IPsec tunnel.
  • the UMTS communication network may reject in this step, if necessary, the establishment of an IPsec tunnel and thus the handover of the corresponding PDP context or the corresponding communication connection (i.e., the communication connection in the context of the PDP context exists).
  • step 919 the user equipment 901 decides for which communication links existing by the UMTS communication network a handover should actually be performed, and thus which one for a handover provided communication connections and which provided for a handover PDP contexts are actually to be continued by means of the WLAN access network.
  • the connection costs, the expected for the established IPsec tunnel average data rates and delay times are taken into account. Furthermore, it can be considered whether the WLAN access network is suitable for the continuation of the respective communication connection. If it is decided that a UMTS communication link is continued via the WLAN access network, the user of the subscriber device 901 is informed that an automatic handover is now being performed. For example, properties of the WLAN communication connection which continues the UMTS communication connection are displayed to the user, for example the data rate or the connection charges. Depending on user settings, the subsequent step 920 will be with or without confirmation from the user, i. H. done manually or automatically.
  • the communication connections provided for a handover from the subscriber device 901 to the UMTS communication network, which are actually to be continued, that is to say actually continued by means of the WLAN access network according to the decision of the subscriber device 901, are referred to as communication links to be continued.
  • the PDP contexts to be continued are the PDP contexts that exist within the scope of the communication links to be continued.
  • step 920 the user equipment 901 determines the time for the handover to continue
  • the subscriber device 901 respectively determines the reception field strength of the UMTS communication network and the WLAN access network over a certain period of time (possibly several times) and / or determines the respective cell load, ie. H. How strong is the UMTS radio cell in whose coverage area the subscriber device 901 is located and by means of which the communication connection to be continued exists, or the WLAN radio cell in which the subscriber device 901 has moved in is used. If the determined values exceed or fall short of predetermined limit values, the sequence proceeds to step 921.
  • step 921 the user equipment 901 initiates the handover for the communication links to be continued by sending a message to the PDG 930 via the WLAN access network including: For each communication connection to be continued, a PDP Context Identifier, ie one within the UMTS communication network used name of the communication link to be continued, and a specification that a handover is desired.
  • a PDP Context Identifier ie one within the UMTS communication network used name of the communication link to be continued, and a specification that a handover is desired.
  • FIG. 10 shows a communication system 1000 according to an embodiment of the invention.
  • the communication system 1000 has a user equipment 1001 corresponding to the user equipment 901, a UMTS communication network 1002 corresponding to said UMTS communication network involved in the handover, a WLAN access network 1003 corresponding to said WLAN access network involved in the handover , a PDG / GGSN 1007 corresponding to the PDG / GGSN 907 and the Internet 1012 (corresponding to the Internet 910).
  • the subscriber device 1001 has a
  • Further processing unit 1004 which is configured to process data received from the subscriber terminal 1001 and provide data that are sent by the subscriber unit 1001.
  • the user equipment 901 sets up (further in step 921) a first buffer 1005 which stores the communication data (user data) sent from now on from the PDG 930 (or the PDG / GGSN 1007) via the WLAN access network 1003 to the user equipment 1001. In particular, these communication data does not become the
  • Further processing unit 1004 resp. to an application that is executed by the further processing unit 1004 and waits for the communication data forwarded.
  • step 921 is not performed, but sent a message from the subscriber device 901 to the PDG 930, which signals the abort of the handover. Then the process is ended.
  • step 922 upon receipt of the message sent by the user equipment 901 in step 921, the PDG 930 prepares to receive the user data sent by the user equipment 901 via the WLAN access network 1003, and in particular sets up a second buffer 1006.
  • the second buffer 1006 is provided for all communication links to be continued. All user data sent from now on by means of the WLAN access network from the subscriber device 901 to the PDG / GGSN 1007 are stored from now on in the second buffer 1006 and initially not forwarded to the intended recipient of the user data.
  • the PDG / GGSN 1007 sets that all user data to be sent to the subscriber device 901 in the context of the communication links to be relayed is no longer sent to the subscriber device 901 via the UMTS communication network 1002, but via the WLAN access network 1003.
  • a first switch 1008 which is switched from the position U (for UMTS) to the position W (for WLAN) for the communication links to be continued from the PDG / GGSN 1007.
  • IPsec tunnels have been set up for one or more communication connections provided for the handover, which are not to be continued (according to the decision of the user equipment 901 in FIG Step 919), these communication links are continued by means of the UMTS communication network 1002, illustratively the first switch 1008 is not switched for these communication links.
  • IPsec tunnels that have been set up for communication connections intended for handover that are discontinued will be removed.
  • the PDG / GGSN 1007 informs each continued communication link, i. H . for each communication link to be continued for which the PDG / GGSN 1007 has switched the first switch 1008, the user equipment 901 determines the status of the corresponding IPsec tunnel (in particular, whether the IPsec tunnel was established or not).
  • step 925 901 provides the user equipment after receiving the broadcast in step 924 message for j Ede be continued communication connection, that the transmitted data to the communication terminal 901 in the context 'of the grey linen communication connections are no longer received by the UMTS communication network 1002 but by means of the WLAN access network 1003.
  • a second switch 1009 which is assigned to the downlink and is switched from the position U to the position W for the communication links to be forwarded.
  • the switching operation is performed only after the complete reception of this payload data packet.
  • the payload data stored in the first buffer 1005 is processed in chronological order, i. H . for example, to the application that is waiting for this payload forwarded.
  • step 926 the subscriber device 901 switches a third switch 1010 assigned to the uplink from the position U to the positions W for the PDP context to be continued, so that all user data sent by the subscriber device 901 within the framework of the corresponding continuation of the communication connection does not be transmitted to the PDG / GGSN 1007 more by means of the UMTS communication network 1002, but by means of the WLAN access network 1003.
  • step 927 immediately after switching the third switch 1010 for a communication link to be continued, the user equipment 901 informs the PDG / GGSN 1007 about this switching operation.
  • step 928 upon receipt of the message transmitted in step 927 from user equipment 901, PDG / GGSN 1007 viably switches a fourth switch 1011 associated with the uplink from position U to position W for the corresponding communication link to be continued.
  • PDG / GGSN 1007 now no longer receives the user data sent in the uplink from the subscriber device via the UMTS communication network 1002, but rather via the WLAN access network 1003.
  • the UMTS Communication network 1002 receive a payload data packet from the PDG / GGSN 1007 within the context of the corresponding PDP context to be continued is, then the switching process is performed only after receiving this user data packet.
  • the payload data stored in the second buffer 1006 is forwarded in chronological order to the respective recipient.
  • the GGSN 931 deletes all unused UMTS communication links, that is, terminates all communication links of the UMTS communication network 1002 continued via the WLAN access network 1003. For this, the GGSN 931 performs a "PDP Context Deactivation Procedure" as [2 ] (Chapter 9.2.4.). As part of this procedure, messages are exchanged between the GGSN 931, the SGSN 906, and the subscriber device 901.
  • FIG. 11 shows a message flow diagram 1100 according to an embodiment of the invention.
  • the message flow shown takes place between the following network elements: a subscriber device 1101, an access router 1102 (and an access point connected thereto), a base station 1103, a WAG 1104, an RNC 1105, an SGSN 1106, a PDG / GGSN 1107, an AAA server 1108, an HLR 1109, and the Internet 1110.
  • each of the network elements is part of a WLAN access network, a UMTS communication network or a WLAN / 3G network.
  • Interworking network Analogous to FIG. 9, actions to be executed in FIG. 11 are represented by rectangles. Transmissions of messages are represented by an arrow. Double arrows indicate a combination of messages and actions.
  • the processing steps 1111 to 1117 are performed similarly to the processing steps 911 to 917 described with reference to FIG.
  • the subscriber device 1101 decides which handover should actually be performed for which communication links existing by the UMTS communication network and thus which handover provided communication links and which handover PDP contexts should actually be continued by the WLAN access network ,
  • connection costs, the expected for the established IPsec tunnel average data rates and delay times are taken into account. Furthermore, it can be considered whether the WLAN access network is suitable for the continuation of the respective communication connection. If decided If a UMTS communication connection is continued via the WLAN access network, the user of the subscriber device 1101 is informed that an automatic handover is now being carried out. For example, properties of the WLAN communication connection which continues the UMTS communication connection are displayed to the user, for example the data rate or the connection charges. Depending on user settings, the subsequent step 1119 is performed with or without user acknowledgment, i. H . done manually or automatically.
  • the communication connections provided for a handover from the subscriber device 1101 to the UMTS communication network, which are actually to continue, that is to say actually be continued by means of the WLAN access network according to the decision of the subscriber device 1101, are referred to as communication links to be continued.
  • PDP contexts to be continued are the PDP contexts that exist within the scope of the communication links to be continued.
  • step 1119 the user equipment 1101 determines the
  • the subscriber device determines this 1101 respectively the reception field strength of the UMTS communication network and the WLAN access network over a certain period of time (possibly several times) and / or determines the respective cell load, d. H . How strong is the UMTS radio cell in whose coverage area the subscriber device 1101 is located and by means of which the communication connection to be continued exists, or the WLAN radio cell, in which the subscriber device 1101 has moved in, is used. Over or If the determined values fall below predetermined limit values, the sequence proceeds to step 1120.
  • step 1120 the subscriber device 1101 initiates the handover for the one to continue
  • Communication links by sending a message to the PDG 1130 via the WLAN access network containing:
  • a PDP Context Identifier for each communication connection to be continued, i. H . a designation of the communication link to be continued in the context of the UMTS communication network;
  • FIG. 10 in addition to FIG.
  • the subscriber device 1001 now corresponds to the subscriber device 1101, the UMTS communication network 1002 corresponds to the UMTS gateway involved in the handover. Communication network, the WLAN access network 1003 corresponds to the mentioned involved in the handover Wi-Fi access network and the PDG / GGSN 1007 corresponds to the PDG / GGSN 1107th
  • the user equipment 1101 sets up (further in step 1120) a first buffer 1005 which stores the communication data (user data) sent from now on from the PDG 1130 (or the PDG / GGSN 1007) via the WLAN access network 1003 to the user equipment 1001. In particular, these communication data are not sent to the further processing unit 1004, respectively. to an application that is executed by the further processing unit 1004 and waits for the communication data forwarded.
  • a first buffer 1005 which stores the communication data (user data) sent from now on from the PDG 1130 (or the PDG / GGSN 1007) via the WLAN access network 1003 to the user equipment 1001.
  • these communication data are not sent to the further processing unit 1004, respectively. to an application that is executed by the further processing unit 1004 and waits for the communication data forwarded.
  • step 1120 is not performed but a message is sent from the user equipment 1101 to the PDG 1130 indicating the abort of the Handovers signaled. Then the process is ended.
  • the communication system that is, the PDG 1130 in this case, has the ability to reject the establishment of an IPsec tunnel and the handover of the ongoing PDP context for which the IPsec tunnel is being established. Furthermore, among the communication links to be continued and corresponding to the PDP context to be continued, those communication links or PDP contexts to be continued are understood, for which the structure of the corresponding IPsec tunnel is not rejected. For each PDP context to be continued, all necessary measures are taken to establish an IPsec tunnel between the PDG 1130 and the PDP context terminal 1101. If it is decided that one or more PDP contexts are not to be continued, the corresponding communication links are continued by means of the UMTS communication network 1002.
  • the PDG 1130 For each established IPsec tunnel, the PDG 1130 confirms to the subscriber device 1101 by means of a corresponding message the successful establishment of the IPsec tunnel and also informs the subscriber device 1101 of the remote IP address of the subscriber device 1101. By means of the remote IP address, the subscriber device 1101 can be reached from the UMTS communication network.
  • the remote IP address of the subscriber device 1101 is communicated to the subscriber device 1101 in at least one confirmation about the successful establishment of an IPsec tunnel.
  • the confirmation of a successful establishment of an IPsec tunnel may contain further information about the IPsec tunnel, for example the expected average data rate and the expected delay times within the IPsec tunnel.
  • step 1122 after the establishment of the IPsec tunnels, the PDG 1130 is prepared to receive payload data from the subscriber equipment 1101 via the WLAN access network 1003.
  • the PDG 1130 holds a second cache 1006 ready.
  • the second buffer 1006 is provided for all communication links to be continued. All user data, which from now on by means of the WLAN entrance network of the subscriber device 1001 are sent to the PDG / GGSN 1007 are stored from now on in the second buffer 1006 and initially not forwarded to the intended recipient of the user data.
  • the PDG / GGSN 1007 sets that all user data to be sent to the subscriber device 1101 in the context of the communication links to be relayed is no longer sent to the subscriber device 1101 by means of the UMTS communication network 1002, but via the WLAN access network 1003.
  • a first switch 1008 which is switched from the position U (for UMTS) to the position W (for WLAN) for the continuation of communication links from the PDG / GGSN 1007.
  • the WLAN access network 1003 is used for visualization.
  • step 1124 the PDG / GGSN 1007 informs each continued communication link, i. H . for each communication link to be continued for which the PDG / GGSN 1007 has switched the first switch 1008, the subscriber device 1101 via the corresponding switching operation.
  • step 1125 after receiving the message sent in step 1124, the subscriber device 1101 sets for each communication connection to be continued that the data sent to the communication terminal 1101 within the scope of the communication links to be continued is no longer received by means of the UMTS communication network 1002 but by means of the WLAN network.
  • Access network 1003. This is illustrated in FIG. 10 by a second switch 1009 associated with the downlink and to be continued Communication connections from the position U in the W position is changed.
  • the payload data stored in the first buffer 1005 is processed in chronological order, i. H. for example, to the application that is waiting for this payload forwarded.
  • step 1126 for each PDP context to be continued, the subscriber device 1101 switches a third switch 1010 associated with the uplink from the position in to the locations W so that all user data sent by the subscriber device 1101 within the context of the corresponding communication links to be continued is not be transmitted to the PDG / GGSN 1007 more by means of the UMTS communication network 1002, but by means of the WLAN access network 1003.
  • step 1127 immediately after switching the third switch 1010 for a communication link to be continued, the subscriber equipment 1101 informs the PDG / GGSN 1007 about this switching operation.
  • step 1128 upon receipt of the message sent by user equipment 1101 in step 1127, the PDG / GGSN 1007 illustratively switches a fourth switch 1011 associated with the uplink from position U to position W for the corresponding communication link to be continued.
  • the PDG / GGSN 1007 is the one under the is no longer received by means of the UMTS communication network 1002, but by means of the WLAN access network 1003. If immediately before the switching operation by means of the UMTS communication network 1002 within the context of the corresponding PDP context goierden a payload of the PDG / GGSN 1007 is received, then the switching operation is performed only after receiving this user data packet.
  • the payload data stored in the second buffer 1006 is forwarded in chronological order to the respective recipient.
  • the GGSN 1131 deletes all unused UMTS communication links, that is, terminates all communication links of the UMTS communication network 1002 continued via the WLAN access network 1003.
  • the GGSN 1131 performs, for example, a "PDP Context Deactivation Procedure" in [2] (chapter 9.2.4.).
  • PDP Context Deactivation Procedure As part of this procedure, messages are exchanged between the GGSN 1131, the SGSN 1106, and the subscriber device 1101.
  • the subscriber device 901 decides which PDP contexts are to be continued by means of the WLAN access network. Therefore, the subscriber device 901 has more (compared to the methods explained with reference to FIG. 11) characteristics of the rebuilt ones, that is, those provided for the handover Communication connection potentially continuing, Ko ⁇ imunikationsharm known, making the decision can be made easier.
  • the subscriber device 1101 decides which PDP contexts are to be continued by means of the WLAN access network. In this way, it can be avoided that an IPsec tunnel is set up, although it is not required because the communication link for which it is being established is not continued by means of the WLAN access network.
  • latches are created in the receiving part of the user equipment 1001 and in the reception branch of the PDG / GGSN 1007. In this way, runtime differences which can occur during the switchover from the ÜMTS communication network to the WLAN access network can be compensated so that no user data is lost and the correct order of the user data can be ensured.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem mit einer Netzzugangsvorrichtung, die den Zugang von einem ersten zu einem dritten und den Zugang von einem zweiten zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk ermöglicht und wobei bei der Datenübertragung von dem ersten zu dem dritten und bei der Datenübertragung von dem zweiten zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk die selbe Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet werden kann und insbesondere bei einem Handover eines Teilnehmergeräts von dem ersten zu dem zweiten Kommunikationsnetzwerk gleich bleibt.

Description

KommunikationsSystem, Verfahren zum Steuern eines KommunikationsSystems , NetzZugangsVorrichtung und Verfahren zum Steuern einer NetzZugangsVorrichtung
Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem, ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems , eine Netzzugangsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung.
In den letzten Jahren ist es selbstverständlich geworden, dass die Möglichkeit besteht nahezu überall mobil zu telefonieren.
Seit Kurzem besteht zudem die Möglichkeit, paketvermittelte (Kommunikations-) Dienste mit hohen Datenraten mobil zu nutzen.
Die zur Zeit typischerweise verwendeten Mobilfunksysteme der zweiten Generation, wie beispielsweise Mobilfunksysteme gemäß dem GSM (Global System of Mobile Communications) -Standard, sind vorrangig für Mobilfunk-Sprachverbindungen vorgesehen und sind wegen der geringen Übertragungsdatenraten, die ein solches Mobilfunksystem bereitstellt, nur schlecht für die Übertragung großer Datenmengen geeignet .
Es wurden und werden mehrere Mobilfunk-Kommunikationssysteme entwickelt, die in der Lage sind, paketvermittelte Dienste mit einer hohen Datenrate bereitzustellen.
Beispielsweise werden Arbeiten für die Entwicklung und Standardisierung des UMTS (Universal Mobile Telecomunication System) -Standards im Rahmen des 3rd Generation Partnership Proj ect (3GPP) durchgeführt .
Ein UMTS-Kommunikationssystem, das heißt ein Kommunikationssystem gemäß dem UMTS-Standard, stellt den Benutzern verschiedene leitungsvermittelte Dienste und paketvermittelte Dienste bereit und wird in naher Zukunft unter anderen in weiten Teilen Europas zur Verfügung stehen .
Ferner sind sogenannte "Wireless Local Area Networks" (WLAN) , bekannt . WLANs sind speziell für die Funkübertragung von paketvermittelten Diensten konzipiert .
WLANs ermöglichen die Datenübertragung mit im Vergleich zu UMTS-Kommunikationssystemen höherer Datenrate, ermöglichen allerdings nicht die Mobilität der Benutzer in dem Maße, wie sie von UMTS-Kommunikationssystemen ermöglicht wird.
WLANs werden beispielsweise durch den Standard IEEE 802.11 und den Standard HIPERLAN oder HIPERLAN/2 spezifiziert .
Zukünftige (Mobilfunk-) Teilnehmergeräte werden voraussichtlich eingerichtet sein, neben Mobilfunk- Kommunikationssystemen der zweiten Generation auch UMTS- Kommunikationssysteme und WLAN zu nutzen, das heißt, KommunikationsVerbindungen zu UMTS-KommunikationsSystemen und WLAN aufzubauen und mittels der Kommunikationsverbindungen Daten zu übertragen .
Dementsprechend wird häufig die Situation auftreten, dass ein Benutzer eines Teilnehmergeräts einen paketvermittelten Dienst mittels einer Kommunikationsverbindung zu einem WLAN nutzt und sich während der Kommunikationsverbindung aus dem Versorgungsbereich einer WLAN-Funkzelle, das heißt dem geographischen Gebiet, in dem das WLAN mittels des Teilnehmergeräts genutzt werden kann, herausbewegt .
Typischerweise würde in diesem Fall die
Kommunikationsverbindung zu dem WLAN beendet werden, selbst wenn außerhalb der WLAN-Funkzelle die Versorgung durch ein UMTS-Kommunikationssystem gegeben ist, das heißt, dass das Teilnehmergerät den paketvermittelten Dienst mittels einer Kommunikationsverbindung zu dem UMTS-Kommunikationssystem weiter nutzen könnte .
Damit das Teilnehmergerät den paketvermittelten Dienst mittels einer Kommunikationsverbindung zu dem UMTS- Kommunikationssystem weiter nutzen kann, ist ein Kommunikationssystemwechsel von dem WLAN zu dem UMTS- Kommunikationssystem erforderlich, so dass stets eine Kommunikationsverbindung zu dem WLAN oder eine KommunikationsVerbindung zu dem UMTS-Kommunikationssystem besteht .
Die Zusammenarbeit zwischen UMTS-Kommunikationssystemen und WLAN wird von dem Standardisierungs-Gremium des 3GPP unter der Bezeichnung "3GPP System to WLAN Interworking" standardisiert .
Der Grad der Zusammenarbeit zwischen UMTS- Kommunikationssystemen und WLAN wurde in β Stufen unterteilt und es wurden 6 Szenarien definiert, welche als Scenario 1 bis Scenario 6 bezeichnet werden. Gemäß Scenario 1 besteht der geringste Grad der Zusammenarbeit und gemäß Scenario 6 besteht der größte Grad der Zusammenarbeit . Ab Scenario 4 , das heißt gemäß Scenario 4 , Scenario 5 und Scenario 6, besteht die Möglichkeit eines Inter-System-Handovers, das heißt eines Koxnmunikationssystemwechsels zwischen UMTS- Kommunikationssystemen und WLÄN (siehe [1] , Kapitel 6.5) .
Derzeit wird das Scenario 3 spezifiziert . Prozeduren für ein Inter-System-Handover wurden noch nicht spezifiziert .
Fig. l zeigt ein UMTS-Koinmunikationssystem 100 zur Bereitstellung von paketvermittelten Diensten.
Ein Teilnehmergerät 101 ist mittels einer ersten Basisstation 102 , welche im UMTS-Standard als NodeB bezeichnet wird, mit einem UMTS-Funknetzwerk 103 gekoppelt .
Die erste Basisstation 102 ist die Funkschnittstelle zwischen dem Teilnehmergerät 101 und dem UMTS-Funknetzwerk 103 und ermöglicht die Übertragung von UMTS-Funksignalen.
Die erste Basisstation 102 ist mit einem RNC (Radio Network Controller) 104 gekoppelt . Der RNC 104 hat im wesentlichen Aufgaben, die die Steuerung der Luftschnittstelle betreffen, wie beispielsweise die Zuweisung von Funkressourcen bei einem Kommunikationsverbindungsaufbau .
Es können weitere Basisstationen mit dem RNC 104 gekoppelt sein, hier beispielsweise eine zweite Basisstation 110.
Zur Übertragung von Datenpaketen wird das Internet-Protokoll (IP) verwendet . Ein SGSN (Serving GPRS (General Packet Radio Service) Support Node) 105 koppelt, anschaulich gesprochen aus Sicht des IP, das Teilnehmergerät 101 mit dem UMTS- Funknetzwerk 103 und stellt die Funktionalität eines Routers bereit . Der SGSN 105 dient weiterhin zur Authentifizierung von Benutzern zur Mobilitätsverwaltung . Mittels eines GGSN (Gateway GPRS Support Node) 106 ist das UMTS-Netzwerk 103 mit externen paketbasierten Kommunikationsnetzwerken, hier beispielsweise dem Internet 107 , gekoppelt . Der GGSN 106 stellt ebenfalls die Funktionalität eines Routers bereit .
Der GGSN ist weiterhin mit einem IMS (IP Multimedia Subsystem) 108 , das heißt einem Kommunikationssystem gemäß dem IMS-Standard, gekoppelt .
Ein IMS ist ein paketbasiertes Kommunikationssystem. Der IMS- Standard wurde entwickelt, um Dienste anbieten zu können, die typisch für eine leitungsvermittelte Übertragung sind, wie beispielsweise Sprachtelefonie .
Ein HLR (Home Location Register) 109 enthält alle Daten, die zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung und zur Authentifizierung des Benutzers des Teilnehmergeräts 101 erforderlich sind .
Fig.2 zeigt ein Kommunikationssystem 200 mit einem WLAN- Zugangsnetzwerk 203.
Ein Teilnehmergerät 201 ist mittels eines ersten Access Point (AP) 202 mit dem WLAN-Zugangsnetzwerk 203 gekoppelt . Der erste Access Point 202 dient als Funkschnittstelle und ermöglicht die Übertragung von Funksignalen .
Der Access Point 202 und eventuell weitere Access Points, hier beispielsweise ein zweiter Access Point 204 , sind mit einem Access Router (AR) 205 gekoppelt . Der Access Router 205 ist für die Steuerung von Handover zwischen den angeschlossenen Access Point 202 , 204 zuständig und koppelt das Teilnehmergerät 201 mit dem Internet 206 und einem AAA- Server (Authentication, Authorisation and Accounting-Server) 207.
Der Access Router 205 stellt die Funktionalität eines Routers bereit .
Der AAA-Server 207 dient zur Authentifizierung und zum Überprüfen der Berechtigung der Benutzer .
Ferner erzeugt der AAA-Server 207 die Daten, die zum Erfassen von Kommunikationsverbindungsgebühren verwendet werden .
Fig.3 zeigt ein Kommunikationssystem 300 mit einem WLAN/3G- Interworking-Network 310.
Das WLAN/3G-Interworking-Network 310 ist gemäß dem 3GPP- Standard für Scenario 3 ausgebildet .
Das WLAN/3G-Interworking-Network 310 koppelt ein UMTS- Kommunikationssystem 311, das die mit Bezug auf Fig . l erläuterte Netzwerkarchitektur aufweist, mit einem WLAN- Kommunikationssystem 312 , das die mit Bezug auf Fig.2 erläuterte Netzwerkarchitektur aufweist .
Das UMTS-Kommunikationssystem 311 weist, wie mit Bezug auf Fig. l beschrieben, Basisstationen 302 , 303 , die mittels eines RNC 304 mit einem SGSN 305 gekoppelt sind, einen GGSN 306, der mit dem SGSN 305, dem Internet 307 , einem IMS 308 und einem HLR 309 gekoppelt ist, auf .
Das WLAN-Kommunikationssystem 312 weist, wie mit Bezug auf Fig.2 beschrieben, Access Points 313 , 314 und ein mittels eines der Access Points 313, 314 mit einem Access Router 316 gekoppeltes Teilnehmergerät 315 auf . Das Kommunikationssystem 300 ermöglicht den Zugriff des Teilnehmergeräts 315 mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 312 auf paketvermittelte (Korranunikations-) Dienste, die mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 311 bereitgestellt werden, beispielsweise den Zugriff auf das IMS 308.
Möchte der Benutzer des Teilnehmergeräts 315 diese Dienste nutzen, so ist eine Authentifizierung und eine Autorisierung mittels eines AAA-Servers 316 des WLAN/3G-Interworking- Netzwerks 310 erforderlich:
Ein AAA-Server, den das WLAN-Zugangsnetzwerk 312 eventuell aufweist, kann dafür nicht verwendet werden.
Ein PDG (Packet Data Gateway) 317 ermöglicht den Zugang zum Internet 307 und zum IMS 308 und stellt die Funktionalität eines Routers bereit .
Zum Erfassen von Kommunikationsverbindungsgebühren ist der AAA-Server 316 mit dem PDG 317 gekoppelt .
Ein WAG (WLAN Access Gateway) 318 hat im Wesentlichen die Aufgabe, eine Kommunikationsverbindung zu dem Heimat-UMTS- Kommunikationsnetzwerk (nicht gezeigt) eines Benutzers eines Teilnehmergeräts (nicht gezeigt) bereitzustellen, falls eine Kommunikationsverbindung von dem Teilnehmergerät zu dem UMTS- Kommunikationsnetzwerk 311 besteht und dieses ein besuchtes UMTS-Kommunikationsnetzwerk und nicht das Heim-UMTS- Kommunikationsnetzwerk des Benutzers ist .
Dazu weist das WAG 318 eine Kommunikationsverbindung zu dem PDG des Heimat-UMTS-Kommunikationssystems (nicht gezeigt) auf. Die Möglichkeit mittels eines besuchten UMTS- KommunikationsSystems mit dem Heimat-UMTS- Kommunikationssystem zu kommunizieren wird als Roaming bezeichnet .
Das WAG 318 stellt die Funktionalität eines Routers bereit .
In [2] ist der GPRS (General Packet Radio Service) - Kommunikationsstandard offenbart .
In [ 3] ist ein Verfahren zum Betreiben eines Funk- Kommunikationsnetzwerks offenbart, mittels welchem unter Verwendung eines Schlüssels, der zwischen einem Mobilfunkgerät und einem Knoten des Kommunikationsnetzwerks ausgetauscht wird, Sicherheitsprobleme bei der drahtlosen Datenübertragung, insbesondere beim Wechsel zwischen LAN- Kommunikationsnetzen und UMTS-Kommunikationsnetzen, gelöst werden können .
In [ 4 ] ist ein Verfahren zum Handover eines Mobilfunkgeräts zwischen unterschiedlichen Zugangsnetzen offenbart, wobei eine logische Schnittstelle der Kommunikation zwischen dem Mobilfunkgerät und einer physikalischen Schnittstellenschicht IP-Adressen zuweist .
Druckschrift [5 ] offenbart ein Kommunikationssystem, bei dem ein Endgerät mit unterschiedlichen Kommunikationsnetzen des Kommunikationssystems gekoppelt ist und insbesondere mittels einer Schnittstelle Kommunikationsdienste mittels der unterschiedlichen Kommunikationsnetze nutzen kann.
In [ 6] ist ein Verfahren zur Datenübertragung offenbart , bei dem ein Teil einer zu übertragenden Datenmenge mittels einer sicheren Schnittstelle übertragen wird und der restliche Teil der zu übertragenden Datenmenge mittels einer nicht speziell gesicherten Schnittstelle übertragen wird, beispielsweise mittels eines WLAN.
In [7] sind ein Verfahren und eine Architektur für ein Kommunikationssystem offenbart, welche ein vertikales Handoff, das heißt ein Handover zwischen unterschiedlichen Zugangsnetzen, die beispielsweise eine
Kommunikationsverbindung zwischen einem Endgerät und dem Internet bereitstellen können, ermöglichen.
[8 ] offenbart eine Modifikation eines PDG, der ein GGSN- Element mit Funktionen eines GGSN aufweist .
Druckschrift [ 9] offenbart eine Netzwerkarchitektur, bei der ein PLMN (Public Land Mobile Network) mittels einem inter- PLMN mit einem WLAN gekoppelt ist . Ein Handover zwischen dem PLMN und dem WLAN wird darauf basierend durchgeführt, dass das WLAN dem PLMN als weiteres PLMN erscheint .
In [ 10] ist insbesondere der Ablauf einer Registrierung eines Teilnehmergeräts bei einem WLAN gemäß 3GPP beschrieben.
In Druckschrift [ 11] ist ein Verfahren beschrieben, bei dem die aktuelle Position eines Teilnehmergeräts bestimmt wird und basierend auf der aktuellen Position und unter Verwendung einer Karte Empfangsbedingungen bestimmt werden . Unter Verwendung der Empfangsbedingungen kann beispielsweise entschieden werden, ob ein Handover durchgeführt werden soll .
Druckschrift [12 ] offenbart das Abbilden von Parametern, die Qualitätserfordernisse spezifizieren, beispielsweise QoS (Quality of Service) -Parameter zwischen verschiedenen Kommunikationssystemen, so dass für j edes
Kommunikationssystem die Qualitätserfordernisse gemäß dem j eweiligen Kommunikationssystem spezifiziert werden.
In [13] wird eine Schnittstelle zwischen einem WLAN und einem UMTS-Kommunikationssystem beschrieben, wobei Daten, die von dem WLAN an das UMTS-Kommunikationssystem übermittelt werden, so übermittelt werden, dass sie von einem SGSN zu stammen scheinen.
Druckschrift [14 ] offenbart ein Kommunikationssystem, bei dem ein Tunnelserver zwischen verschiedenen Kommunikationsnetzwerken angeordnet ist .
In [ 15] ist eine mobile Vorrichtung auffenbart, die eingerichtet ist, zwischen einem low-tier drahtlosen Netzwerk und einem high-tier drahtlosen Netzwerk mit einer geringeren Bandbreite, aber mehr Mobilität als das low-tier drahtlose Netzwerk zu roamen . Mittels eines virtuellen GPRS Unterstützungsknoten werden Datenpakete und Steuersignale übermittelt .
In [16] ist ein Kommunikationssystem beschrieben, bei dem eine PDSN (packet data serving node) zwischen dem Internet und einem Internet-Protokoll-basierten Kommunikationsnetzwerk angeordnet ist .
Druckschrift [ 17 ] beschreibt ein Kommunikationssystem, bei dem für Kommunikationsendgeräte Kommunikationsverbindungen mittels eines 3G-Funkzugangsnetzwerks oder mittels eines WLAN bereitgestellt werden können.
In [ 18 ] ist ein Verfahren zum Handover eine Kommunikationsendgeräts von einem zellulären Kommunikationsnetzwerk zu einem WLAN offenbart, bei dem eine bestehende Internet-Protokoll-Kommunikationsverbindung nicht unterbrochen wird.
Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein effizientes Verfahren für ein Handover eines Teilnehmergeräts von einem ersten Zugangs-Kommunikationsnetzwerk zu einem zweiten Zugangs-Kommunikationsnetzwerk bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch ein Kommunikationssystem, ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, eine Netzzugangsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer NetzZugangsVorrichtung mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst .
Es wird ein Kommunikationssystem bereitgestellt, das ein erstes Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, ein Teilnehmergerät und eine Netzzugangsvorrichtung aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht- Adresse zugeordnet ist, wobei die Netzzugangsvorrichtung eingerichtet ist, den Zugang von dem ersten
Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk zu ermöglichen; das Kommunikationssystem eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufweist, wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird; und die Netzzugangsvorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, die erste Kommunikationsverbindung abzubauen und eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufzubauen, wobei bei der Datenübertragung mittels der zweiten KommunikationsVerbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
Ferner werden ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, eine Netzzugangsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Kommunikationssystem bereitgestellt .
Eine der Erfindung zu Grunde liegende Idee kann darin gesehen werden, dass die Netzzugangsvorrichtung einem Teilnehmergerät den Zugang zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk sowohl mittels des ersten als auch mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks bereitstellen kann und dass beim Abbau der ersten Kommunikationsverbindung und dem Aufbau der zweiten Kommunikationsverbindung, was anschaulich einem ( Inter-System-) Handover des Teilnehmergeräts von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem zweiten Kommunikationsnetzwerk entspricht, die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung sich nicht ändert .
Die Erfindung ermöglicht insbesondere die unterbrechungsfreie Weiterführung einer (vorzugsweise paketvermittelten) Kommunikationsverbindung, die mittels des ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk besteht, unter Verwendung einer Kommunikationsverbindung, die mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk besteht . Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für ein Handover zwischen von einem WLAN-Zugangsnetzwerk zu einem UMTS- Kommunikationsnetzwerk und umgekehrt, das heißt für ein Handover von einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk zu einem WLAN- Zugangsnetzwerk.
Im Rahmen dieser Anwendung kann eine der Erfindung zu Grunde liegende Idee darin gesehen werden, dass anschaulich die beiden Netzwerkelemente PDG und GGSN in einem Netzwerkelement vereinigt sind.
Die unten beschriebenen Ausführungsbeispiele, die ein Handover von einem WLAN-Zugangsnetzwerk zu einem UMTS- Kommunikationsnetzwerk bzw. umgekehrt betreffen, können insbesondere im Falle eines herkömmlichen UMTS- Kommunikationsnetzwerks angewendet werden, ohne dass aufwändige Änderungen an den Netzwerkelementen des UMTS- Kommunikationsnetzwerks vorgenommen werden müssen . Insbesondere kann die Erfindung für diesen Anwendungsfall einfach, kostengünstig und mit geringem Zeitaufwand implementiert werden.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung, die im Zusammenhang mit dem bereitgestellten KommunikationsSystem beschrieben sind, gelten sinngemäß auch für das bereitgestellte Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, die bereitgestellte
Netzzugangsvorrichtung und das bereitgestellte Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung.
Vorzugsweise wird bei der Datenübertragung mittels der ersten KommunikationsVerbindung und/oder bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung mittels eines APN (Access Point Name) spezifiziert .
Die APNs, die zur Spezifikation der Vermittlungsschicht- Adresse verwendet werden, können unterschiedliche sein, sie müssen lediglich der gleichen Vermittlungsschicht-Adresse entsprechen.
Anschaulich werden die APNs auf dieselbe Vermittlungsschicht- Adresse, beispielsweise dieselbe IP-Protokolladresse "gemappt" (abgebildet) .
Es ist bevorzugt, dass das erste Kommunikationsnetzwerk ein WLAN-Kommunikationsnetzwerk, das heißt ein WLAN, und das zweite Kommunikationsnetzwerk ein UMTS- Kommunikationsnetzwerk, das heißt ein UMTS- Kommunikationssystem, ist, oder das zweite
Kommunikationsnetzwerk ein WLAN-Kommunikationsnetzwerk und das erste Kommunikationsnetzwerk ein UMTS- Kommunikationsnetzwerk ist .
Die erste Kommunikationsverbindung ist somit vorzugsweise eine WLAN-Kommunikationsverbindung und die zweite Kommunikationsverbindung ist vorzugsweise eine UMTS- Kommunikationsverbindung oder umgekehrt .
Es ist ferner bevorzugt, dass das Teilnehmergerät eine Übertragungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, eine Nachricht an die Netzzugangsvorrichtung zu senden, die die Anforderung aufweist, die erste KommunikationsVerbindung abzubauen und die zweite KommunikationsVerbindung aufzubauen. In einer Ausführungsform wird die Nachricht mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks an die Netzzugangsvorrichtung übertragen .
Dies ist von Vorteil, da in diesem Fall zur Implementierung der Erfindung unter Verwendung eines bestehenden UMTS- Kommunikationsnetzwerks nur wenige Änderungen an den Netzwerkelementen des UMTS-Kommunikationsnetzwerks vorgenommen werden müssen . Dadurch wird die Implementierung einfach und kostengünstig.
In dieser Ausführungsform ist die WLAN-
Kommunikationsverbindung bis zum vollständigen Aufbau der UMTS-Kommunikationsverbindung erforderlich .
In einer zweiten Ausführungsform ist bevorzugt, dass die Nachricht mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks an die Netzzugangsvorrichtung übertragen wird.
Auf diese Weise ist ein Inter-System-Handover noch möglich, wenn die WLAN-Kommunikationsverbindung bereits unterbrochen ist, beispielsweise weil der Versorgungsbereich des WLAN verlassen wurde . Das ist von Vorteil, weil somit die WLAN- Kommunikationsverbindung so lange wie möglich genutzt werden kann und weil ein Inter-System-Handover auch bei einem unerwarteten Abriss der WLAN-Kommunikationsverbindung möglich ist .
Vorzugsweise ist das dritte Kommunikationsnetzwerk das Internet .
In diesem Fall ist die Vermittlungsschicht-Adresse der NetzZugangsvorrichtung eine IP-Adresse der NetzZugangsvorrichtung. Es ist bevorzugt, dass die Netzzugangsvorrichtung eine WLAN- Netzzugangsvorrichtung, die die Funktion eines PDG des WLAN- Kommunikationsnetzwerks aufweist, eine UMTS- Netzzugangsvorrichtung, die die Funktion eines GGSN des UMTS- Kommunikationsnetzwerks aufweist, und einen Speicher aufweist, auf welchen Speicher die WLAN-
Netzzugangsvorrichtung und die UMTS-Netzzugangsvorrichtung zugreifen.
Anschaulich sind somit die beiden Netzelemente PDG und GGSN in einem Element vereinigt .
Das ist insbesondere bei einem Inter-System-Handover zwischen dem WLAN-Kommunikationsnetzwerk und dem UMTS- Kommunikationsnetzwerk von Vorteil, weil dadurch keine Signalisierung während des Inter-System-Handovers zwischen einem PDG und einem GGSN erforderlich ist .
Ferner bleibt der Zugangspunkt des Teilnehmergeräts zum Internet vor und nach dem Inter-System-Handover identisch, weshalb nach dem Inter-System-Handover keine neue Route im Internet erstellt werden muss .
Es ist ferner bevorzugt, dass das Teilnehmergerät und/oder die Netzzugangsvorrichtung einen Zwischenspeicher aufweisen, der eingerichtet ist, im Rahmen des Abbaus der ersten KommunikationsVerbindung und des Aufbaus der zweiten KommunikationsVerbindung Nutzdaten, die mittels der ersten Kommunikationsverbindung und/oder der zweiten Kommunikationsverbindung übermittelt werden, zwischenzuspeichern. Auf diese Weise können Laufzeitunterschiede, die während des Umschaltens von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem zweiten Kommunikationsnetzwerk, das heißt während des Abbaus der ersten Kommunikationsverbindung und des Aufbaus der zweiten Kommunikationsverbindung, auftreten können, ausgeglichen werden, so dass keine Nutzdaten verloren gehen und die korrekte Reihenfolge der Nutzdaten gewährleistet wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert .
Figur 1 zeigt ein UMTS-Kommunikationssystem zur
Bereitstellung von paketvermittelten Diensten;
Figur 2 zeigt ein Kommunikationssystem mit einem WLAN- Zugangsnetzwerk;
Figur 3 zeigt Kommunikationssystem mit einem WLAN/3G- Interworking-Network;
Figur 4 zeigt ein Kommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 5 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Figur 6 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 7 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung . Figur 8 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Figur 9 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Figur 10 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Figur 11 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig.4 zeigt ein Kommunikationssystem 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Architektur des Kommunikationssystem 400 basiert auf der Architektur eines WLAN/3G-Interworking-Netzwerks gemäß Scenario 3, wie sie oben mit Bezug auf Figur 3 erläutert ist .
Ein UMTS-Kommunikationssystem 401 weist Basisstationen 402 , 403, die mittels eines RNC 404 mit einem SGSN 405 gekoppelt sind, ein IMS 406, ein HLR 407 , einen AAA-Server 409 und einen WAG 408 , j eweils mit der mit Bezug auf Fig . l und Fig .3 beschriebenen Funktionalität, auf.
Ein WLAN-Kommunikationssystem 410 weist Access Points 413, 414 und ein mittels eines der Access Points 413 , 414 mit einem Access Router 416 gekoppeltes Teilnehmergerät 415, j eweils mit der mit Bezug auf Fig.2 und Fig .3 beschriebenen Funktionalität, auf .
Im Unterschied zu der mit Bezug auf Fig .3 erläuterten Netzwerkarchitektur weist das UMTS-Kommunikationsnetzwerk 401 statt einem GGSN und einem PDG einen PDG/GGSN 411 auf . Der PDG/GGSN 411 stellt die Funktionalität eines GGSN und die Funktionalität eines PDG bereit .
Mittels des PDG/GGSN 411 sind der SGSN 405, das IMS 406, das HLR 407 , der AAÄ-Server 409, der WAG 408 und das Internet 412 miteinander gekoppelt .
Das mobile Teilnehmergerät 415 ist mit einem UMTS-Sender und einem UMTS-Empfänger und mit einem WLAN-Sender und WLAN- Empfänger ausgestattet, das heißt, dass das mobile Teilnehmergerät 415 sowohl mit dem UMTS-Kommunikationssystem 401 als auch mit dem WLAN 410 kommunizieren kann .
Der UMTS-Sender des Teilnehmergeräts 415, der UMTS-Empfänger des Teilnehmergeräts 415, der WLAN-Sender des Teilnehmergeräts 415 und der WLAN-Empfänger des Teilnehmergeräts 415 können gleichzeitig betrieben werden.
Im Folgenden wird angenommen, dass eine aktive paketvermittelte Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät 415 und einem (weiteren)
Kommunikationsendgerät (nicht gezeigt) mittels des WLAN 410 besteht .
Das Kommunikationsendgerät kann wie das Teilnehmergerät 415 ein mobiles Teilnehmergerät sein, oder es ist eine stationäre Vorrichtung, wie beispielsweise ein PC ( Personal Computer) .
Ferner wird im Folgenden angenommen, dass das Kommunikationsendgerät ein Teil des Internet 412 ist .
Dies ist für die Erfindung jedoch nicht erforderlich . Im Folgenden wird unter einem Handover stets ein Inter- System-Handover verstanden .
Im Weiteren werden mit Bezug auf Fig.5, Fig .6, Fig .7 und Fig .8 Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, bei denen ein Handover von einem WLAN-Zugangsnetzwerk zu einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk erfolgt .
Fig.5 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der dargestellte Nachrichtenfluss findet zwischen den folgenden Netzwerkelementen statt : Einem Teilnehmergerät 501, einem Access Router 502, einer Basisstation 503, einem WAG 504 , einem RNC 505, einem SGSN 506, einem PDG/GGSN 507 , einem AAA-Server 508 , einem HLR 509 und dem Internet 510.
Diese Netzwerkelemente sind gemäß der mit Bezug auf Fig .4 erläuterten Architektur ausgestaltet und gekoppelt, insbesondere ist jedes der Netzwerkeelemente Teil eines WLAN- Zugangsnetzwerks , eines UMTS-Kommunikationsnetzwerks oder eines WLAN/3G-Interworking-Netzwerks .
Der PDG/GGSN 507 vereinigt wie erläutert die Funktionalität eines GGSN 530 und eines PDG 531 (die zum besseren Verständnis unterschieden werden, obwohl sie beide mittels des PDG/GGSN 507 realisiert werden) .
In Fig.5 werden auszuführende Aktionen durch Rechtecke dargestellt . Übertragungen von Nachrichten werden durch einen Pfeil dargestellt . Doppelpfeile kennzeichnen eine Kombination von Nachrichten und Aktionen . Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks sind, bzw. von Elementen des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks ausgeführt bzw. übertragen werden, sind gestrichelt dargestellt .
Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des UMTS-KomrαunikationsSystems sind, bzw. mittels Elementen des UMTS-Kommunikationssystems ausgeführt bzw . übertragen werden, sind durchgezogen dargestellt .
In Schritt 511 bestimmt der Benutzer des Teilnehmergeräts 501, welche Funktechnologien in seinem Endgerät aktiviert sein sollen.
Es wird angenommen, dass der Benutzer bestimmt, dass sowohl der UMTS-Sender und der UMTS-Empfänger als auch der WLAN- Sender und der WLAN-Empfänger aktiviert sein sollen .
Ferner bestimmt der Benutzer, wie sich das Teilnehmergerät 501 im Falle eines Handovers verhält .
Der Benutzer wählt aus den folgenden drei Möglichkeiten aus :
1. Ein Inter-System-Handover wird nie durchgeführt ;
2. Ein Inter-System-Handover wird vom Benutzer manuell angeordnet, wobei der Benutzer von seinem Teilnehmergerät benachrichtigt wird, wenn ein Inter-System-Handover möglich ist ;
3. Ein Inter-System-Handover wird von dem Teilnehmergerät 501 selbständig initiiert, wobei der Benutzer von dem Teilnehmergerät 501 benachrichtigt wird, wenn ein Inter- System-Handover durchgeführt wird. Es wird im Folgenden angenommen, dass der Benutzer in Schritt 511 die Möglichkeit 2 oder 3 wählt .
Das Teilnehmergerät 501 stellt geeignete Mittel bereit, so dass die zuvor genannten Möglichkeiten vom Benutzer ausgeführt werden können, um die j eweils erforderlichen Benachrichtigungen durchzuführen und um die gewählte Möglichkeit umzusetzen.
Wie erwähnt wird angenommen, dass in Schritt 512 eine aktive (Kommunikations ) -Verbindung mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks zu einem Kommunikationsendgerät (nicht gezeigt) , das Teil des Internet 510 ist, besteht .
Insbesondere wird angenommen, dass ein
Kommunikationsverbindungsaufbau statt gefunden hat und dass das Teilnehmergerät 501 mittels des AAA-Server 508 authentifiziert und für die bestehende Kommunikationsverbindung autorisiert wurde .
Für den Fall, dass sich das Teilnehmergerät 501 außerhalb des UMTS-Versorgungsgebiets befindet, oder dass das Teilnehmergerät 501 noch nicht im paketvermittelten Bereich des UMTS-Kommunikationssystems registriert ist, das heißt, dass noch kein GPRS-Attach (General Packet Radio Service- Attach) ausgeführt wurde, wird der Ablauf mit Schritt 513 fortgesetzt .
Für den Fall, dass das Teilnehmergerät 501 ein GPRS-Attach bereits vor dem Aufbau der Kommunikationsverbindung durchgeführt hat, wird der Ablauf mit Schritt 517 fortgesetzt . In Schritt 513 bewegt sich der Benutzer in ein UMTS- Versorgungsgebiet . Das bedeutet, das dass Teilnehmergerät 501 den gemäß dem UMTS-Standard vorgesehenen Pilotkanal empfängt .
In Schritt 514 liest das Teilnehmergerät 501 mittels der Basisstation 503 von dem RNC 505 gesendete Systeminformationen .
In Schritt 515 stellt das Teilnehmergerät 501 mittels den Systeminformationen fest, ob das UMTS-Kommunikationsnetzwerk, welches die Basisstation 503 aufweist, das Heimatnetz des Teilnehmergeräts 501 ist .
Ist dies der Fall, was im Folgenden angenommen wird, trifft das Teilnehmergerät 501 die Entscheidung, sich in das UMTS- Kommunikationsnetz einzubuchen .
Das Einbuchen in den paketvermittelnden Teil des UMTS- Kommunikationsnetzwerks wird als GPRS-Attach bezeichnet .
In Schritt 516 initiiert das Teilnehmergerät 501 die Prozedur für ein GPRS-Attach und sendet eine Nachricht mit einer Identifikation des Teilnehmergeräts 501 zu dem SGSN 506.
Falls diese Identifikation dem SGSN 506 nicht bekannt ist, wird das Teilnehmergerät 501 authentifiziert .
Es ist ebenfalls möglich, dass sich das Teilnehmergerät 501 gleichzeitig in den leitungsvermittelten Teil des UMTS- Kommunikationsnetzwerks einbucht .
In Schritt 517 führt das Teilnehmergerät 501 Messungen an der Luftschnittstelle des WLAN und des UMTS- Kommunikationsnetzwerks durch. Dies ist optional möglich. Das Teilnehmergerät misst beispielsweise die Empfangsfeldstärken des WLAN und des UMTS- Kommunikationsnetzwerks und die Datenrate der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindung .
Vorzugsweise misst das Teilnehmergerät 501 in regelmäßigen Abständen die Empfangsfeldstärke und die mittlere Datenrate der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindung .
Wird eine vorgebbare Grenze unterschritten, so wird der Ablauf mit Schritt 518 fortgesetzt und ein Handover eingeleitet .
Die Grenze ist so gewählt, dass die Datenübertragung mittels des WLAN bei oder kurz nach ünterschreitung der Grenze noch möglich ist . Andernfalls könnte das Handover nicht eingeleitet werden.
In Schritt 518 wird der Benutzer, falls er die zweite Möglichkeit gewählt hat, benachrichtigt, dass ein Inter- System-Handover nun möglich ist .
Zusätzlich kann dem Benutzer als Entscheidungshilfe die Qualität der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindung und der möglichen UMTS-Kommunikationsverbindungen angezeigt werden, beispielsweise die Empfangsfeldstärken des WLAN und des UMTS-Kommunikationsnetzwerks und die durchschnittliche Datenrate der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindung.
Stimmt der Benutzer einem Handover zu, so wird der Ablauf mit Schritt 519 fortgesetzt . Wenn der Benutzer die dritte Möglichkeit ausgewählt hat, dann führt das Teilnehmergerät 501 automatisch den Schritt 519 aus .
In Schritt 519 entscheidet das Teilnehmergerät 501, falls mehrere Kommunikationsverbindungen mittels des WLAN bestehen, welche davon für das Handover vorgesehen sind, das heißt welche davon mittels des ÜMTS-KommunikationsSystems weitergeführt werden sollen, und sendet mittels des WLAN- Senders eine Nachricht an das PDG/GGSN 507 , die signalisiert, dass das Teilnehmergerät 501 einen Handover anfordert .
In der Nachricht sind unter anderem eine Identifikation des Benutzers aus Sicht des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks, welche Identifikation im Folgenden als WLAN-ID bezeichnet wird, und eine oder mehrere Identifikationen der für das Handover vorgesehenen WLAN-Kommunikationsverbindungen, das heißt Kommunikationsverbindungen, die mittels des WLAN bestehen, enthalten .
Die Identifikation einer WLAN-Kommunikationsverbindung ist der W-APN (WLAN Access Point Name) der WLAN- Kommunikationsverbindung, den der Benutzer oder das Teilnehmergerät 501 beim Aufbau der WLAN- Kommunikationsverbindung ausgewählt hat .
Das PDG/GGSN 507 prüft, ob es SGSN-Adresse des Teilnehmergeräts 501, das heißt die Adresse des SGSN 506, der dem Teilnehmergerät 501 zugeordnet ist, das heißt mittels welchem das Teilnehmergerät 501 Kommunikationsverbindungen mit dem UMTS-Kommunikationssystem aufbauen kann, gespeichert hat . Ist dies der Fall, so wird der Ablauf mit Schritt 522 fortgesetzt, andernfalls wird der Ablauf mit Schritt 520 fortgesetzt .
In Schritt 520 sendet das PDG/GGSN 507 eine Nachricht an das HLR 509, mit der es die SGSN-Adresse des Teilnehmergeräts 501 anfordert .
In dieser Nachricht ist unter anderem die WLAN-ID enthalten .
In Schritt 521 sucht das HLR 509 unter Verwendung der WLAN-ID nach der SGSN-Adresse des Teilnehmergeräts 501.
Falls das HLR 509 die SGSN-Adresse nicht findet, wandelt das HLR 509 die WLAN-ID in eine IMSI ( International Mobile Subscriber Identity) um und sucht unter Verwendung der IMSI nach der SGSN-Adresse .
Zusätzlich wird die PDP-Adresse für diese IMSI gesucht, welche PDP-Adresse dem Teilnehmergerät 501 zugeordnet ist .
Anschließend sendet das HLR 509 die SGSN-Adresse, die IMSI, die WLAN-ID und die PDP-Adresse des Teilnehmergeräts 501 an das PDG/GGSN 507.
Das HLR 509 weist eine Tabelle auf, mittels welcher unter Verwendung der WLAN-ID die IMSI des Teilnehmergerät 501 bestimmt werden kann.
Die Schritte 522 bis 532 werden für j ede WLAN- Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS- Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt . Mit der WLAN-Kommunikationsverbindung ist im Folgenden stets eine der mittels UMTS weiterzuführenden WLAN- Kommunikationsverbindungen gemeint, mit aufzubauender UMTS- Kommunikationsverbindung ist im Folgenden stets die UMTS- KommunikationsVerbindung gemeint, die zum Weiterführen der WLAN-Kommunikationsverbindung dient .
In Schritt 522 bestimmt das PDG/GGSN 507 unter Verwendung des Typs der WLAN-Kommunikationsverbindung den geeigneten PDP (Packet Data Protocol) -Type für die aufzubauende UMTS- Kommunikationsverbindung . Der PDP-Type einer Kommunikationsverbindung spezifiziert das für einen mittels der KommunikationsVerbindung genutzten Kommunikationsdienst zu verwendende Protokoll, beispielsweise wird bei dem PDP- Type "IP" das Internet-Protokoll verwendet .
Zusätzlich wird aus der W-APN ein geeigneter modifizierter APN (Access Point Name) , das heißt eine Bezeichnung für die aufzubauende UMTS-Kommunikationsverbindung bestimmt .
Dieser APN wird so bestimmt, dass das SGSN 506 unter Verwendung des APN den PDG/GGSN 507 adressieren kann, dass unter Verwendung des APN die selben Dienste angefordert werden können wie die mittels der WLAN- Kommunikationsverbindungen genutzten und dass das Teilnehmergerät 501 unter Verwendung des APN erkennen kann, aus welchem W-APN der APN bestimmt worden ist .
Der modifizierte APN wird im Folgenden auch als M-APN bezeichnet .
Das PDG/GGSN 507 bestimmt eine PDP-Adresse, die dem Teilnehmergerät 501 zugewiesen wird: entweder die von dem HLR 509 erhaltene UMTS-spezifische PDP-Adresse oder die WLAN Adresse, das heißt die Adresse, mittels der das Teilnehmergerät 501 über die WLAN-Kommunikationsverbindung adressierbar ist .
Üblicherweise handelt es sich bei der PDP-Adresse um eine IP- Adresse . Vorzugsweise wird die WLAN-Adresse als PDP-Adresse verwendet . Andernfalls ist es erforderlich, dass der PDG/GGSN 507 die PDP-Adresse bei j edem Datenpaket in die WLAN-Adresse umwandelt, bzw. die WLAN-Adresse in die PDP-Adresse umwandelt, damit die Kommunikationsverbindung zu dem (nicht gezeigten) Kommunikationsendgerät im Internet weiterhin bestehen bleibt .
Anschließend sendet der PDG/GGSN 507 für die WLAN- Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS- Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, eine Nachricht an das SGSN 506, dessen Adresse in der in Schritt 521 von dem HLR 509 gesendeten und von dem PDG/GGSN 507 empfangenen Nachricht enthalten war .
Mit der gesendeten Nachricht wird dem SGSN 506 signalisiert, dass Datenpakete für das Teilnehmergerät 501 vorliegen . Das Senden dieser Nachrichten ist unabhängig davon, ob in diesem Moment tatsächlich Datenpakete mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks zu dem Teilnehmergerät 501 gesendet werden oder nicht .
In der Nachricht sind unter anderem die Werte der folgenden Parameter enthalten : IMSI, PDP-Type, PDP-Adresse und M-APN. Die Parameterwerte sind, wie sie in den vorangegangenen Verarbeitungsschritten bestimmt wurden.
In Schritt 523 bestätigt das SGSN 506 dem PDG/GGSN 507 mittels einer Bestätigungsnachricht, dass das SGSN 506 dem Teilnehmergerät 501 signalisiert, dass Datenpakete vorhanden sind. Der PDG/GGSN 507 stellt daraufhin einen ersten Zwischenspeicher für die Datenpakete bereit, die vom Teilnehmergerät 501 zum Kommunikationsendgerät im Internet mittels der aufzubauenden UMTS-Kommunikationsverbindung in Zukunft gesendet werden .
Die Datenpakete werden solange zwischengespeichert, bis das PDG/GGSN 507 auf die UMTS-Kommunikationsverbindung umschaltet ( siehe Schritt 535 ) .
Wie oben erwähnt werden die Schritte 522 bis 532 für j ede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS- Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt . Insbesondere wird für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt werden soll, eine Bestätigungsnachricht gesendet .
In Schritt 524 sendet das SGSN 506 eine Nachricht an das Teilnehmergerät 501, um den Aufbau eines PDP-Kontexts (PDP context) anzufordern.
In dieser Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten : Transaction Identifier (TI ) , welcher einen bidirektionalen Datenfluss , der beispielsweise im Rahmen eines Kommunikationsdienstes, der mittels der WLAN- Kommunikationsverbindung genutzt wird, durchgeführt wird, spezifiziert, PDP-Type, PDP-Adresse und M-APN.
Wie oben erwähnt, werden die Schritte 522 bis 532 für j ede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS- Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll , einmal ausgeführt . Insbesondere wird für j ede WLAN-KommunikationsVerbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt werden soll vom SGSN 506 diese Nachricht einmal gesendet .
In Schritt 525 wählt das Teilnehmergerät 501 für die aufzubauende UMTS-Kommunikationsverbindung die gewünschte Bitrate, die maximale Verzögerungszeit und die maximale Bitfehlerrate für beide Richtungen der Datenübertragung im Rahmen der aufzubauenden UMTS-KommunikationsVerbindung, aus .
Dabei kann das Teilnehmergerät 501 die äquivalenten Werte der bestehenden WLAN-KommunikationsVerbindungen und spezielle Wünsche des Benutzers berücksichtigen.
Anschließend sendet das Teilnehmergerät 501 für die WLAN- Kommunikationsverbindung, die, im UMTS weitergeführt werden soll, eine Nachricht mit der Anfrage für den Aufbau eines PDP-Kontexts an das SGSN 506.
In dieser Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten : TI, NSAPI. (Network layer Service Access Point Identifier) , welcher den Dienstzugangspunkt der Netzwerkschicht spezifiziert, den der PDP-Kontext verwenden soll, PDP Type, PDP Address, M-APN, PDP Configuration Options , welcher weitere PDP-Optionen spezifiziert, und QoS (Quality of Service) Requested, welcher die geforderte Kommunikationsqualität spezifiziert, beispielsweise die Bitraten, die maximale Verzögerungszeiten und die maximale Bitfehlerraten, jeweils für beide Richtungen der Datenübertragung im Rahmen der aufzubauenden UMTS- Kommunikationsverbindung . Dabei wird als M-APN der M-APN gewählt, der in der Nachricht enthalten ist, die in Schritt 524 von dem Teilnehmergerät 501 empfangen wurde .
In Schritt 526 entscheidet das SGSN 506, ob der mittels der in Schritt 525 empfangenen Nachricht geforderte PDP-Kontext aufgebaut werden soll oder nicht .
Dazu prüft das SGSN 506, ob es die gewünschten QoS- Parameterwerte bereitstellen kann und ob der Benutzer für diese QoS-Parameterwerte freigeschaltet, das heißt autorisiert, ist .
Gegebenenfalls korrigiert, das heißt verändert, das SGSN 506 die Werte oder lehnt den Aufbau des PDP-Kontext ab .
Die korrigierten QoS-Parameter werden als QoS-Negotiated bezeichnet .
Anschließend wird unter Verwendung des in der in Schritt 525 empfangenen Nachricht enthaltenen M-APN das PDG/GGSN 507 mittels einer Nachricht über den aufzubauenden PDP-Kontext informiert .
Wie oben erwähnt, werden die Schritte 522 bis 532 für j ede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS- Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt . Insbesondere wird für j ede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt werden soll, eine Nachricht mit Information über den aufzubauenden PDP-Kontext an das PDG/GGSN 507 gesendet . In der Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten : TEID (Tunnel Endpoint Identifier) , der einen Endpunkt im UMTS-Kommunikationsnetz spezifiziert, PDP-Type, PDP-Address, M-APN, QoS-Negotiated, NSAPI , MSISDN, das heißt die Telefonnummer, Charging-Characteristics , der die Art der Kommunikationsverbindungsgebühren spezifiziert, Selection- Mode, der spezifiziert, wie der Parameter Charging- Characteristics gewählt wurde, Trace-Reference, Trace-Type und Trigger-Id, welche drei Parameterwerte zum Erstellen von trace-records , die angeben, welchen Weg Daten durch das Kommunikationssystem zurücklegen, verwendet werden, OMC Identity ( Identitifkation des Operation and Maintenance Center) und PDP Configuration Options .
In Schritt 527 prüft das PDG/GGSN 507 , ob die gewünschten QoS-Parameter mit dem aufzubauenden PDP-Kontext kompatibel sind.
Wenn das der Fall ist, erzeugt es einen neuen Eintrag in der PDP-Kontext-Tabelle und bestimmt für die Tariffierung eine neue Charging-ID, das heißt einen Identifikator, der zur Kostenabrechnung verwendet wird. Anschließend sendet es eine Nachricht an das SGSN 506 mit den Parametern PDP-Address , PDP-Configuration-Options, QoS-Negotiated, Charging-Id und Cause . Der Wert des Parameters Cause gibt an, ob der aufzubauende PDP-Kontext aufgebaut wurde oder nicht . Im Falle, dass der aufzubauende PDP-Kontext nicht aufgebaut wurde, gibt der Wert des Parameters Cause den Grund an, warum er nicht aufgebaut wurde .
Andernfalls wird der PDP-Kontext nicht aufgebaut . •
In Schritt 528 korrigiert das SGSN 506 gegebenenfalls die QoS-Parameterwerte und leitet den Aufbau der Luftschnittstelle ein, indem es eine Nachricht an das RNC 505 sendet .
An der Prozedur zum Aufbau der Luftschnittstelle sind außer dem SGSN 506 das RNC 505 und das Teilnehmergerät 501 beteiligt . Diese Prozedur ist ausgestaltet wie in [2] (Abschnitt : RAB Assignment Procedure) beschrieben .
Wie oben erwähnt werden die Schritte 522 bis 532 für j ede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS- Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt . Insbesondere wird für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt wird, die Prozedur zum Aufbau der Luftschnittstelle durchgeführt .
In Schritt 529 werden, nachdem die Luftschnittstelle aufgebaut wird, die eventuell in Schritt 528 korrigierten QoS-Parameterwerte dem PDG/GGSN 507 mittels einer Änderungsmitteilungsnachricht mitgeteilt .
Da Schritte 522 bis 532 für j ede WLAN- Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS- Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt werden, wird insbesondere für j ede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt wird, eine Änderungsmitteilungsnachricht gesendet .
In Schritt 530 wird die Änderungsmitteilung von dem PDG/GGSN 507 dem SGSN 506 mittels einer entsprechenden Nachricht bestätigt . In Schritt 531 fügt das SGSN 506 für die aufzubauende Kommunikationsverbindung den NSAPI und die GGSN-Adresse, das heißt die Adresse des PDG/GGSN 507 , dem PDP-Kontext hinzu.
Nach Aufbau eines PDP-Kontext, wird der Aufbau des PDP- Kontext dem Teilnehmergerät 501 bestätigt .
In Schritt 532 prüft das Teilnehmergerät 501 für j ede Bestätigung die QoS-Parameterwerte, die dem Teilnehmergerät 501 anschaulich gesprochen angeboten werden.
Die Prüfung kann von dem Teilnehmergerät automatisch ausgeführt werden, oder der Benutzer kann gefragt werden, ob er mit diesen QoS-Parameterwerten einverstanden ist .
Falls die QoS-Parameterwerte nicht den vorgebbaren Bedingungen entsprechen, da beispielsweise der Benutzer nicht einverstanden ist, sendet das Teilnehmergerät 501 eine Nachricht, die den Abbau des betroffenen PDP-Kontexts auslöst .
In diesem Fall bleibt die WLAN-Kommunikationsverbindung weiterhin erhalten und der Ablauf wird für diese WLAN- Kommunikationsverbindung beendet .
Falls die QoS-Parameterwerte akzeptiert werden, wird der Ablauf mit Schritt 533 fortgesetzt .
In Schritt 533 sendet das Teilnehmergerät 501 mittels einer WLAN-Kommunikationsverbindung eine Nachricht zu dem PDG/GGSN 507 , mit der es die Trennung der mittels UMTS- KommunikationsVerbindungen weitergeführten WLAN- KommunikationsVerbindungen ankündigt . Die Nachricht enthält die WLAN-ID und die M-APN aller WLAN- Kommunikationsverbindungen, die mittels des UMTS- Kommunikationssystems weitergeführt werden.
Außerdem wird ein zweiter Zwischenspeicher für die mittels der UMTS-Kommunikationsverbindungen vom
Kommunikationsendgerät im Internet empfangenen Nutzdaten eingerichtet .
Diese Nutzdaten werden solange zwischengespeichert, bis das Teilnehmergerät 501 die im Schritt 535 gesendete Nachricht empfängt oder bis ein Timer abläuft, der speziell für diese Maßnahme im Teilnehmergerät 501 seit Beendigung des Schritts 532 läuft .
Nach erfolgtem Umschalten auf UMTS in Schritt 534 sendet das Teilnehmergerät 501 die den weiterzuführenden WLAN- Kommunikationsverbindungen entsprechenden Nutzdaten im Uplink nur noch mittels der UMTS-Kommunikationsverbindungen, die die WLAN-Kommunikationsverbindungen weiterführen, zu dem Kommunikationsendgerät im Internet .
In Schritt 535 gestattet das PDG/GGSN 507 nach dem Empfang der in Schritt 533 gesendeten Nachricht die Übertragung von Nutzdaten von dem Teilnehmergerät 501 der weiterzuführenden WLAN-Kommunikationsverbindungen nur noch mittels der die WLAN-KommunikationsVerbindungen weiterführenden UMTS- Kommunikationsverbindungen .
Daten, die bereits mittels einer der UMTS- Kommunikationsverbindungen empfangen wurden und sich nun in dem in Schritt 523 eingerichteten ersten Zwischenspeicher befinden, werden in chronologischer Reihenfolge an das Kommunikationsendgerät im Internet weitergeleitet . Falls alle WLAN-Kommunikationsverbindungen mittels UMTS- Kommunikationsverbindungen weitergeführt werden, so sendet das PDG/GGSN 507 mittels j eder WLAN-Kommunikationsverbindung eine Beendigungsnachricht an alle an der WLAN- Kommunikationsverbindung beteiligten Einheiten, das sind der WAG 504 , der Access Router 502 , der AAA-Server 508 , das HLR 509 und das Teilnehmergerät 501, mittels welcher Nachricht die Trennung der WLAN-Kommunikationsverbindung eingeleitet wird.
Alle von dem Kommunikationsendgerät im Internet an das Teilnehmergerät 501 übertragenen Daten werden nur noch mittels der UMTS-KommunikationsVerbindungen zum Teilnehmergerät 501 übertragen .
Falls mindestens eine WLAN-Kommunikationsverbindung nicht mittels einer UMTS-Kommunikationsverbindung weitergeführt werden soll, sondern weiterhin mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks bestehen soll, bleibt die WLAN- Kommunikationsverbindung weiterhin bestehen und es wird an alle an dieser WLAN-Kommunikationsverbindung beteiligten Einheiten eine Fortsetzungsnachricht gesendet, die die Beendigung der weitergeführten WLAN-
Kommunikationsverbindungen signalisiert, aber nicht den Abbau der WLAN-Kommunikationsverbindung, die weiterhin bestehen bleibt, signalisiert .
Ferner führen in Schritt 535 alle an der WLAN- Kommunikationsverbindung beteiligten Einheiten nach Empfang der Beendigungsnachricht die erforderlichen Maßnahmen zum Beenden der j eweiligen WLAN-Kommunikationsverbindung aus . Wenn eine Fortsetzungsnachricht übertragen wurde, wird die WLAN-Kommunikationsverbindung von den beteiligten Einheiten nicht beendet .
Das Teilnehmergerät 501 verarbeitet die Daten, die bereits mittels der UMTS-Kommunikationsverbindung empfangen wurden und im in Schritt 533 eingerichteten zweiten Zwischenspeicher gespeichert wurden, in der chronologischen Reihenfolge, in der sie empfangen wurden .
Der Benutzer wird von dem Teilnehmergerät 501 benachrichtigt, dass ein Inter-System-Handover stattgefunden hat .
Für den Fall, dass mehrere WLAN-Kommunikationsverbindungen eines Teilnehmergerät 501 übergeben, das heißt weitergeführt, werden sollen, die mittels unterschiedlicher PDG/GGSN bereitgestellt werden, so wird von j edem betroffenen PDG/GGSN der oben beschriebene Ablauf ausgeführt .
Die PDG/GGSN können anhand der W-APN unterschieden werden.
Die mit Bezug auf Fig.5 erläuterte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, das verglichen mit Ausführungsform, die im Folgenden mit Bezug auf Fig .6 erläutert wird, die erforderlichen Änderungen des UMTS-Kommunikationsnetzwerks, verglichen mit einem typischen UMTS-Kommunikationsnetzwerk, sehr gering sind.
Fig.6 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Analog zu dem mit Bezug auf Fig .5 beschriebenen Ausführungsbeispiel findet der dargestellte Nachrichtenfluss zwischen den folgenden Netzwerkelementen statt : Einem Teilnehmergerät 601, einem Access Router 602 , einer Basisstation 603, einem WAG 604, einem RNC 605, einem SGSN 606, einem PDG/GGSN 607 , einem AAA-Server 608, einem HLR 609 und dem Internet 610.
Analog zu dem mit Bezug auf Fig .5 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese Netzwerkelemente gemäß der mit Bezug auf Fig.4 erläuterten Architektur ausgestaltet und gekoppelt, insbesondere ist jedes der Netzwerkelemente Teil eines WLAN-Zugangsnetzwerks, eines UMTS-
Kommunikationsnetzwerks oder eines WLAN/3G-Interworking- Netzwerks .
Der PDG/GGSN 607 vereinigt analog zu oben die Funktionalität eines GGSN 630 und eines PDG 631 (die zum besseren Verständnis unterschieden werden, obwohl sie beide mittels des PDG/GGSN 607 realisiert werden) .
Analog zu Fig .5 werden in Fig .6 auszuführende Aktionen durch Rechtecke dargestellt . Übertragungen von Nachrichten werden durch einen Pfeil dargestellt . Doppelpfeile kennzeichnen eine Kombination von Nachrichten und Aktionen .
Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks sind, bzw. von Elementen des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks ausgeführt bzw. übertragen werden, sind gestrichelt dargestellt .
Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des UMTS-Kommunikationssystems sind, bzw. von Elementen des UMTS- Kommunikationssystems ausgeführt bzw. übertragen werden, sind durchgezogen dargestellt . Das im Folgenden mit Bezug auf Fig .6 beschriebene Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem mit Bezug auf Fig.5 beschriebenen Äusführungsbeispiel dadurch, dass das Handover von dem Teilnehmergerät 501 durch Senden einer Nachricht mittels des UMTS-Kommunikationssystems anstatt mittels des WLAN-Kommunikationssystems initiiert wird.
Ein wesentlicher Vorteil des folgenden Ausführungsbeispiels ist, dass bei dieser Prozedur ein Handover noch möglich ist, wenn die WLAN-Kommunikationsverbindung bereits unterbrochen ist, beispielsweise weil der Benutzer den WLAN- Versorgungsbereich mit dem Teilnehmergerät verlassen hat .
Dadurch kann die WLAN-Kommunikationsverbindung so lange wie möglich genutzt werden und ein Handover ist auch bei einem unerwarteten Abbruch der WLAN-Kommunikationsverbindung möglich .
Das im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem mit Bezug auf Fig .5 beschriebenen Ausführungsbeispiel ferner darin, dass zu den Schritten 519 bis 524 analoge Schritte nicht erforderlich sind.
Das im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel kann angewendet werden, wenn dem Teilnehmergerät 601 die IP- Adresse des PDG/GGSN 607 , mittels welchem die zu transferierende WLAN-Kommunikationsverbindung bereitgestellt wird, bekannt ist .
Die Schritte 611 bis 616 sind analog zu den mit Bezug auf Fig.5 beschriebenen Schritten 511 bis 516.
In Schritt 617 führt das Teilnehmergerät 601 optional, nachdem ein GPRS-Attach durchgeführt wurde, Messungen an der Luftschnittstelle des WLAN-Kommunikationssystems und des UMTS-Kommunikationssystems durch.
Beispielsweise misst das Teilnehmergerät 601 die Empfangsfeldstärken des WLAN-Kommunikationssystems und des UMTS-Kommunikationssystems und die Datenrate der bestehenden WLAN-KommunikationsVerbindungen .
Vorzugsweise misst das Teilnehmergerät 601 in regelmäßigen Abständen die Empfangsfeldstärke und die mittlere Datenrate der WLAN-Kommunikationsverbindungen.
Wird eine vorgebbare Grenze unterschritten, dann wird das Handover mit Schritt 618 eingeleitet . Im Unterschied zu dem mit Bezug auf Fig.5 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die WLAN-KommunikationsVerbindung zum Aufbau der UMTS- Kommunikationsverbindung nicht erforderlich .
In Schritt 618 bekommt der Benutzer, wenn er die Möglichkeit 1 (siehe Schritt 511 oben) gewählt hat, die Benachrichtigung, dass ein Inter-System-Handover möglich ist .
Zusätzlich kann dem Benutzer als Entscheidungshilfe die j eweilige Qualität der aktiven, das heißt bestehenden, WLAN- Kommunikationsverbindungen und der möglichen UMTS- Kommunikationsverbindungen angezeigt werden, beispielsweise die Empfangsfeldstärke der Signale des WLAN-Zugangsnetzes und des UMTS-Kommunikationsnetzes und die durchschnittliche Datenrate der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindungen.
Stimmt der Nutzer einem Handover zu, so wird der Ablauf mit Schritt 619 fortgesetzt . Falls der Benutzer die Möglichkeit 3 gewählt hat, so führt das Teilnehmergerät 601 automatisch den Schritt 619 aus . In Schritt 619 richtet das Teilnehmergerät, nachdem mittels des Teilnehmergeräts 601 die Entscheidung getroffen wurde, ein Handover einzuleiten, einen ersten Zwischenspeicher ein, der für den Fall, dass die bestehenden WLAN- Kommunikationsverbindungen abbrechen, die zu sendenden Nutzdaten speichert, bis ÜMTS-Kommunikationsverbindungen aufgebaut sind.
Anschließend entscheidet das Teilnehmergerät 601, falls mehrere WLAN-Kommunikationsverbindungen bestehen, für welche WLAN-Kominunikationsverbindungen eine neue UMTS- Kommunikationsverbindung mittels des UMTS- Kommunikationsnetzes aufgebaut werden soll und wählt für die aufzubauenden UMTS-Kommunikationsverbindungen j eweils die gewünschten Bitraten, die maximalen Verzögerungszeiten und die maximalen Bitfehlerraten für beide
Datenübertragungsrichtungen der UMTS-Kommunikationsverbindung aus .
Dabei kann das Teilnehmergerät 601 die äquivalenten Werte der aktuellen WLAN-Kommunikationsverbindungen und spezielle Wünsche des Benutzers berücksichtigen.
Anschließend sendet das Teilnehmergerät 601 eine Nachricht mit einer Anfrage für den Aufbau eines PDP-Kontexts zur Verwendung für einen Kommunikationsdienst an das SGSN 606.
In der Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten: APN, TI, IP-Adresse des aktuell verwendeten PDG/GGSN 607 , NSAPI, PDP-Type, PDP-Address , PDP- Configuration-Options und QoS-Requested. Es wird der APN gewählt, den das Teilnehmergerät 601 auch für die WLAN-Kommunikationsverbindung gewählt hat, die mittels des aufzubauenden PDP-Kontexts weitergeführt werden soll, der sogenannte W-APN . Falls mehrere Kommunikationsverbindungen mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weiter geführt werden sollen, wird für j ede WLAN-Kommunikationsverbindung die obige Nachricht einmal an das SGSN 606 gesendet .
In Schritt 620 entscheidet das SGSN 606 für jede in Schritt 619 übertragene Nachricht, ob der PDP-Kontext aufgebaut werden soll oder nicht . Dazu prüft das SGSN 606, ob es die gewünschten QoS-Parameter bereitstellen kann und ob der Benutzer für diese QoSParameter und für den angeforderten Kommunikationsdienst, der mittels des angeforderten PDP- Kontexts bereitgestellt wird, autorisiert, das heißt freigeschaltet, ist .
Falls dem SGSN 606 dazu erforderliche Informationen nicht bekannt sind, fordert es mit Schritt 621 diese Information von dem HLR 609 an.
Andernfalls wird der Ablauf mit Schritt 623 fortgesetzt .
In Schritt 621 fordert das SGSN 606 die fehlenden Informationen über den Benutzer des Teilnehmergerät 601 von dem HLR 609 an .
Die fehlenden Informationen können beispielsweise Informationen über die Berechtigung zur Nutzung des angeforderten Kommunikationsdienstes und der angeforderten QoS-Parameter sein . Für j ede aufzubauende UMTS- Kommunikationsverbindung werden gegebenenfalls die fehlenden Informationen angefordert . In Schritt 622 sendet das HLR 609 die angeforderten Informationen an das SGSN 606.
In Schritt 623, wenn dem SGSN 609 die erforderlichen Informationen bekannt sind, korrigiert das SGSN 609 gegebenenfalls die QoS-Parameter oder lehnt den Aufbau des PDP-Kontexts ab . Die korrigierten QoS-Parameter werden als QoS-Negotiated bezeichnet . Anschließend informiert das SGSN 609 unter Verwendung der vom Teilnehmergerät 601 übertragenen IP-Adresse das PDG/GGSN 607 über den aufzubauenden PDP- Kontext mittels einer an das PDG/GGSN 607 gesendeten Nachricht .
In der Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten : PDP-Type, PDP-Address , APN, QoS-Negotiated, NSAPI , MSISDN, Selection-Mode, Charging-Characteristics, Trace- Reference, Trace-Type, Trigger-Id, OMC-Identity und PDP- Configuration-Options .
Für j ede aufzubauende UMTS-Kommunikationsverbindung wird eine solche Nachricht an das PDG/GGSN 607 gesendet .
In Schritt 624 prüft das PDG/GGSN 607 für j ede empfangene, in Schritt 623 gesendete Nachricht, ob die angegebenen QoS- Parameterwerte mit dem entsprechenden aufzubauenden PDP- Kontext kompatibel sind.
Wenn das der Fall ist, so erzeugt das PDG/GGSN 607 einen neuen Eintrag in seiner PDP-Kontext-Tabelle und bestimmt für die Tariffierung eine neue Charging-ID. Anschließend sendet es für j ede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikatonsnetzwerks weitergeführt werden soll, eine Nachricht an das SGSN 606 mit Werten der Parameter PDP- Address , PDP-Configuration-Options, QoS-Negotiated, Charging- Id, Cause .
Andernfalls wird der PDP-Kontext nicht aufgebaut .
Falls mindestens ein PDP-Kontext aufgebaut wird, legt der PDG/GGSN 607 zwei Zwischenspeicher an, einen zweiten Zwischenspeicher, der für den Fall, dass die entsprechende WLAN-Kommunikationsverbindung abbricht, die zum Teilnehmergerät 601 zu sendenden Nutzdaten speichert, bis die entsprechende, das heißt die die WLAN- Kommunikationsverbindung weiterführende, UMTS- Kommunikationsverbindung aufgebaut ist, und einen dritten Zwischenspeicher, der die von dem Teilnehmergerät 601 über das UMTS-Kommunikationsnetz empfangenen Daten speichert, bis die WLAN-Kommunikationsverbindung beendet wurde .
In Schritt 625 korrigiert das SGSN 606 gegebenenfalls die QoS-Parameterwerte und leitet den Aufbau der Luftschnittstelle ein, indem es für jede WLAN- Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS- Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, eine Nachricht an das RNC 605 sendet .
An der Prozedur zum Aufbau der Luftschnittstelle sind außer dem SGSN 606 das RNC 605 und das Teilnehmergerät 601 beteiligt . Diese Prozedur ist wie in [2] (Abschnitt : RAB Assignment Procedure) beschrieben ausgestaltet .
Diese Prozedur wird für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal durchgeführt . In Schritt 626 werden, nachdem die Luftschnittstelle aufgebaut ist, die eventuell in Schritt 625 korrigierten QoS- Parameterwerte dem PDG/GGSN 607 mittels einer Änderungsmitteilungsnachricht mitgeteilt . Für j ede WLAN- Kommunikationsverbindung, die im UMTS weitergeführt werden soll, wird eine Änderungsmitteilung gesendet .
In Schritt 627 wird die Änderungsmitteilung von dem PDG/GGSN 607 dem SGSN 606 mittels einer entsprechenden Nachricht bestätigt .
In Schritt 628 fügt das SGSN 606 für die aufzubauende Kommunikationsverbindung den NSAPI und die GGSN-Adresse, das heißt die Adresse des PDG/GGSN 607 , dem PDP-Kontext hinzu.
Nach Aufbau eines PDP-Kontexts wird der Aufbau des PDP- Kontexts dem Teilnehmergerät 601 bestätigt .
In Schritt 629 prüft das Teilnehmergerät 601 für jede Bestätigung die QoS-Parameterwerte, die dem Teilnehmergerät 601 anschaulich gesprochen angeboten werden.
Falls die QoS-Parameterwerte vorgebbaren Bedingungen nicht entsprechen, da beispielsweise der Benutzer nicht einverstanden ist, sendet das Teilnehmergerät 601 eine Nachricht, die den Abbau des entsprechenden PDP-Kontexts auslöst .
In diesem Fall bleibt die WLAN-Kommunikationsverbindung weiterhin erhalten und der Ablauf wird für diese WLAN- Kommunikationsverbindung beendet . Falls die QoS-Parameterwerte für mindstens einen PDP-Kontext akzeptiert werden, wird der Ablauf mit Schritt 630 fortgesetzt .
Andernfalls wird kein Handover durchgeführt und die WLAN- Kommunikationsverbindung bleibt erhalten .
In Schritt 630 sendet das Teilnehmergerät 601 für den Fall, dass alle für das Teilnehmergerät 601 mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks bereitgestellten Kommunikationsverbindungen mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden sollen, mittels einer ÜMTS-Kommunikationsverbindung eine erste Ankündigungsnachricht zu dem PDG/GGSN 607 , mit der es die Trennung der WLAN-Kommunikationsverbindungen ankündigt .
Die erste Ankündigungsnachricht enthält folgende Parameterwerte : Die WLAN-ID und die M-APN aller WLAN- KommunikationsVerbindungen, die mittels des UMTS- Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden sollen.
Außerdem wird ein vierter Zwischenspeicher für die mittels der UMTS-Kommunikationsverbindungen vom
Kommunikationsendgerät im Internet empfangenen Nutzdaten eingerichtet .
Wenn noch mindestens eine WLAN-Kommunikationsverbindung bestehen bleiben soll, wird eine zweite Ankündigungsnachricht zu dem PDG/GGSN 607 gesendet, mittels welcher mitgeteilt wird, welche PDP-Kontexte von dem Teilnehmergerät 601 akzeptiert wurden, und welche abgelehnt wurden .
Nach erfolgtem Umschalten auf UMTS in Schritt 631 sendet das Teilnehmergerät 601 die den weiterzuführenden WLAN- Kommunikationsverbindungen entsprechenden Nutzdaten nur noch mittels der UMTS-Kommunikationsverbindungen, die die WLAN- KommunikationsVerbindungen weiterführen, zu dem Kommunikationsendgerät im Internet .
Der Benutzer erhält von dem Teilnehmergerät 601 die Benachrichtigung, dass ein Inter-System-Handover stattgefunden hat .
In Schritt 632 gestattet das PDG/GGSN nach dem Empfang der in Schritt 630 gesendeten Nachricht die Übertragung von Nutzdaten von dem Teilnehmergerät 601 der weiterzuführenden WLAN-Kommunikationsverbindungen nur noch mittels der die WLAN-Kommunikationsverbindungen weiterführenden UMTS- Kommunikationsverbindungen .
Daten, die bereits mittels einer der UMTS- Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 601 übertragen wurden und sich nun in dem in Schritt 624 eingerichteten dritten Zwischenspeicher befinden, werden in der chronologischen Reihenfolge, in der sie von dem Teilnehmergerät übertragen wurden, zu dem Kommunikationsendgerät im Internet weitergeleitet .
Falls sich Nutzdaten im zweiten Zwischenspeicher für das Teilnehmergerät 601 befinden, werden diese ebenfalls in der chronologischen Reihenfolge in der sie in dem Zwischenspeicher gespeichert wurden, an das Teilnehmergerät 601 weitergeleitet .
Anschließend sendet das PDG/GGSN 607 mittels einer zu trennenden WLAN-Kommunikationsverbindung eine Beendigungsnachricht an alle an der WLAN- Kommunikationsverbindung beteiligten Einheiten, das sind der WAG 604 , der Access Router 602 , der AAA-Server 608 , das HLR 609 und das Teilnehmergerät 601, mittels welcher Nachricht die Trennung der WLAN-Kommunikationsverbindung eingeleitet wird.
Daten, die im Rahmen eines Kommunikationsdienstes übertragen werden, dessen Datenübertragung vor der Trennung mittels der getrennten WLAN-Kommunikationsverbindung durchgeführt wurde, werden nur noch mittels der die WLAN-Kommunikationsverbindung weiterführende UMTS-Kommunikationsverbindung zum Teilnehmergerät 601 übertragen.
Falls das PDG/GGSN 607 die zweite Ankündigungsnachricht empfangen hat, bleiben die WLAN-Kommunikationsverbindungen, die bestehen bleiben sollen, weiterhin bestehen und es wird an alle an den weiterbestehenden WLAN- Kommunikationsverbindungen beteiligten Einheiten eine Fortsetzungsnachricht gesendet, die die Beendigung der weitergeführten WLAN-KommunikationsVerbindungen signalisiert, aber nicht zum Abbau aller WLAN-KommunikationsVerbindungen führt .
Ferner führen in Schritt 632 alle an den weitergeführten WLAN-Kommunikationsverbindungen beteiligten Einheiten nach Empfang der Beendigungsnachricht die erforderlichen Maßnahmen zum Beenden der weitergeführten WLAN-Kommunikationsverbindung aus .
Das Teilnehmergerät 601 verarbeitet nach dem Trennen der WLAN-Kommunikationsverbindung die Daten, die bereits mittels der UMTS-Kommunikationsverbindung empfangen wurden und sich nun im vierten Zwischenspeicher befinden, in der chronologischen Reihenfolge, in der sie empfangen worden sind. Falls sich Nutzdaten für das Kommunikationsendgerät im Internet im ersten Zwischenspeicher befinden, werden diese nun in der chronologischen Reihenfolge, in der sie in dem Zwischenspeicher gespeichert wurden, an das Kommunikationsendgerät im Internet gesendet .
Wenn eine Fortsetzungsnachricht übertragen wurde, wird die WLAN-Kommunikationsverbindung von den beteiligten Einheiten nicht beendet .
Für den Fall, dass mehrere WLAN-Kornmunikationsverbindungen eines Teilnehmergerät 601 übergeben, das heißt weitergeführt, werden sollen, die mittels unterschiedlicher PDG/GGSN bereitgestellt /werden, so wird von j edem betroffenen PDG/GGSN der oben beschriebene Ablauf ausgeführt .
Die PDG/GGSN können anhand der W-APN unterschieden werden .
Zum besseren Verständnis wird im Folgenden die Anordnung der verwendeten Zwischenspeicher bei dem mit Bezug auf Fig .5 beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie die Anordnung der verwendeten Zwischenspeicher bei dem mit Bezug auf Fig.6 beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert .
Fig.7 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Die Zwischenspeicher sind in einem Teilnehmergerät 701, das dem Teilnehmergerät 501 entspricht, sowie einem PDG/GGSN 702 , der dem PDG/GGSN 507 entspricht, angeordnet .
In dem PDG/GGSN 702 ist ein erster Zwischenspeicher 703, der dem bei der Erläuterung von Fig .5 erwähnten ersten Zwischenspeicher entspricht, angeordnet . In dem Teilnehmergerät 701 ist ein zweiter Zwischenspeicher 704 , der dem bei der Erläuterung von Fig .5 erwähnten zweiten Zwischenspeicher entspricht, angeordnet .
Wie oben mit Bezug auf Fig.5 erläutert, speichert der erste Zwischenspeicher 703 die Daten, die von dem Teilnehmergerät 701 mittels einer schon aufgebauten UMTS- Kommunikationsverbindung an das Kommunikationsendgerät im Internet gesendet werden sollen.
Diese Daten werden erst weitergeleitet, wenn die entsprechende WLAN-Kommunikationsverbindung, das heißt die WLAN-Kommunikation.sverbindung, die die UMTS- Kommunikationsverbindung weiterführt, abgebaut ist .
Dies ermöglicht die gleichzeitige Existenz der UMTS- Kommunikationsverbindung und der WLAN- Kommunikationsverbindung .
Da anschaulich der Uplink-Datenstrom mittels der UMTS- Kommunikationsverbindung nicht von dem PDG/GGSN 702 durchgelassen, sondern zwischengespeichert wird, ist es nicht erforderlich, dass der PDG/GGSN 702 gleichzeitig zwei Datenströme an das Internet weiterleitet, wofür die doppelte Anzahl von Vermittlungsschichtinstanzen erforderlich wäre .
Anschaulich gesprochen befindet sich der erste Zwischenspeicher also unter der Vermittlungsschicht, in diesem Ausführungsbeispiel der Internet-Protokollschicht .
Der zweite Zwischenspeicher 704 hat die zu dem ersten Zwischenspeicher analoge Funktion . Wie oben mit Bezug auf Fig .5 erläutert, speichert der zweite Zwischenspeicher 704 die von dem Teilnehmergerät 701 mittels der schon aufgebauten UMTS-Kommunikationsverbindung empfangenen Daten.
Diese Daten werden erst verarbeitet, wenn die entsprechende WLAN-Kommunikationsverbindung, das heißt die WLAN- Kommunikationsverbindung, die die UMTS- Kommunikationsverbindung weiterführt, abgebaut ist .
Analog zu dem ersten Zwischenspeicher 703 ermöglicht dies die parallele Existenz der UMTS-Kommunikationsverbindung und der WLAN-Kommunikationsverbindung.
Der erste Zwischenspeicher 703 und der zweite Zwischenspeicher 704 können als EmpfangsZwischenspeicher betrachtet werden, da der erste Zwischenspeicher 703 Daten speichert, die von dem PDG/GGSN 704 empfangen wurden und der zweite Zwischenspeicher 704 Daten speichert, die von dem Teilnehmgerät 701 empfangen wurden .
Fig.8 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Zwischenspeicher sind in einem Teilnehmergerät 801, das dem Teilnehmergerät 601 entspricht, sowie einem PDG/GGSN 802 , der dem PDG/GGSN 607 entspricht, angeordnet .
In dem PDG/GGSN 802 ist ein dritter Zwischenspeicher 803 , der dem bei der Erläuterung von Fig .6 erwähnten dritten Zwischenspeicher entspricht, sowie ein zweiter Zwischenspeicher 803, der dem bei der Erläuterung von Fig .6 erwähnten zweiten Zwischenspeicher entspricht, angeordnet .
In dem Teilnehmergerät 801 ist ein vierter Zwischenspeicher 804 , der dem bei der Erläuterung von Fig .6 erwähnten vierten Zwischenspeicher entspricht, sowie ein erster Zwischenspeicher 805, der dem bei der Erläuterung von Fig .6 erwähnten ersten Zwischenspeicher entspricht, angeordnet .
Der dritte Zwischenspeicher 803 hat eine zu dem mit Bezug auf Fig .7 erläuterten ersten Zwischenspeicher 703 analoge Funktionalität .
Der vierte Zwischenspeicher 804 hat eine zu dem mit Bezug auf Fig .7 erläuterten zweiten Zwischenspeicher 704 analoge Funktionalität .
Der dritte Zwischenspeicher 803 und der vierte Zwischenspeicher 804 werden deshalb im Folgenden nicht weiter erläutert .
Wie oben mit Bezug auf Fig.6 erläutert , speichert der erste Zwischenspeicher 805 die Daten, die von dem Teilnehmergerät 801 mittels einer schon abgebauten WLAN-
Kommunikationsverbindung im Uplink gesendet werden sollen. Diese Daten werden wie erläutert mit der entsprechenden UMTS- Kommunikationsverbindung gesendet, wenn diese aufgebaut ist .
Wie oben mit Bezug auf Fig .6 erläutert, speichert der zweite Zwischenspeicher 806 die Daten, die an das Teilnehmergerät 801 mittels einer schon abgebauten WLAN-
Kommunikationsverbindung im Downlink gesendet werden sollen. Diese Daten werden wie erläutert mit der entsprechenden UMTS- KommunikationsVerbindung gesendet, wenn diese aufgebaut ist .
Der erste Zwischenspeicher 805 und der zweite Zwischenspeicher 806 ermöglichen anschaulich, dass die abzubauenden WLAN-Kommunikationsverbindungen so lange wie möglich genutzt werden und auch beim plötzlichen Abbruch der WLAN-Kommunikationsverbindungen, der beispielsweise dadurch entsteht, dass der Benutzer des Teilnehmergeräts 801 eine WLAN-Funkzelle verlässt, keine Daten verloren gehen.
Im Weiteren werden mit Bezug auf Fig .9, Fig .10 und Fig .11 Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, bei denen ein Handover von einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk zu einem WLAN- Zugangsnetzwerk erfolgt .
Fig.9 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm 900 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der dargestellte Nachrichtenfluss findet zwischen den folgenden Netzwerkelementen statt : Einem Teilnehmergerät 901, einem Access Router 902 (und einem daran angeschlossenen Access Point ) , einer Basisstation 903, einem WAG 904 , einem RNC 905 , einem SGSN 906, einem PDG/GGSN 907 , einem AAA-Server 908 , einem HLR 909 und dem Internet 910.
Diese Netzwerkelemente sind gemäß der mit Bezug auf Fig.4 erläuterten Architektur ausgestaltet und gekoppelt, insbesondere ist jedes der Netzwerkelemente Teil eines WLAN- Zugangsnetzwerks, eines UMTS-Kommunikationsnetzwerks, im Folgenden auch allgemein als PLMN (Public Land Mobile Network) bezeichnet, oder eines WLAN/3G-Interworking- Netzwerks .
In Fig .9 werden auszuführende Aktionen durch Rechtecke dargestellt . Übertragungen von Nachrichten werden durch einen Pfeil dargestellt . Doppelpfeile kennzeichnen eine Kombination von Nachrichten und Aktionen.
Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks sind, bzw . von Elementen des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks ausgeführt bzw. übertragen werden, sind gestrichelt dargestellt .
Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des UMTS-Kommunikationssystems sind, bzw. mittels Elementen des UMTS-Kommunikationssystems ausgeführt bzw. übertragen werden, sind durchgezogen dargestellt .
In Schritt 911 bestimmt der Benutzer des Teilnehmergeräts 901, welche Funktechnologien in seinem Endgerät aktiviert sein sollen.
Es wird angenommen, dass der Benutzer bestimmt, dass sowohl der UMTS-Sender und der UMTS-Empfänger als auch der WLAN- Sender und der WLAN-Empfänger des Teilnehmergeräts 901 aktiviert sein sollen .
Ferner stellt der Benutzer an dem Teilnehmergerät 901 ein, dass ein automatisches Handover von mittels des UMTS- Kommunikationsnetzwerks bestehenden paketvermittelten Kommunikationsverbindung durchgeführt werden soll , sobald ein dafür geeignetes WLAN (-Zugangsnetzwerk) verfügbar ist . In anderen Ausführungsformen der Erfindung sind Regeln vorgesehen, gemäß welchen ein Handover gegebenenfalls eingeleitet wird.
Wie erwähnt wird angenommen, dass in Schritt 912 (mindestens) eine aktive (Kommunikations ) -Verbindung mittels des UMTS- Kommunikationsnetzwerks zu einem Kommunikationsendgerät (nicht gezeigt) , das Teil des Internet 910 ist, besteht .
Insbesondere wird angenommen, dass ein
Kommunikationsverbindungsaufbau stattgefunden hat und dass das Teilnehmergerät 901 mittels des AAΔ-Server 908 authentifiziert und für die bestehende KommunikationsVerbindung autorisiert wurde .
Gemäß der Kommunikationsverbindung besteht ein PDP (Paket Data Protocol) context zwischen dem Teilnehmergerät 901 und dem GGSN 931. Beim Aufbau der Kommunikationsverbindungen hat der Benutzer des Teilnehmergeräts 901 einen APN (Access Point Name) spezifiziert und so den Kommunikationsdienst spezifiziert, der mittels der KommunikationsVerbindung bereitgestellt wird. Anhand des APN wurde der GGSN 931 von dem PLMN ausgewählt .
Es wird angenommen, dass sich in Schritt 913 der Benutzer mit dem Teilnehmergerät 901 in den Versorgungsbereich einer WLAN- Funkzelle des WLAN-Zugangsnetzwerks bewegt . Dies wird von dem Teilnehmergerät 901 mittels einer oder beiden der folgenden Methoden festgestellt : a) Das Teilnehmergerät 901 überprüft in regelmäßigen Abständen die Empfangspegel auf WLAN-typischen Frequenzen, das heißt für die Funkübertragung im Rahmen von WLANs typischerweise verwendeten Frequenzen . Überschreitet der Empfangspegel für eine WLAN-typische Frequenz einen Grenzwert, so befindet sich das Teilnehmergerät 901 dem Empfangsbereich eines WLAN-Kommunikationsnetzwerks und das Teilnehmergerät 901 stellt dies fest . b) Das PLMN sendet eine Nachricht an das Teilnehmergerät 901, die spezifiziert, dass ein (geeignetes ) WLAN-
Kommunikationsnetzwerk verfügbar ist . Die Nachricht weist die Information auf, auf welcher Frequenz das WLAN- Kommunikationsnetzwerk sendet bzw . empfängt und/oder welche SSID ( Service Set Identifier) das WLAN-Kommunikationsnetzwerk verwendet (und insbesondere sendet) . Das Teilnehmergerät 901 bestimmt ferner einen Access Point des WLÄN-Kommunikationsnetzwerks . Es wird im Folgenden angenommen, dass dieser Access Point an den Access Router 902 angeschlossen ist (anschaulich ist der Access Router 902 für den Access Point zuständig) .
In Schritt 914 assoziiert sich das Teilnehmergerät 901 mit dem Access Point, d. h. es baut eine Kommunikationsverbindung zu dem WLAN-Kommunikationsnetzwerk mittels des Access Points und des Access Routers 902 auf .
In Schritt 915 beginnt das Teilnehmergerät 901, sich mittels des Access Points und des Access Routers 902 in dem Heimat- PLMN (HPLMN) d. h . dem PLMN, mit dessen Betreiber der Benutzer des Teilnehmergeräts 901 einen Vertrag hat, zu registrieren. Dazu sendet das Teilnehmergerät 901 eine Nachricht mit einer Registrierungsanfrage an den Access Router 902 und einer Angabe, zu welchem Kommunikationsnetzwerk diese Registrierungsanfrage weitergeleitet werden soll .
Beispielsweise kann das Teilnehmergerät 901 ein anderes PLMN als das Heimat-PLMN angeben, wenn aus bestimmten Gründen eine Kommunikationsverbindung zu einem anderen PLMN als dem HPLMN aufgebaut werden soll .
Wenn das Teilnehmergerät 901 in der Registrierungsanfrage das HPLMN angibt, leitet der Access Router 902 entsprechend die Registrierungsanfrage an den AAA-Server des HPLMN weiter . In dem Fall, dass das HPLMN den Access Router 902 unbekannt ist, sendet der Access Router eine Nachricht an das Teilnehmergerät 901, die eine Liste mit allen von dem Access Router 902 erreichbaren PLMNs enthält . Es wird angenommen, dass das Teilnehmergerät 901 bei der Registrierungsanfrage das UMTS-Kommunikationsnetzwerk mit den gezeigten Netzwerkkomponenten angegeben hat . Dementsprechend leitet der Access Router 902 die Registrierungsanfrage zu dem AAA-Proxy (nicht gezeigt) des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weiter .
Der Ablauf der Registrierung ist beispielsweise ausgestaltet wie in [10] (Abschnitt 10.2 "WLAN Access Authentication and Authorisation" ) beschrieben. In diesem Beispiel wird angenommen, dass das UMTS-Kommunikationsnetzwerk das HPLMN des Teilnehmergeräts 901 ist, dass die Registrierung erfolgreich abgeschlossen wird und somit das Teilnehmergerät 901 nach Schritt 915 in seinem Heimat-PLMN, dem UMTS- Kommunikationsnetzwerk, registriert ist .
Im weiteren werden die Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 901 zu dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk, die für ein Handover vorgesehen (bestimmt) sind, also eventuell mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen, als für ein Handover vorgesehene
Kommunikationsverbindungen bezeichnet . Dementsprechend werden als für ein Handover vorgesehene PDP-Kontexte die PDP- Kontexte bezeichnen, die im Rahmen der für ein Handover vorgesehene Kommunikationsverbindungen bestehen . Ob die für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen tatsächlich mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden, wird erst in einem späteren Ablaufschritt entschieden . Wenn im Folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden, die eine für ein Handover vorgesehene Kommunikationsverbindung betreffen, wird stets stillschweigend vorausgesetzt, dass für alle anderen für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindung analoge Verfahrensschritte durchgeführt werden. Nach der erfolgreichen Registrierung des Teilnehmergeräts 901 in dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk wird dem Teilnehmergerät 901 von dem DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) -Server (nicht gezeigt) des WLAN-Kommunikationsnetzwerks eine lokale IP ( Internet Protocol) -Adresse zugewiesen und mittels einer entsprechenden Nachricht mitgeteilt . Mittels dieser IP- Adresse kann das Teilnehmergerät 901 innerhalb des WLAN- Zugangsnetzwerks erreicht (adressiert) werden .
In Schritt 917 initiiert das Teilnehmergerät 901 eine DNS (Domain Name Service) -Prozedur, indem es eine Nachricht, die einen W-APN (WLAN Access Point Name) enthält, zu dem DNS- Server (nicht gezeigt) des UMTS-Kommunikationsnetzwerks sendet . Der W-APN ist so ausgestaltet, dass der DNS-Server eindeutig das PDG bestimmen kann, das Teil desselben PDG/GGSN ist wie der GGSN 931, der dem zum Handover bestimmten PDP context zugeordnet ist . In diesem Fall ist dies das PDG 930. Als Antwort wird dem Teilnehmergerät 901 die IP-Adresse des PDG 930 mitgeteilt .
Ferner tauschen während der DNS-Prozedur der AAA-Server 908 und der AAA-Proxy, die an der Registrierung des Teilnehmergeräts 901 beteiligt waren, untereinander und mit dem WAG 904 und dem PDG 930 Nachrichten aus, so dass das WAG 904 darüber informiert wird, das dass PDG 930 an dem geplanten Handover beteiligt ist und dem PDG 930 mitgeteilt wird, dass das WAG 904 an dem geplanten Handover beteiligt ist . Insbesondere erhält das WAG 904 die Adresse des PDG 930 und leitet alle von dem Teilnehmergerät 901 im Rahmen der für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindung von dem Teilnehmergerät 901 gesendeten Daten zu dem PDG 930 weiter . Das PDG 930 ist über die Adresse des WAG 904 informiert, akzeptiert die von dem WAG weitergeleiteten Daten und ist darüber informiert, dass das Teilnehmergerät 901 mittels des WAG 904 erreichbar ist .
In Schritt 918 baut das Teilnehmergerät 901 für j eden für ein Handover vorgesehenen PDP-Kontext einen sicheren IPsec-Tunnel zu dem PDG 930 auf . Dabei werden die für die Verschlüsselung der im Rahmen des IPsec-Tunnels gesendeten Daten erforderlichen Informationen zwischen dem Teilnehmergerät 901 und dem PDG 930 ausgetauscht . Insbesondere wird für j eden IPsec-Tunnel, der aufgebaut wird, ein W-APN von dem Teilnehmergerät 901 zu dem PDG 930 gesendet . Für j eden IPsec- Tunnel bestätigt das PDG 930 dem Teilnehmergerät 901 mittels einer entsprechenden Nachricht den erfolgreichen Aufbau des IPsec-Tunnels und teilt ferner dem Teilnehmergerät 901 die Remote IP-Adresse des Teilnehmergeräts 901 mit . Mittels der Remote IP-Adresse ist das Teilnehmergerät 901 aus dem UMTS- Kommunikationsnetzwerk erreichbar . Die Remote IP-Adresse des Teilnehmergeräts 901 wird dem Teilnehmergerät 901 in mindestens einer Bestätigung über den erfolgreichen Aufbau eines IPsec-Tunnels mitgeteilt . Die Bestätigung für einen erfolgreichen Aufbau eines IPsec-Tunnels kann weitere Informationen über den IPsec-Tunnel aufweisen, beispielsweise die zu erwartende mittlere Datenrate und die zu erwartenden Verzögerungszeiten im Rahmen des IPsec-Tunnels . Das UMTS- Kommunikationsnetzwerk kann in diesem Schritt gegebenenfalls den Aufbau eines IPsec-Tunnels und somit das Handover des entsprechenden PDP-Kontextes bzw. der entsprechenden Kommunikationsverbindung (d. h . der KommunikationsVerbindung, in deren Rahmen der PDP-Kontext besteht) ablehnen.
In Schritt 919 entscheidet das Teilnehmergerät 901 , für welche mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks bestehenden Kommunikationsverbindungen ein Handover tatsächlich durchgeführt werden soll und somit, welche für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen und welche für ein Handover vorgesehenen PDP-Kontexte tatsächlich mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen.
Bei der Entscheidung können die Verbindungskosten, die für die aufgebauten IPsec-Tunnel zu erwartenden mittleren Datenraten und Verzögerungszeiten berücksichtigt werden . Ferner kann berücksichtigt werden, ob das WLAN- Zugangsnetzwerk für die Weiterführung der j eweiligen Kommunikationsverbindung geeignet ist . Falls entschieden wird, das eine UMTS-Kommunikationsverbindung mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt wird, wird der Benutzer des Teilnehmergeräts 901 darüber informiert, dass nun ein automatisches Handover durchgeführt wird. Dabei werden dem Benutzer beispielsweise Eigenschaften der die UMTS- Kommunikationsverbindung weiterführende WLAN- Kommunikationsverbindung angezeigt, beispielsweise die Datenrate oder die Verbindungsgebühren . In Abhängigkeit von Benutzereinstellungen wird der nachfolgende Schritt 920 mit oder ohne Bestätigung des Benutzers , d. h. manuell oder automatisch durchgeführt .
Im Weiteren werden die für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 901 zu dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk, die tatsächlich weiterzuführen sind, also mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks gemäß der Entscheidung des Teilnehmergeräts 901 tatsächlich weitergeführt werden sollen, als weiterzuführende KommunikationsVerbindungen bezeichnet . Dementsprechend werden als weiterzuführende PDP-Kontexte die PDP-Kontexte bezeichnen, die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen bestehen . Im Folgenden wird angenommen, dass mindestens eine Kommunikationsverbindung weiterzuführen ist . Analog zu oben wird, wenn im Folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden, die eine weiterzuführende Kommunikationsverbindung betreffen, stets stillschweigend vorausgesetzt, dass für alle anderen weiterzuführenden KommunikationsVerbindungen analoge Verfahrensschritte durchgeführt werden.
In Schritt 920 bestimmt das Teilnehmergerät 901 den Zeitpunkt für das Handover der weiterzuführenden
Kommunikationsverbindung . Dazu ermittelt das Teilnehmergerät 901 jeweils die Empfangsfeldstärke des UMTS- Kommunikationsnetzwerks und des WLAN-Zugangsnetzwerks über einen gewissen Zeitraum (eventuell mehrmals) und/oder bestimmt die jeweilige Zelllast, d. h. wie stark die UMTS- Funkzelle, in deren Versorgungsbereich sich das Teilnehmergerät 901 befindet und mittels welcher die weiterzuführende Kommunikationsverbindung besteht, bzw . die WLAN-Funkzelle, in die sich das Teilnehmergerät 901 hineinbewegt hat, genutzt wird. Über- bzw. unterschreiten die ermittelten Werte vorgegebene Grenzwerte, so wird der Ablauf mit Schritt 921 fortgesetzt .
In Schritt 921 initiiert das Teilnehmergerät 901 das Handover für die weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen, indem es eine Nachricht an das PDG 930 mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks sendet, die folgendes enthält : Für jede weiterzuführende Kommunikationsverbindung einen PDP Context Identifier, d. h. eine im Rahmen des UMTS- Kommunikationsnetzwerks verwendete Bezeichnung der weiterzuführenden Kommunikationsverbindung, und eine Spezifikation, dass ein Handover gewünscht wird. Im Folgenden wird zusätzlich zu Fig . 9 auf Fig.10 Bezug genommen.
Fig.10 zeigt ein Kommunikationssystem 1000 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das Kommunikationssystem 1000 weist ein Teilnehmergerät 1001 auf, das dem Teilnehmergerät 901 entspricht, ein UMTS- Kommunikationsnetzwerk 1002 , das dem genannten an dem Handover beteiligten UMTS-Kommunikationsnetzwerk entspricht, ein WLAN-Zugangsnetzwerk 1003, das dem genannten an dem Handover beteiligten WLAN-Zugangsnetzwerk entspricht, ein PDG/GGSN 1007 , das dem PDG/GGSN 907 entspricht und das Internet 1012 (entsprechend dem Internet 910 ) .
Das Teilnehmergerät 1001 weist eine
Weiterverarbeitungseinheit 1004 auf, die eingerichtet ist, von dem Teilnehmerendgerät 1001 empfangene Daten zu verarbeiten und Daten bereitzustellen, die von dem Teilnehmergerät 1001 versendet werden .
Das Teilnehmergerät 901 richtet (ferner in Schritt 921) einen ersten Zwischenspeicher 1005 ein, der die ab jetzt von dem PDG 930 (bzw. dem PDG/GGSN 1007 ) mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks 1003 an das Teilnehmergerät 1001 gesendeten Kommunikationsdaten (Nutzdaten) speichert . Insbesondere werden diese Kommunikationsdaten nicht zu der
Weiterverarbeitungseinheit 1004 , bzw . zu einer Anwendung, die mittels der Weiterverarbeitungseinheit 1004 ausgeführt wird und auf die Kommunikationsdaten wartet, weitergeleitet .
In dem Fall, das entschieden wird, das kein PDP-Kontext bzw. keine KommunikationsVerbindung mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführt werden soll, wird Schritt 921 nicht durchgeführt, sondern eine Nachricht von dem Teilnehmergerät 901 an das PDG 930 gesendet, die den Abbruch des Handovers signalisiert . Anschließend wird der Ablauf beendet .
In Schritt 922 bereitet sich das PDG 930 nach Erhalt der in Schritt 921 von dem Teilnehmergerät 901 gesendeten Nachricht auf den Empfang der von dem Teilnehmergerät 901 gesendeten Nutzdaten mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 vor und richtet insbesondere einen zweiten Zwischenspeicher 1006 ein . Der zweite Zwischenspeicher 1006 ist für alle weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen vorgesehen . Alle Nutzdaten, die ab nun mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks von dem Teilnehmergerät 901 an das PDG/GGSN 1007 gesendet werden, werden ab nun in dem zweiten Zwischenspeicher 1006 gespeichert und zunächst nicht an den vorgesehenen Empfänger der Nutzdaten weitergeleitet .
In Schritt 923 stellt das PDG/GGSN 1007 ein, das alle im Rahmen der weiterzuführende KommunikationsVerbindungen an das Teilnehmergerät 901 zu sendende Nutzdaten nun nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 zu dem Teilnehmergerät 901 gesendet werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Dies wird in Fig .10 durch einen ersten Schalter 1008 illustriert, der für die weiterzuführenden Koinmunikationsverbindungen von dem PDG/GGSN 1007 von der Stellung U ( für UMTS) in die Stellung W (für WLAN) umgeschaltet wird. Anschaulich wird ab jetzt im Downlink im Rahmen der weiterzuführenden Koinmunikationsverbindungen nur noch mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks 1003 übertragen . Sind für ein oder mehrere zum Handover vorgesehene KommunikationsVerbindungen IPsec- Tunnel aufgebaut worden, die nicht weitergeführt werden sollen (gemäß der Entscheidung des Teilnehmergeräts 901 in Schritt 919 ) , so werden diese Kommunikationsverbindungen mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 weitergeführt, anschaulich wird der erste Schalter 1008 für diese Kommunikationsverbindungen nicht umgeschaltet .
Soll keine für das Handover vorgesehene
Kommunikationsverbindung weitergeführt werden, so wird das Handover abgebrochen . IPsec-Tunnel, die für für das Handover vorgesehene Kommunikationsverbindungen, die nicht weitergeführt werden, aufgebaut wurden, werden abgebaut .
In Schritt 924 informiert das PDG/GGSN 1007 für j ede weitergeführte Kommunikationsverbindung, d. h . für jede weiterzuführende Kommunikationsverbindung, für die das PDG/GGSN 1007 den ersten Schalter 1008 umgeschaltet hat, das Teilnehmergerät 901 über den Status des entsprechenden IPsec- Tunnels (insbesondere, ob der IPsec-Tunnel aufgebaut wurde oder nicht) .
In Schritt 925 stellt das Teilnehmergerät 901 nach Empfang der in Schritt 924 gesendeten Nachricht für j ede weiterzuführende Kommunikationsverbindung ein, dass die im Rahmen 'der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen an das Kommunikationsendgerät 901 gesendeten Daten nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 empfangen werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Dies ist in Fig .10 durch einen zweiten Schalter 1009 illustriert, der dem Downlink zugeordnet ist und für die weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen von der Stellung U in die Stellung W umgestellt wird.
Falls im Rahmen einer weiterzuführenden
Kommunikationsverbindung unmittelbar vor dem entsprechenden Schaltvorgang mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 _ _
ein Nutzdatenpaket empfangen wird, wird erst nach dem vollständigen Empfang dieses Nutzdatenpakets der Schaltvorgang durchgeführt .
Nun werden die Nutzdaten, die in dem ersten Zwischenspeicher 1005 gespeichert sind, in chronologischer Reihenfolge abgearbeitet, d. h . beispielsweise an die Anwendung, die auf diese Nutzdaten wartet, weitergeleitet .
In Schritt 926 schaltet das Teilnehmergerät 901 für den weiterzuführenden PDP-Kontext einen dritten Schalter 1010, der dem Uplink zugeordnet ist, von der Stellung U in die Stellen W um, so dass alle im Rahmen der entsprechenden weiterzuführenden Kommunikationsverbindung von dem Teilnehmergerät 901 versendeten Nutzdaten nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 zu dem PDG/GGSN 1007 übermittelt werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003.
In Schritt 927 informiert das Teilnehmergerät 901 unmittelbar nach dem Umschalten des dritten Schalters 1010 für eine weiterzuführende Kommunikationsverbindung das PDG/GGSN 1007 über diesen Schaltvorgang.
In Schritt 928 schaltet das PDG/GGSN 1007 nach Empfang der in Schritt 927 von Teilnehmergerät 901 gesendeten Nachricht anschaulich einen vierten Schalten 1011 , der dem Uplink zugeordnet ist, von der Stellung U in die Stellung W für die entsprechende weiterzuführende KommunikationsVerbindung um. Das heißt, dass das PDG/GGSN 1007 die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindung in Uplink von dem Teilnehmergerät versendeten Nutzdaten nun nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 empfängt, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Falls unmittelbar vor dem Schaltvorgang mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 im Rahmen des entsprechenden weiterzuführenden PDP- Kontexts ein Nutzdatenpaket von dem PDG/GGSN 1007 empfangen wird, so wird erst nach Empfang dieses Nutzdatenpakets der Schaltvorgang durchgeführt .
Nun werden die Nutzdaten, die im zweiten Zwischenspeicher 1006 gespeichert sind, in chronologischer Reihenfolge an den j eweiligen Empfänger weitergeleitet .
In Schritt 929 löscht das GGSN 931 alle nicht mehr genutzten UMTS-Kommunikationsverbindungen, das heißt beendet alle mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführten Kommunikationsverbindungen des UMTS-Kommunikationsnetzweks 1002. Dafür führt das GGSN 931 eine "PDP Context Deactivation Procedure" durch, wie [2 ] (Kapitel 9.2.4. ) beschrieben . Im Rahmen dieser Prozedur werden Nachrichten zwischen dem GGSN 931, dem SGSN 906, und dem Teilnehmergerät 901 ausgetauscht .
Fig.11 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm 1100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung .
Analog zu dem mit Bezug auf Fig .9 beschriebenen Ausführungsbeispiel findet der dargestellte Nachrichtenfluss zwischen den folgenden Netzwerkelementen statt : Einem Teilnehmergerät 1101, einem Access Router 1102 (und einem daran angeschlossenen Access Point) , einer Basisstation 1103, einem WAG 1104 , einem RNC 1105, einem SGSN 1106, einem PDG/GGSN 1107 , einem AAA-Server 1108 , einem HLR 1109 und dem Internet 1110.
Analog zu dem mit Bezug auf Fig.9 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese Netzwerkelemente gemäß der mit Bezug auf Fig.4 erläuterten Architektur ausgestaltet und gekoppelt, insbesondere ist j edes der Netzwerkelemente Teil eines WLAN-Zugangsnetzwerks, eines UMTS- Kommunikationsnetzwerks oder eines WLAN/3G-Interworking- Netzwerks . Analog zu Fig.9 werden in Fig .11 auszuführende Aktionen durch Rechtecke dargestellt . Übertragungen von Nachrichten werden durch einen Pfeil dargestellt . Doppelpfeile kennzeichnen eine Kombination von Nachrichten und Aktionen .
Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks sind, bzw. von Elementen des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks ausgeführt bzw . übertragen werden, sind gestrichelt dargestellt .
Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des UMTS-Kommunikationssystems sind, bzw. von Elementen des UMTS- Kommunikationssystems ausgeführt bzw. übertragen werden, sind durchgezogen dargestellt .
Die Verarbeitungsschritte 1111 bis 1117 werden analog zu den mit Bezug auf Fig .9 beschriebenen Verarbeitungsschritten 911 bis 917 durchgeführt .
In Schritt 1118 entscheidet das Teilnehmergerät 1101, für welche mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks bestehenden Kommunikationsverbindungen ein Handover tatsächlich durchgeführt werden soll und somit, welche für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen und welche für ein Handover vorgesehenen PDP-Kontexte tatsächlich mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen .
Bei der Entscheidung können die Verbindungskosten, die für die aufgebauten IPsec-Tunnel zu erwartenden mittleren Datenraten und Verzögerungszeiten berücksichtigt werden. Ferner kann berücksichtigt werden, ob das WLAN- Zugangsnetzwerk für die Weiterführung der j eweiligen Kommunikationsverbindung geeignet ist . Falls entschieden wird, das eine UMTS-Kommunikationsverbindung mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt wird, wird der Benutzer des Teilnehmergeräts 1101 darüber informiert, dass nun ein automatisches Handover durchgeführt wird. Dabei werden dem Benutzer beispielsweise Eigenschaften der die UMTS- Kommunikationsverbindung weiterführende WLAN- KommunikationsVerbindung angezeigt, beispielsweise die Datenrate oder die Verbindungsgebühren. In Abhängigkeit von Benutzereinstellungen wird der nachfolgende Schritt 1119 mit oder ohne Bestätigung des Benutzers, d. h . manuell oder automatisch durchgeführt .
Im Weiteren werden wie oben die für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 1101 zu dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk, die tatsächlich weiterzuführen sind, also mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks gemäß der Entscheidung des Teilnehmergeräts 1101 tatsächlich weitergeführt werden sollen, als weiterzuführende KommunikationsVerbindungen bezeichnet . Dementsprechend werden als weiterzuführende PDP-Kontexte die PDP-Kontexte bezeichnen, die im Rahmen der weiterzuführenden KommunikationsVerbindungen bestehen.
Im Folgenden wird angenommen, dass mindestens eine Kommunikationsverbindung weiterzuführen ist . Analog zu oben wird, wenn im Folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden, die eine weiterzuführende Kommunikationsverbindung betreffen, stets stillschweigend vorausgesetzt, dass für alle anderen weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen analoge Verfahrensschritte durchgeführt werden .
In Schritt 1119 bestimmt das Teilnehmergerät 1101 den
Zeitpunkt für das Handover der weiterzuführenden
KommunikationsVerbindung . Dazu ermittelt das Teilnehmergerät 1101 jeweils die Empfangsfeldstärke des UMTS- Kommunikationsnetzwerks und des WLAN-Zugangsnetzwerks über einen gewissen Zeitraum (eventuell mehrmals) und/oder bestimmt die jeweilige Zelllast , d. h . wie stark die UMTS- Funkzelle, in deren Versorgungsbereich sich das Teilnehmergerät 1101 befindet und mittels welcher die weiterzuführende Kommunikationsverbindung besteht, bzw . die WLAN-Funkzelle, in die sich das Teilnehmergerät 1101 hineinbewegt hat, genutzt wird. Über- bzw . unterschreiten die ermittelten Werte vorgegebene Grenzwerte, so wird der Ablauf mit Schritt 1120 fortgesetzt .
In Schritt 1120 initiiert das Teilnehmergerät 1101 das Handover für die weiterzuführenden
KommunikationsVerbindungen, indem es eine Nachricht an das PDG 1130 mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks sendet, die folgendes enthält :
- für j ede weiterzuführende Kommunikationsverbindung einen PDP Context Identifier, d. h . eine im Rahmen des UMTS- Kommunikationsnetzwerks verwendete Bezeichnung der weiterzuführenden KommunikationsVerbindung;
- eine Spezifikation, dass ein Handover gewünscht wird;
- j eweils den W-APN der weiterzuführenden KommunikationsVerbindungen;
- alle für einen Aufbau eines sicheren IPsec-Tunnels zwischen dem Teilnehmergerät 1101 und dem PDG 1130 erforderlichen Informationen .
Im Folgenden wird zusätzlich zu Fig.11 auf Fig.10 Bezug genommen .
Das Teilnehmergerät 1001 entspricht nun dem Teilnehmergerät 1101, das UMTS-Kommunikationsnetzwerk 1002 entspricht dem genannten an dem Handover beteiligten UMTS- Kommunikationsnetzwerk, das WLAN-Zugangsnetzwerk 1003 entspricht dem genannten an dem Handover beteiligten WLAN- Zugangsnetzwerk und das PDG/GGSN 1007 entspricht dem PDG/GGSN 1107.
Das Teilnehmergerät 1101 richtet (ferner in Schritt 1120) einen ersten Zwischenspeicher 1005 ein, der die ab jetzt von dem PDG 1130 (bzw. dem PDG/GGSN 1007 ) mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks 1003 an das Teilnehmergerät 1001 gesendeten Kommunikationsdaten (Nutzdaten) speichert . Insbesondere werden diese Kommunikationsdaten nicht zu der Weiterverarbeitungseinheit 1004 , bzw . zu einer Anwendung, die mittels der Weiterverarbeitungseinheit 1004 ausgeführt wird und auf die Kommunikationsdaten wartet, weitergeleitet .
In dem Fall , das entschieden wird, das kein PDP-Kontext bzw. keine KommunikationsVerbindung mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführt werden soll, wird Schritt 1120 nicht durchgeführt, sondern eine Nachricht von dem Teilnehmergerät 1101 an das PDG 1130 gesendet, die den Abbruch des Handovers signalisiert . Anschließend wird der Ablauf beendet .
In Schritt 1121 hat das Kommunikationssystem, das heißt in diesem Fall das PDG 1130, die Möglichkeit, den Aufbau eines IPsec-Tunnels und das Handover des weiterzuführenden PDP- Kontextes , für den der IPsec-Tunnel aufgebaut wird, abzulehnen . Im Weiteren werden unter den weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen und entsprechend den weiterzuführenden PDP-Kontexts jene weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen beziehungsweise PDP-Kontexte verstanden, für die der Aufbau des entsprechenden IPsec- Tunnels nicht abgelehnt wird. Für j eden weiterzuführenden PDP-Kontext werden alle erforderlichen Maßnahmen getroffen, um einen IPsec-Tunnel zwischen dem PDG 1130 und dem Endgerät 1101 für den PDP- Kontext aufzubauen. Wenn entschieden wird, dass ein oder mehrere PDP-Kontexte nicht weitergeführt werden sollen, werden die entsprechenden Kommunikationsverbindungen mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 weitergeführt .
Soll kein PDP-Kontext mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführt werden, so wird das Handover abgebrochen und der Ablauf wird beendet .
Für j eden aufgebauten IPsec-Tunnel bestätigt das PDG 1130 dem Teilnehmergerät 1101 mittels einer entsprechenden Nachricht den erfolgreichen Aufbau des IPsec-Tunnels und teilt ferner dem Teilnehmergerät 1101 die Remote IP-Adresse des Teilnehmergeräts 1101 mit . Mittels der Remote IP-Adresse ist das Teilnehmergerät 1101 aus dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk erreichbar . Die Remote IP-Adresse des Teilnehmergeräts 1101 wird dem Teilnehmergerät 1101 in mindestens einer Bestätigung über den erfolgreichen Aufbau eines IPsec-Tunnels mitgeteilt . Die Bestätigung für einen erfolgreichen Aufbau eines IPsec- Tunnels kann weitere Informationen über den IPsec-Tunnel aufweisen, beispielsweise die zu erwartende mittlere Datenrate und die zu erwartenden Verzögerungszeiten im Rahmen des IPsec-Tunnels .
In Schritt 1122 ist das PDG 1130 nach dem Aufbau der IPsec- Tunnel für den Empfang von Nutzdaten von dem Teilnehmergerät 1101 mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 vorbereitet .
Ferner hält das PDG 1130 einen zweiten Zwischenspeicher 1006 bereit . Der zweite Zwischenspeicher 1006 ist für alle weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen vorgesehen . Alle Nutzdaten, die ab nun mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks von dem Teilnehmergerät 1001 an das PDG/GGSN 1007 gesendet werden, werden ab nun in dem zweiten Zwischenspeicher 1006 gespeichert und zunächst nicht an den vorgesehenen Empfänger der Nutzdaten weitergeleitet .
In Schritt 1123 stellt das PDG/GGSN 1007 ein, das alle im Rahmen der weiterzuführende Kommunikationsverbindungen an das Teilnehmergerät 1101 zu sendenden Nutzdaten nun nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 zu dem Teilnehmergerät 1101 gesendet werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Dies wird in Fig .10 durch einen ersten Schalter 1008 illustriert, der für die weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen von dem PDG/GGSN 1007 von der Stellung U ( für UMTS) in die Stellung W ( für WLAN) umgeschaltet wird. Anschaulich wird ab j etzt im Downlink im Rahmen der weiterzuführenden KommunikationsVerbindungen nur noch mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks 1003 übertragen .
In Schritt 1124 informiert das PDG/GGSN 1007 für j ede weitergeführte Kommunikationsverbindung, d. h . für jede weiterzuführende Kommunikationsverbindung, für die das PDG/GGSN 1007 den ersten Schalter 1008 umgeschaltet hat, das Teilnehmergerät 1101 über den entsprechenden Schaltvorgang .
In Schritt 1125 stellt das Teilnehmergerät 1101 nach Empfang der in Schritt 1124 gesendeten Nachricht für jede weiterzuführende KommunikationsVerbindung ein, dass die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen an das Kommunikationsendgerät 1101 gesendeten Daten nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 empfangen werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Dies ist in Fig.10 durch einen zweiten Schalter 1009 illustriert, der dem Downlink zugeordnet ist und für die weiterzuführenden KommunikationsVerbindungen von der Stellung U in die Stellung W umgestellt wird.
Falls im Rahmen einer weiterzuführenden
Kommunikationsverbindung unmittelbar vor dem entsprechenden Schaltvorgang mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 ein Nutzdatenpaket empfangen wird, wird erst nach dem vollständigen Empfang dieses Nutzdatenpakets der Schaltvorgang durchgeführt .
Nun werden die Nutzdaten, die in dem ersten Zwischenspeicher 1005 gespeichert sind, in chronologischer Reihenfolge abgearbeitet, d. h. beispielsweise an die Anwendung, die auf diese Nutzdaten wartet, weitergeleitet .
In Schritt 1126 schaltet das Teilnehmergerät 1101 für jeden weiterzuführenden PDP-Kontext einen dritten Schalter 1010 , der dem Uplink zugeordnet ist, von der Stellung ü in die Stellen W um, so dass alle im Rahmen der entsprechenden weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 1101 versendeten Nutzdaten nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 zu dem PDG/GGSN 1007 übermittelt werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003.
In Schritt 1127 informiert das Teilnehmergerät 1101 unmittelbar nach dem Umschalten des dritten Schalters 1010 für eine weiterzuführende Kommunikationsverbindung das PDG/GGSN 1007 über diesen Schaltvorgang.
In Schritt 1128 schaltet das PDG/GGSN 1007 nach Empfang der in Schritt 1127 von Teilnehmergerät 1101 gesendeten Nachricht anschaulich einen vierten Schalter 1011 , der dem Uplink zugeordnet ist, von der Stellung U in die Stellung W für die entsprechende weiterzuführende Kommunikationsverbindung um. Das heißt, dass das PDG/GGSN 1007 die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindung im üplink von dem Teilnehmergerät versendeten Nutzdaten nun nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 empfängt, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Falls unmittelbar vor dem Schaltvorgang mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 im Rahmen des entsprechenden weiterzuführenden PDP- Kontexts ein Nutzdatenpaket von dem PDG/GGSN 1007 empfangen wird, so wird erst nach Empfang dieses Nutzdatenpakets der Schaltvorgang durchgeführt .
Nun werden die Nutzdaten, die im zweiten Zwischenspeicher 1006 gespeichert sind, in chronologischer Reihenfolge an den j eweiligen Empfänger weitergeleitet .
In Schritt 1129 löscht das GGSN 1131 alle nicht mehr genutzten UMTS-Kommunikationsverbindungen, das heißt es beendet alle mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführten Kommunikationsverbindungen des UMTS- Kommunikationsnetzweks 1002. Dazu führt das GGSN 1131 beispielsweise eine "PDP Context Deactivation Procedure" durch, wie in [2] (Kapitel 9.2.4. ) beschrieben. Im Rahmen dieser Prozedur werden Nachrichten zwischen dem GGSN 1131 , dem SGSN 1106, und dem Teilnehmergerät 1101 ausgetauscht .
Die wesentlichen Unterschiede zwischen den mit Bezug auf Fig .9 erläuterten Verfahren und dem mit Bezug auf Fig .11 beschriebenen Verfahren zum Handover von einem UMTS- Kommunikationsnetzwerks zu einem WLAN-Zugangsnetzwerk lassen sich wie folgt zusammenfassen .
Bei den mit Bezug auf Fig.9 erläuterten Verfahren wird nach dem Aufbau eines IPsec-Tunnels von dem Teilnehmergerät 901 entschieden, welche PDP-Kontexte mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen . Deshalb sind dem Teilnehmergerät 901 mehr (verglichen mit den mit Bezug auf Fig .11 erläuterten Verfahren) Eigenschaften der neu aufgebauten, das heißt der die für das Handover vorgesehene Kommunikationsverbindung potentiell weiterführenden, Koπimunikationsverbindung bekannt, wodurch die Entscheidung einfacher getroffen werden kann.
Bei dem mit Bezug auf Fig.11 erläuterten Verfahren wird vor dem Aufbau der IPsec-Tunnel von dem Teilnehmergerät 1101 entschieden, welche PDP-Kontexte mittels des WLAN- Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen . Auf diese Weise kann vermieden werden, dass ein IPsec-Tunnel aufgebaut wird, obwohl er, da die Kommunikationsverbindung, für die er aufgebaut wird, doch nicht mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt wird, nicht erforderlich ist .
Wie erläutert werden anschaulich im Empfangsteil des Teilnehmergeräts 1001 und im Empfangszweig des PDG/GGSN 1007 , Zwischenspeicher angelegt . Auf diese Weise können Laufzeitunterschiede, die während des Umschaltens von dem ÜMTS-Kommunikationsnetzwerk zu dem WLAN-Zugangsnetzwerk auftreten können, ausgeglichen werden, so dass keine Nutzdaten verloren gehen und die korrekte Reihenfolge der Nutzdaten gewährleistet werden kann.
Wie beschrieben werden bei den mit Bezug auf Fig.9, Fig.10 und Fig .11 erläuterten Ausührungsbeispielen für ein Handover von einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk zu einem WLAN die weiterführenden Kommunikationsverbindungen vor den j eweiligen Umschaltvorgängen aufgebaut . Auf diese Weise können sehr geringe Umschaltverzögerungen erreicht werden und Datenverluste während des Handovers können vermieden werden. In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert :
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Bezugszeichenliste
100 UMTS-Kommunikationssystem
101 Teilnehmergerät
102 Basisstation
103 UMTS-Funknetzwerk
104 RNC
105 SGSN
106 GGSN
107 Internet
108 IMS
109 HLR
200 Kommunikationssystem
201 Teilnehmergerät
202 Access Point
203 WLAN-Zugangsnetzwerk
204 Access Point
205 Access Router
206 Internet
207 AAA-Server
300 Kommunikationssystem 302 , 303 Basisstation
304 RNC
305 SGSN
306 GGSN
307 Internet
308 IMS
309 HLR
310 WLAN/3G-Interworking-Network
311 UMTS-Kommunikationssystem
312 WLAN-Kommunikationssystem 313 , 314 Access Point
315 Teilnehmergerät
316 AAA-Server 317 PDG
318 WAG
400 Konamunikationssysterα
401 UMTS-Kommunikationssystem
402, 403 Basisstation
404 RNC
405 SGSN
406 IMS
407 HLR
408 WAG
409 AAA-Server
410 WLAN-Kommunikationssystem
411 GGSN/PDG
412 Internet
413, 414 Access Points
415 Teilnehmergerät
416 Access Router
500 Nachrichtenflussdiagramm
501 Teilnehmergerät
502 Access Router
503 Basisstation
504 WAG
505 RNC
506 SGSN
507 PDG/GGSN
508 AAA-Server
509 HLR
510 Internet
511-535 Verarbeitungsschritte
600 Nachrichtenflussdiagramm
601 Teilnehmergerät
602 Access Router
603 Basisstation
604' WAG
605 RNC 606 SGSN
607 PDG/GGSN
608 AAA-Server
609 HLR
610 Internet
611-632 Verarbeitungsschritte
700 Zwischenspeicheranordnung
701 Teilnehmergerät
702 PDG/GGSN
703 erster Zwischenspeicher
704 zweiter Zwischenspeicher
800 Zwischenspeicheranordnung
801 Teilnehmergerät
802 PDG/GGSN
803 dritter Zwischenspeicher
804 vierter Zwischenspeicher
805 erster Zwischenspeicher
806 zweiter Zwischenspeicher
900 Nachrichtenflussdiagramm
901 Teilnehmergerät
902 Access Router
903 Basisstation
904 WAG
905 RNC
906 SGSN
907 PDG/GGSN
908 AAA-Server
909 HLR
910 Internet
911-929 Verarbeitungsschritte
930 PDG
931 PDG/GGSN
1000 Kommunikationssystem
1001 Teilnehmergerät
1002 UMTS-Kommunikationsnetzwerk 1003 WLAN-Zugangsnetzwerk
1004 Weiterverarbeitungseinhe
1005 erster Zwischenspeicher
1006 zweiter Zwischenspeicher
1007 PDG/GGSN
1008-1011 Schalter
1112 Internet
1100 Nachrichtenflussdiagramm
1101 Teilnehmergerät
1102 Access Router
1103 Basisstation
1104 WAG
1105 RNC
1106 SGSN
1107 PDG/GGSN
1108 AAA-Server
1109 HLR
1110 Internet
1111-1129 Verarbeitungsschritte
1130 PDG
1131 PDG/GGSN

Claims

Patentansprüche
1. Kommunikationssystem,, das ein erstes
Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, ein Teilnehmergerät und eine Netzzugangsvorrichtung aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht-Adresse zugeordnet ist, wobei
- die Netzzugangsvorrichtung eingerichtet ist, den Zugang von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk zu ermöglichen;
- das Kommunikationssystem eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufweist, wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten
KommunikationsVerbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird; und
- die Netzzugangsvorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, die erste Kommunikationsverbindung abzubauen und eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufzubauen, wobei bei der Datenübertragung mittels der zweiten
Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
2. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten Kommunikationsverbindung und/oder bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung mittels eines Access Point Name spezifiziert wird.
3. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1 oder 2 , wobei das Teilnehmergerät eine Übertragungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, eine Nachricht an die Netzzugangsvorrichtung zu senden, die die Anforderung aufweist, die erste KommunikationsVerbindung abzubauen und die zweite Kommunikationsverbindung aufzubauen.
4. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 3, wobei die Nachricht mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks an die Netzzugangsvorrichtung übertragen wird.
5. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 3, wobei die Nachricht mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks an die Netzzugangsvorrichtung übertragen wird.
6. Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das dritte Kommunikationsnetzwerk das Internet ist .
7. Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Kommunikationsnetzwerk ein WLAN- Kommunikationsnetzwerk und das zweite Kommunikationsnetzwerk ein UMTS-Kommunikationsnetzwerk ist oder das zweite Kommunikationsnetzwerk ein WLAN-Kommunikationsnetzwerk und das erste Kommunikationsnetzwerk ein UMTS- Kommunikationsnetzwerk .
8. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 7, wobei die Netzzugangsvorrichtung eine WLAN-Netzzugangsvorrichtung, die die Funktion eines PDG des WLAN-Kommunikationsnetzwerks aufweist, eine UMTS-Netzzugangsvorrichtung, die die Funktion eines GGSN des UMTS-Kommunikationsnetzwerks aufweist, und einen Speicher aufweist, auf welchen Speicher die WLAN- Netzzugangsvorrichtung und die UMTS-Netzzugangsvorrichtung zugreifen.
9. Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 , wobei das Teilnehmergerät und/oder die Netzzugangsvorrichtung einen Zwischenspeicher aufweisen, der eingerichtet ist, im Rahmen des Abbaus der ersten Kommunikationsverbindung und des Aufbaus der zweiten Kommunikationsverbindung Nutzdaten, die mittels der ersten Kommunikationsverbindung und/oder der zweiten Kommunikationsverbindung übermittelt werden, zwischenzuspeichern.
10. Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, welches Kommunikationssystem ein erstes
Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, ein Teilnehmergerät und eine Netzzugangsvorrichtung aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht-Adresse zugeordnet ist und welche Netzzugangsvorrichtung den Zugang von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk ermöglicht, wobei gemäß dem Verfahren
- bei der Datenübertragung mittels einer ersten KommunikationsVerbindung, die zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung besteht, die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird; - die Netzzugangsvorrichtung die erste KommunikationsVerbindung abbaut;
- die Netzzugangsvorrichtung eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufbaut; und
- bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
11. Netzzugangsvorrichtung eines Kommunikationssystems , das ein erstes Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, und ein Teilnehmergerät aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht-Adresse zugeordnet ist, wobei
- die Netzzugangsvorrichtung eingerichtet ist, den Zugang von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk zu ermöglichen;
- die Netzzugangsvorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, eine erste Kommunikationsverbindung abzubauen, wobei die erste Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung besteht und wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten
KommunikationsVerbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird, und welche Steuervorrichtung ferner eingerichtet ist, eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufzubauen, wobei bei der Datenübertragung mittels der zweiten
KommunikationsVerbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
12. Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung eines Kommunikationssystems , das ein erstes Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, und ein Teilnehmergerät aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht- Adresse zugeordnet ist und welche Netzzugangsvorrichtung den Zugang von dem ersten Kommunikationsnetzwerk .zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk ermöglicht und wobei gemäß dem Verfahren
- die Netzzugangsvorrichtung eine erste Kommunikationsverbindung abbaut, wobei die erste Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der
NetzZugangsVorrichtung besteht und wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten
Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird; und
- die Netzzugangsvorrichtung eine zweite
KommunikationsVerbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufbaut, wobei bei der Datenübertragung mittels der zweiten
Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
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