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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Datenzellularnetze
und speziell das Sitzungsmanagement innerhalb von Datenzellularnetzen.
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Das
Dokument mit dem Titel "Inter-operability
Specification (IOS) for High Rate Packet Data (HRPD) Access Network
Interfaces", das
als "3rd Generation
Partnership Project 2" bzw. "3GPP2"; A.S0007-0, Version
2.0 (TIA-878) HRPD IOS, Veröffentlichungsversion
November 2001; XP002240734, veröffentlicht
worden ist, beschreibt Aspekte von Zugangs-Authentifikation für Paketnetze. Das Papier mit
dem Titel "A mobility
management protocol for IP-based cellular networks", veröffentlicht
als Computers, Communications and Networks, IEEE 10. internationale
Konferenz in (ICCCN 2001); Scottsdale, Arizona (US); 15. Oktober
2001; Berichtsseiten 476-482; P. de Silva et al.; XP002240735, beschreibt Aspekte
von Zellularnetzen für
Mobilkommunikationen.
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High
Rate Packet-Data (HRPD), d.h., Hochratenpaketdaten, ist eine Technologie,
die ursprünglich
ist für
dedizierte Paketdatenanwendungen entwickelt worden, um die zunehmende
Anforderung auf Drahtlosinternetprotokollverbindbarkeit mit hoher spektraler
Effizienz zu erfüllen.
Sprachübertragungen
erfordern niedrige Datenraten aber haben strenge Verzögerungs-
und Jitter-Anforderungen. Paketdatenübertragungen erfordern einerseits
typischerweise schwallartig hohe Datenraten mit weniger strengen
Verzögerungs-
und Jitter-Anforderungen. Das HRPD-Prinzip ist, Hochgeschwindigkeitsdaten vollständig von
dem Sprachnetz zu trennen, so dass die Paketdatenanforderungen optimal
und unabhängig
erfüllt
werden können.
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Im
Mai 2000 akzeptierte die CDMA-Entwicklungsgruppe (CDG bzw. CDMA
Development Group) HRPD als 1x Evaluierungsphase 1: Nur Daten (1xEV DO
oder 1xEV Phase 1) mit geringeren Anforderungen an Verbesserungen.
Innerhalb des 1xEV DO-Zellularnetzes
verwenden Nur-Daten-Mobilendgeräte
(Nur Daten = Data-Only bzw. DO), die nachstehend als Zugangsendgeräte (AT bzw.
Access Terminal) bezeichnet werden, Datendienste durch Veranlassen
von Datensitzungen mit Nur-Daten-basierten Stationen, die nachstehend
als Zugangsnetze (AN bzw. Access Network) bezeichnet werden. Die AN
senden und empfangen Datenpakete zu und von ATs über die Luftschnittstelle und
unterstützen
Datenpaketgeschwindigkeiten oberhalb von 144 kbps. Es sollte verstanden
werden, dass die Bezeichnung AT, wie sie hier verwendet wird sich
sowohl auf DO-Endgeräte
bezieht, die nur Datendienste verwenden als auch auf Dual-Modus-Mobilendgeräte, die
im Stande sind, sowohl Datendienste als auch Sprachdienste zu verwenden,
aber momentan in einem Datenmodus betrieben werden.
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Um
eine Datensitzung zu veranlassen, fordert ein AT von einem bedienenden
AN einen "Einzelrufzugangsendgeräteidentifizierer" bzw. UATI (Unicast
Access Terminal Identifier), der das AT innerhalb dem bedienenden
AN eindeutig identifiziert. Der UATI schließt ferner ein 8 Bitfeld ein,
das den Farbcode des AN innerhalb eines Farbcodebereichs oder Subnetzes
identifiziert. Jedes Subnetz schließt bis zu 256 Nachbar-ANs ein,
denen ermöglicht
wird, untereinander Sitzungsinformation zu übertragen. Auf den Empfang
der UATI hin tritt das AT in einen Sitzungsprotokoll-Verhandlungsprozess
mit dem bedienenden AN für
die Datensitzung ein. Die verhandelten Protokolle und Protokollkonfigurationen
werden innerhalb des AT und AN für
spätere
Benutzung bei Kommunikationen zwischen dem AT und dem AN während der
Sitzung gespeichert. Der UATI dient als Zeiger zu den Sitzungsaufzeichnungen
innerhalb des AN.
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Nach
dem Konfigurieren der Sitzung veranlasst das AT Punkt-Zu-Punkt-Protokoll-Verhandlungen
bzw. PPP-Verhandlungen und Verbindungssteuerprotokoll-Verhandlungen
bzw. LCP-Verhandlungen (Link
Control Protocol) zur Zugangsauthentifizierung. Einmal authentifiziert,
beginnt die Datensitzung mit dem AT im Ruhezustand, d.h. im Ruhezustand.
Das AT kann zu jeder Zeit während
der Sitzung in den aktiven Zustand übergehen (z.B. in eine Paketdatenverbindung
eingreifen). Eine Sitzung hat üblicherweise
eine Normaldauer von 54 Stunden. Jedoch sollte verstanden werden,
dass die Sitzungsdauer abhängig
von der speziellen Implementierung variieren kann.
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Bedingt
durch die ausgedehnte Sitzungszeit ist es wahrscheinlich, dass ein
ruhender AT während der
Sitzung innerhalb eines anderen AN Roaming ausführt. Das neue (Ziel-)AN verwendet
den UATI-Farbcode zum Lokalisieren des ursprünglichen (Quellen-)AN. Wenn
das Ziel-AN innerhalb des selben Subnetzes liegt wie das Quellen-AN
und das Ziel-AN im Stande ist, die Sitzung zu unterstützen (z.B.,
die Protokollkonfigurationen werden in dem Ziel-AN unterstützt), kann
ein ruhendes Weiterreichen (Schlummerzustands-Verbindungsweitergabe bzw. ruhendes
Handoff) zwischen den beiden ANs vorgenommen werden, um die Sitzung
von dem Quellen-AN zu dem Ziel-AN weiterzuleiten. Obwohl die Sitzungsprotokoll-Verhandlung
und die Endgeräteauthentifizierungs-Operationen
nicht wähend
eines ruhenden Handoff wiederholt zu werden brauchen, verschwenden
regelmäßige ruhenden
Handoffs zwischen ANs Luftschnittstellen- und Netzressourcen. Zudem
könnte
der Sitzungsweitergabeprozess eine aktive Verbindungseinrichtung
für das
AT verzögern.
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Wenn
jedoch die Sitzung nicht in dem Ziel-AN unterstützt wird oder wenn das Ziel-AN
sich in einem abweichenden Subnetz befindet, muss die Sitzung über die
Luftschnittstelle neu verhandelt werden wie wenn die Ursprungssitzung
niemals existiert hätte.
Wenn beispielsweise ein AT Roaming ausführt zu einem Ziel-AN, das nicht
innerhalb des selben Subnetzes wie das Quellen-AN liegt, wird jeder
Versuch eines ruhenden Handoff fehlschlagen, da das korrekte Quellen-AN
nicht verifiziert werden kann (d.h., der in dem zuvor zugewiesenen
UATI enthaltene Farbcode wird nicht im neuen Subnetz erkannt). Daher
muss beim Eintreten in ein neues Subnetz das AT eine vollständig neue
Sitzung neu verhandeln. Der neue Verhandlungsprozess verursacht
zusätzliche
Verzögerung
und unnötige
Verschwendung von Luftschnittstellen- und Netzressourcen. Daher
wird eine Sitzungsmanagementprozedur benötigt, die ein nicht spürbares Roaming
(Seamless Roaming) zwischen ANs ermöglicht.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Telekommunikationssystem für verbessertes Sitzungsmanagement
innerhalb eines Datenzellularnetzes bereitgestellt, wobei das System
eine Vielzahl von Zugangsnetzen innerhalb von zwei oder mehr Subnetzen
einschließt,
jedes der Vielzahl von Zugangsnetzen im Stande ist, drahtlos mit
einer Vielzahl von Zugangsendgeräten
zu kommunizieren zum Bereitstellen von Datenverbindbarkeit zwischen
einem Paketvermittlungsdatennetz und der Vielzahl von Zugnagsendgeräten während jeweiliger
Datensitzungen, die der Vielzahl von Zugangsendgeräten zugeordnet
sind, wobei das System gekennzeichnet ist durch: ein Gateway-Zugangsnetz,
wobei das Gateway-Zugangsnetz ein erstes Subnetz der Vielzahl von
Zugangsnetzen bedient und das Gateway-Zugangsnetz umfasst: eine
Vorrichtung zum Empfangen einer Sitzungsinformationsanfragenachricht
von einem Ziel-Zugangsnetz
der Vielzahl von Zugangsnetzen innerhalb des ersten Subnetzes, wobei
die Sitzungsinformationsanfragenachricht zum Vervollständigen eines
ruhenden Weiterreichens von einer eingerichteten der Datensitzungen
zu dem Ziel-Zugangsnetz gesendet wird; eine Vorrichtung zum Bestimmen
eines zweiten Subnetzes, das ein Quellenzugangsnetz von der Vielzahl
von Zugangsnetzen enthält,
die der eingerichteten Datensitzung zugeordnet sind; und eine Vorrichtung
zum Routing von der eingerichteten Datensitzung zugeordneter Sitzungsinformation
von dem Quellenzugangsnetz zu dem Zielzugangsnetz.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt für ein verbessertes Sitzungsmanagement
innerhalb eines Datenzellularnetzes mit einer Vielzahl von Zugangsnetzen
innerhalb zwei oder mehr Subnetzen, wobei jedes der Vielzahl von
Zugangsnetzen im Stande ist, Drahtloskommunikation mit einer Vielzahl
von Zugangsendgeräten
auszuführen
zum Bereitstellen von Datenverbindbarkeit zwischen einem paketvermittelnden Datennetz
und einer Vielzahl von Zugangsendgeräten während jeweiliger Datensitzungen,
die der Vielzahl von Zugangsendgeräten zugeordnet sind, wobei das
Verfahren gekennzeichnet ist durch die Schritte: Empfangen einer
Sitzungsinformationsanfragenachricht bei einem Gateway-Zugangsnetz, das
als erstes Subnetz der Vielzahl von Zugangsnetzen dient, von einem
Ziel-Zugangsnetz aus der Vielzahl von Zugangsnetzen innerhalb des
ersten Subnetzes, wobei die Sitzungsinformationsanfragenachricht
zum Vervollständigen
eines ruhenden Weiterreichens einer eingerichteten der Datensitzungen
zu dem Ziel-Zugangsnetz gesendet wird, wobei das Gateway-Zugangsnetz
betreibbar ist zum Ausführen
der Schritte: Bestimmen eines zweiten Subnetzes, das ein Quellenzugangsnetz
aus der Vielzahl von Zugangsnetzen enthält, welches der eingerichteten
Datensitzung zugeordnet ist; und Routing bzw. Leitweglenkung von Sitzungsinformation,
die der eingerichteten Datensitzung zugeordnet ist, von dem Quellenzugangsnetz zu
dem Zielzugangsnetz.
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Die
offenbarte Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, welche wichtige beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung zeigen und welche in die Beschreibung durch Bezugnahme
aufgenommen sind, wobei zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm zum Zeigen eines 1xEV DO-Zellularnetzes;
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2 ein
Ablaufdiagramm der Schritte zum Veranlassen einer Datensitzung innerhalb
eines 1xEV DO-Zellularnetzes;
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3 ein
Blockdiagramm zum Zeigen beispielhafter Gateway-Zugangsnetzfunktionalität bzw. GAN-Funktionalität innerhalb
eines 1xEV DO-Zellularnetzes
in Übereinstimmung
mit Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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4 ein
Funktionsblockdiagramm zum Zeigen von GAN-Identifikation in Übereinstimmung mit beispielhaften
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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5 ein
Funktionsblockdiagramm zum Zeigen von GAN-Identifikation in Übereinstimmung mit alternativen
beispielhaften Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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6 ein
Ablaufdiagramm zum Zeigen beispielhafter Schritte zum Ausführen eines
Inter-Subnetz-Handoff bzw. Weiterreichen in Übereinstimmung mit Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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7 ein
Blockdiagramm zum Zeigen einer beispielhaften erweiterten Sitzungsarchitektur
innerhalb eines 1xEV DO-Zellularnetzes in Übereinstimmung mit Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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8 ein
Ablaufdiagramm zum Zeigen beispielhafter Signalisierung für einen
erweiterten Sitzungsverhandlungsprozess in Übereinstimmung mit Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung; und
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9 ein
Ablaufdiagramm zum Zeigen beispielhafter Signalisierung für ein erweitertes
Sitzungs-Handoff bzw. Weiterreichen in Übereinstimmung mit Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung.
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Das
Folgende beschreibt ein System mit einem Verfahren zum verbesserten
Sitzungsmanagement beim Roaming zwischen Zugangsnetzen (AN) innerhalb
eines Datenzellularnetzes. In einer Ausführungsform wird Gatewayfunktionalität zu einem
AN in jedem Subnetz hinzugefügt.
Das Gateway-AN (GAN) stellt Sitzungsübertragungsfähigkeiten
während
eines ruhenden Weiterreichens mit einem in einem unterschiedlichen
Subnetz angeordneten Quellen-AN bereit. Das GAN spricht an auf das
Empfangen von Sitzungsinformationsanfragenachrichten von Ziel-ANs
innerhalb des lokalen Subnetzes, die andere GANs innerhalb anderer
Subnetze abfragen, das Subnetz, das die Quellen-AN für die Sitzung
enthält zu
lokalisieren und die Sitzungsinformation zu den Ziel-ANs zurückzuleiten.
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In
einer beispielhaften Ausführungsform kann
zum Bestimmen des dem Quellen-AN zugeordneten GAN das GAN, dem das
Ziel-AN zugeordnet ist, Ortsdaten verwenden (z.B. Längen- und
Breitengradinformation), die dem Quellen-AN zugeordnet sind, das
derzeit in der Leitwegaktualisierungsmeldung, die mit der UATI-Anfragemeldung
gesendet wird, von dem AT bereitgestellt wird. Alternativ kann das
AT die Sektor-ID oder einen vorangehenden Zugangsnetzidentifizierer
(PANID bzw. Previous Access Network Identifier), der dem Quellen-AN
zugeordnet ist, dem Ziel-AN bereitstellen. Das GAN kann eine Tabelle
pflegen, die GANs basierend auf Ortsdaten, der Sektor-ID oder der
PANID identifiziert.
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In
einem Beispiel wird eine erweiterte Sitzung quer über einige
ANs innerhalb eines Subnetzes eingerichtet. Wenn das AT eine neue
erweiterte Sitzung veranlasst, verhandelt das zuständige AN eine
gemeinsame Sitzung quer über
die ANs, die durch den erweiterten Sitzungsbereich abgedeckt werden.
Während
der Sitzungsverhandlung richtet jedes AN eine neue Sitzung ein und
ordnet eine neue UATI zu. Jedem AN wird jeder der erweiterten Sitzung
zugeordnete UATI gemeldet. Wenn einmal die Verhandlung zwischen
ANs abgeschlossen worden ist, kann das AT immer innerhalb des erweiterten
Sitzungsbereichs Roaming ausführen
ohne Neuverhandeln der Sitzung. Zudem braucht keine Sitzungsinformation
zwischen ANs innerhalb des erweiterten Sitzungsbereichs übertragen
zu werden.
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Die
vielen innovativen Lehren der vorliegenden Anwendung werden speziell
unter Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. Jedoch
sollte verstanden werden, dass diese Ausführungsformen nur einige Beispiele
von vielen vorteilhaften Verwendungen der darin enthaltenen innovativen
Lehren bereitstellen. Im Allgemeinen beschränken in der Beschreibung gemachte
Aussagen keine der verschiedenen beanspruchten Erfindungen. Darüber hinaus
können
einige Aussagen auf einige erfinderische Merkmale aber nicht auf
andere anwendbar sein.
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1 zeigt
die Grundarchitektur eines 1xEV DO-Zellularnetzes 10. Ein Zugangsendgerät (AT) 20 steht
in Drahtloskommunikation mit einem Zugangsnetz (AN) 30 für Datendienste.
Das AT ist eine Einrichtung, die Datenverbindbarkeit für einen
Benutzer bereitstellt. Beispielsweise kann ein AT mit einer Recheneinrichtung
wie z.B. einem Laptop-Personalcomputer verbunden sein oder das AT 20 kann
eine selbstenthaltende Dateneinrichtung sein wie z.B. ein persönlicher
Digitalassistent, welcher dargestellt ist. Das AN 30 ist
die Netzausrüstung,
die Datenverbindbarkeit zwischen einem paketvermittelnden Datennetz 60 (z.B.
dem Internet oder einem Intranet) und den ATs 20 bereitstellt.
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Beispielsweise
kann jedes AN das Äquivalent
einer oder mehrerer Basissenderempfängerstationen (BTSs) 32 einschließen (z.B.
die physikalische Hochfrequenzschnittstellenausrüstung) und einen Basisstationscontroller
(BSC) 35. Jede BTS 32 stellt einen separaten 1,25
MHz-Nur-Daten-Träger (DO-Träger) für hohe Datenratenpaketdatenanwendungen
für jeden
Sektor (oder jede Zelle) bereit, die von dem BTS 32 bedient
wird. Der BSC 35 ist mit jeder BTS innerhalb des AN 30 über eine
entsprechende Abis-Schnittstelle verbunden. Zudem ist der BSC 35 zuständig für den Betrieb
und die Wartung und die Verwaltung der BTSs 32 und die
Behandlung der Netzressourcen. Es sollte verstanden werden, dass der
BSC 35 ein separater Knoten sein kann oder gemeinsam mit
einer oder mehreren BTSs 32 angeordnet sein kann. Alle
BSCs 35 innerhalb eines Subnetzes 80 (z.B. einer
Gruppe von ANs 30) sind gemeinsam über die jeweilige A13-Schnittstelle
verbunden.
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Paketdatendienste
werden durch einen Paketdatenbedienknoten (PDSN bzw. Packet Data
Serving Node) 50 bereitgestellt, der zwischen dem Senden
von Daten in dem paketvermittelnden Datennetz 60 und dem
Senden von Daten über
die Luftschnittstelle zu/von dem AT 20 vermittelt. Jeder
PDSN 50 bedient ein anderes Subnetz 80. Der PDSN 50 bildet eine
Schnittstelle mit dem AN 30 über eine Paketsteuerfunktion
(PCF bzw. Packet Control Function) 40, die gegebenenfalls
gemeinsam mit dem AN 30 angeordnet ist. Die Schnittstelle
zwischen dem AN 30 und dem PCF 40 wird als die
A8/A9-Schnittstelle
bezeichnet und die Schnittstelle zwischen dem PCF 40 und
dem PDSN 50 wird als die A10/A11-Schnittstelle bezeichnet.
Zugangsauthentifizierung des AT 20 wird durch einen Authentifizierungs-,
Autorisierungs- und Buchungserver (AAA-Server bzw. Authentication, Authorization
and Accounting Server) 70 über eine A12-Schnittstelle
zwischen dem PCF 40 und dem AAA-Server 70 ausgeführt.
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In
dem 1xEV DO-Netz gibt es drei Paketdatendienstzustände: Aktiv/Verbunden,
Ruhend und Null/Inaktiv. In dem Aktiv/Verbunden-Zustand gibt es einen
physikalischen Verkehrskanal zwischen dem AT 20 und dem
AN 30 und jeder Knoten kann Daten senden. In dem Ruhezustand
gibt es keinen physikalischen Verkehr zwischen dem AT 20 und
dem AN 30, sondern eine Punkt-zu-Punkt-Protokollverbindung bzw.
PPP-Verbindung wird
aufrechterhalten zwischen dem AT 20 und dem PDSN 50.
In dem Null/Inaktiv-Zustand gibt es keinen physikalischen Verkehrskanal
zwischen dem AT 20 und dem AN 30 und keine PPP-Verbindung
zwischen dem AT 20 und dem PSDN 50. Die A8-Verbindung
wird während
des Aktiv/Verbunden-Zustands beibehalten und während des Übergangs zu dem Ruhe- oder
Null/Inaktiv-Zustand ausgelöst
während
die A10-Verbindung während
des Aktiv/Verbunden-Zustandes und des Ruhezustandes aufrechterhalten
wird.
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Wie
hier verwendet, bezeichnet eine Datensitzung einen gemeinsamen bzw.
geteilten Zustand zwischen dem AT 20 und dem AN 30.
Dieser geteilte Zustand speichert die Protokolle und Protokollkonfigurationen,
die zur Verbindung zwischen dem AT 20 und dem AN 30 während der
Datensitzung verwendet werden. Die Protokolle und Protokollkonfigurationen
der Datensitzung werden zwischen dem AT 20 und dem AN 30 während der
Veranlassung der Datensitzung ausgehandelt. Eine Verbindung bezieht sich
auf einen speziellen Zustand einer Luftverbindung bzw. Luftschnittstelle
(z.B. wird ein physikalischer Verkehrskanal zugeordnet oder nicht
zugeordnet) zwischen dem AT 20 und dem AN 30.
Während einer
einzelnen Datensitzung können
das AT 20 und das AN 30 eine Verbindung mehrmals öffnen und schließen. Eine
Sitzung hat üblicherweise
eine Normaldauer von 54 Stunden. Jedoch sollte verstanden werden,
dass die Sitzungsdauer abhängig
von der speziellen Implementierung variieren kann.
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Wie
in 2 gezeigt sendet ein AT zum Veranlassen einer
Datensitzung eine Einzelverbindungs- bzw. Unicast-Zugangsendgeräteidentifiziereranfrage
bzw. UATI-Anfrage an das AN (Schritt 200). Der UATI identifiziert
das AT innerhalb des AN einzigartig und schließt ferner ein 8-Bit-Feld ein,
das den Farbcode des AN innerhalb eines Farbcodebereichs oder Subnetzes
identifiziert. Jedes Subnetz schließt bis zu 256 Nachbar-ANs ein,
denen erlaubt ist, Sitzungsinformation untereinander zu übertragen. Auf
dem Empfang des UATI tritt das AT in eine Sitzungsprotokoll-Verhandlung
und einem Authentifizierungsprozess mit dem bedienenden AN ein (Schritte 210 und 220).
Der Sitzungsprotokoll-Verhandlungsprozess
bezieht das Verhandeln von Protokollen und Protokollkonfigurationen
für eine
Sitzung, die dem AT zugeordnet ist, ein und das Speichern der Protokolle und
Protokollkonfigurationen innerhalb des AT und des AN für die spätere Benutzung
bei Kommunikationen zwischen dem AT und dem AN während der Sitzung. Der UATI
dient als ein Zeiger zu den Sitzungsaufzeichnungen innerhalb des
AN.
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Nach
der Sitzungskonfiguration veranlasst das AT Punkt-zu-Punkt-Protokoll-
bzw. PPP-Protokoll- und Verbindungssteuerprotokoll- bzw. LCP-Protokoll-Verhandlungen
für die
Zugangsauthentifizierung. Nach der Authentifizierung veranlasst
das PCF das Einrichten einer A10-Verbindung mit dem PDSN (Schritt 210)
während
das AT sich in einem Ruhezustand befindet. Daher kann nach der Authentifizierung
das AT einen Übergang
vom Ruhezustand zum Aktiv/Verbunden-Zustand jederzeit während der Sitzung vornehmen
(Schritt 240). Beispielsweise kann das AT zum Übergang
zu dem Aktiv/Verbunden-Zustand eine Verbindungsanfragemeldung an
das AN senden, welches daraufhin Funkressourcen für das AT
zuweist (z.B., einen physikalischen Verkehrskanal) (Schritt 250)
zur Verwendung beim Senden-/Empfangen von Datenpaketen zu/von dem
paketvermittelnden Datennetz (Schritt 260).
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Wenn
während
der Sitzung ein ruhendes AT Roaming in einen anderen von einem anderen
AN bedienten Bereich ausführt
(Schritt 280) vor dem Ablaufen der Datensitzung (Schritt 270),
wird eine neue UATI-Anfrage zu dem AN gesendet (Schritt 290).
Die neue UATI-Anfrage schließt
die alte, dem AT zugeordnete UATI ein. Wenn das neue (Ziel-)AN im
Stande ist, das ursprüngliche
(Quellen-)AN unter Verwendung des UATI-Farbcodes zu lokalisieren (Schritt 295),
kann die Sitzung befähigt
sein, von dem Quellen-AN zu dem Ziel-AN übertragen zu werden unter Verwendung
einer Sitzungsinformationsanfragemeldung von dem Quellen-AN zu dem
Ziel-AN (Schritt 298). Wenn jedoch das Ziel-AN nicht im
Stande ist, das Quellen-AN zu lokalisieren, muss die Sitzung über die
Luftschnittstelle neu verhandelt werden wie wenn die Ursprungssitzung
niemals existiert hätte (Schritt 210).
Wenn beispielsweise ein AT Roaming zu einem Ziel-AN ausführt, das
nicht innerhalb des selben Subnetzes wie das Quellen-AN liegt, wird
jede versuchte ruhende Weitergabe (ruhendes Handoff) fehlschlagen,
da das korrekte Quellen-AN nicht verifiziert werden kann (d.h.,
der in der zuvor zugeordneten UATI enthaltene Farbcode wird nicht
in dem neuen Subnetz erkannt). Daher muss das AT auf das Eintreten
in ein neues Subnetz eine vollständig
neue Sitzung verhandeln.
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Nun
wird Bezug genommen auf 3, zum Vermeiden der mit dem
Neuverhandlungsprozess einhergehenden Verzögerung kann Gateway-Funktionalität zu einem
AN 30 in jedem Subnetz 80 (maximal 256 ANs) hinzugefügt werden.
Das Gateway-AN (GAN) 300 wird während eines ruhenden Weiterreichens
von einem Quellen-AN 30, das nicht im Stande ist, durch
das Ziel identifiziert zu werden (z.B. ein Quellen-AN 30,
das sich in einem anderen Subnetz 80 befindet), kontaktiert.
Das Ziel-AN 30 richtet Sitzungsinformations-Anfragenachrichten
in Richtung des GAN 300, wenn das Quellen-AN 30 nicht
lokal verfügbar
ist. Jedes GAN 300 ist im Stande, andere GANs 300 abzufragen
zum Lokalisieren des korrekten Quellen-AN 30 für ruhende
Weitergabe. Beispielsweise kann das IPsec-Protokoll verwendet werden,
um es einem GAN 300 eine Zwischenverbindung zwischen Anbieternetzen
und über
signifikante geografische Bereiche zu ermöglichen. Zudem ist jedes GAN 300 im
Stande, eine Routingsitzungsinformationsanfragemeldung in Richtung
des korrekten Quellen-AN 30 zu senden und empfangene Sitzungsinformation
in Richtung des Ziel-AN 30 zu routen. Zudem bewahrt jedes
GAN 300 Information, die Quellen-ANs 30 innerhalb
des lokalen Subnetzes 80 identifiziert.
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Beispielsweise
ist in einigen Ausführungsformen
jedes GAN 300 für
das Aufspüren
des AN 30 und das UATI-Abbilden innerhalb des Subnetzes 80 zuständig, das
das GAN 300 repräsentiert.
Wenn beispielsweise der vorangehende UATI, der mit der neuen UATI-Anfragemeldung
gesendet wird, verwendet wird zum Bestimmen des korrekten Quellen-AN 30, ist
jedes GAN 300 konfiguriert zum Abbilden der momentan zugewiesenen
UATIs innerhalb des Subnetzes 80 auf die zugeordneten AN 30.
Jedes GAN 300 kann eine Liste (nicht dargestellt) von UATIs
aufbewahren (einschließlich
der Farbcodeidentitäten
zugeordneten AN 30) oder, alternativ, kann jedes GAN 300 alle
AN 30 innerhalb des Subnetzes 80 abfragen zum
Bestimmen, ob ein empfangener UATI einem der AN 30 innerhalb
des Subnetzes 80 zugeordnet ist. Es sollte verstanden werden,
dass obwohl die Farbcodeidentität
zum Identifizieren des korrekten Quellen-AN 30 innerhalb
des Subnetzes 80 verwendet wird, das 8-Bit-Farbcodeidentitätsfeld nur
256 Alternativen anbieten und demnach die Farbcodeidentitäten gegebenenfalls
zwischen Subnetzen 80 wiederverwendet werden können. Daher
muss der komplette UATI verwendet werden zum Bestimmen des korrekten
Quellen-AN 30, das in einem abweichenden Subnetz 80 angeordnet
worden ist.
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Das
Quellen-AN 30 kann auch auf zumindest zwei Arten identifiziert
werden. Erstens, wie in 4 gezeigt, kann das GAN 300 die
vorliegenden Ortsdaten 335 verwenden (z.B. Längen- und
Breitengradinformation), die dem Quellen-AN 30b zugeordnet sind,
das in der Leitwegaktualisierungsmeldung (Route Update Message) 110 gemeinsam
mit der UATI-Anfragemeldung 100 von
dem AT 20 zu dem Ziel-AN 30a gesendet wird. Das
Ziel-AN 30a kann die Ortsdaten 335 in der Sitzungsinformationsanfragenachricht 400 zu
dem lokalen GAN 300a innerhalb des Subnetzes 80a einschließen. Das
lokale GAN 300a kann die Ortsdaten 335 beim Abfragen
anderer GANs 300b verwenden zum Bestimmen, welches GAN 300b (Subnetz 80b)
zu dem Quellen-AN 30b gehört. Zum Bestimmen des korrekten
Quellen-AN 30b schließt
das Quellen-GAN 300b eine Tabelle 330 ein, die
Ortsdaten 335 speichert, welche Identitäten 332 jedes der
AN 30b innerhalb des lokalen Subnetzes 80b zugeordnet
sind mit dem Quellen-GAN 300b und schließt Übereinstimmungsfindelogik 340 ein zum
Finden einer Übereinstimmung
der empfangenen Ortsdaten 335 und der gespeicherten Ortsdaten 335.
Die Übereinstimmungsfindelogik 340 kann
als eine Kombination aus einem oder mehreren von Hardware, Software
und/oder Firmware implementiert werden.
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Zudem,
wie in 4 gezeigt, kann das lokale GAN 300a auch
Information aufbewahren, die GANs 300b basierend auf den
Ortsdaten 335 identifiziert. Beispielsweise kann das lokale
GAN 300a eine Tabelle 310 einschließen, die
GAN-Identitäten 315 auflistet
und zugeordnete Subnetzbereiche 318 (z.B. Breiten- und
Längengradkoordinaten
jedes AN 30b innerhalb des Subnetzes 80b oder
andere den geografischen Bereich, den das Subnetz 80b abdeckt, identifizierende
Daten). Zudem kann das lokale GAN 300a eine Abbildungsfunktion 320 einschließen zum Abbilden
der empfangenen Ortsdaten 335 auf den zugeordneten Subnetzbereich 318.
Die Abbildungsfunktion 320 kann als eine Kombination aus
einem oder mehreren von Hardware, Software und/oder Firmware implementiert
werden. Beispielsweise kann die Abbildungsfunktion 320 Breiten-
und Längengradkoordinaten
des Quellen-AN 30b auf den geografischen Dienstebereich 318 des
zugeordneten Subnetzes 80b abbilden und die Tabelle 310 verwenden
zum Bestimmen der Identität 315 des
GAN 300b, das den bestimmten Subnetz 80b zugeordnet
ist. Wenn einmal bestimmt, leitet das lokale GAN 300a die
Sitzungsinformationsanfragemeldung 400 einschließlich der
Ortsdaten 335 zu dem Quellen-GAN 300b. Das Quellen-GAN 300b wendet
die Übereinstimmungsfindelogik 340 auf
die Ortsdaten 335 an zum Bestimmen der Identität 332 des
korrekten Quellen- AN 30b zum
Herausholen der Sitzungsinformation daraus für die Datensitzung.
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In
einer anderen Ausführungsform,
wie in 5 gezeigt, kann das Quellen-AN 30b unter
Verwendung eines Identifizierers 355 des Quellen-AN 30b identifiziert
werden wie z.B. der global einzigartigen Sektor-ID oder dem vorangehenden
Zugangsnetzidentifizierer (PANID bzw. Previous Access Network Identifier)
des Quellen-AN 30b. Es ist Fachleuten verständlich,
dass eine global routbare Sektor-ID (IPv6) derzeit in der Sektor-Parameter-Meldung
des Overhead-Message-Protocol
(übergeordnetes
Meldungsprotokoll) von dem Quellen-AN 30b zu dem AT 20 gesendet
wird. Daher weiß das
AT 20 von der Sektor-ID des Quellen-AN 30b und
kann diese Sektor-ID 355 zu der UATI-Anfragemeldung 100 oder
der Leitwegaktualisierungsmeldung 110 hinzufügen, die zu
dem Ziel-AN 30a gesendet werden. In ähnlicher Weise weiß das AT 20 von
dem PANID des Quellen-AN 30b und kann das PANID 355 zu
der UATI-Anfragemeldung 100 oder der Leitwegaktualisierungsmeldung 110 zu
dem Ziel-AN 30a hinzufügen. Alternativ
kann das Ziel-AN 30a die Sektor-ID und/oder PANID 355 von
dem AT 20 abfragen, wenn das Ziel-AN 30 den UATI-Farbcode,
der in der UATI-Anfragemeldung 100 gesendet wird, nicht
erkennt.
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Das
Ziel-AN 30a kann den Quellen-AN-Identifizierer 355 in
der Sitzungsinformationsanfragemeldung 400 zu dem lokalen
GAN 300a innerhalb des Subnetzes 80a einschließen. Das
lokale GAN 300a verwendet entweder den Quellen-AN-Identifizierer 355 beim
Abfragen anderer GANs 300b oder bewahrt Information auf,
die GANs identifiziert basierend auf dem Quellen-AN-Identifizierer 355,
der später
erläutert
wird. Beispielsweise kann das lokale GAN 300a eine Tabelle 350 einschließen, die GAN-Identitäten 315 und
zugeordnete Quellen-AN-Identifizierer 355 einschließt und Übereinstimmungsfindelogik 360 zum
Finden einer Übereinstimmung
der empfangenen Quellen-AN-Identifizierer 355 und
der gespeicherten Quellen-AN- Identifizierer 355.
Die Übereinstimmungsfindelogik 360 kann
als eine Kombination aus einem oder mehreren von Hardware, Software
und/oder Firmware implementiert werden. Das lokale GAN 300a leitet
die Sitzungsinformationsanfragemeldung 400, die den Quellen-AN-Identifizierer 355 einschließt, zu dem Quellen-GAN 300b,
welches zusätzliche Übereinstimmungsfindelogik 380 zum
Bestimmen der Identität 332 des
korrekten Quellen-AN 30b anwendet, das dem Quellen-AN-Identifizierer 355 zugeordnet
ist, um die Sitzungsinformation davon zu holen für die Datensitzung.
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Nun
wird Bezug genommen auf 6, wenn das Ziel-AN bestimmt,
dass das Quellen-AN nicht innerhalb des lokalen Subnetzes identifiziert
werden kann, sendet das Ziel-AN eine Sitzungsinformationsanfragemeldung
zu dem lokalen GAN (Schritt 600). Die Sitzungsinformationsanfragemeldung
schließt den
vorangehenden UATI ein, Quellen-AN-Ortsdaten, den Sektor-ID des
Quellen-AN und/oder den PANID des Quellen-AN. Wenn das lokale GAN im Stande ist,
das dem Quellen-GAN zugeordnete GAN aus der mit der Sitzungsinformations-Anfragemeldung gesendeten
Information zu identifizieren (Schritt 610), leitet das
lokale GAN die Sitzungsinformations-Anfragemeldung an die geeignete
GAN unter Verwendung irgendwelcher Weiterleitungsmechanismen (Schritt 620).
Beispielsweise, wenn das lokale GAN das korrekte GAN unter Verwendung
von dem Quellen-AN zugeordneten Ortsdaten identifiziert, kann das
lokale GAN die Ortsdaten in der zu dem korrekten GAN gesendeten
Sitzungsinformations-Anfragemeldung
einschließen.
Alternativ, wenn das lokale GAN das korrekte GAN unter Verwendung entweder
der Sektor-ID oder PANID identifiziert, kann das lokale GAN die
Sektor-ID oder PANID in die Sitzungsinformationsanfragemeldung einschließen und die
Sitzungsinformationsanfragemeldung an das korrekte GAN weiterleiten.
Daraufhin verwendet das korrekte GAN die Information (z.B. vorangehende UATI,
Ortsdaten, Sektor-ID oder PANID), die in der Sitzungsinformationsanfragemeldung
eingeschlossen ist zum Identifizieren der korrekten Quellen- AN zum Weiterleiten
der Sitzungsinformationsanfragemeldung zu ihr, um durch Abbilden
der Information auf die korrekte Quellen-AN oder Abfragen der Quellen-ANs
mit der Information das korrekte Quellen-AN zu bestimmen (Schritt 630).
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Wenn
jedoch das lokale GAN das korrekte GAN nicht aus der in der Sitzungsinformationsanfragemeldung
enthaltenen Information identifizieren kann (Schritt 610),
fragt das lokale GAN andere GANs ab, das Subnetz zu lokalisieren,
das das Quellen-AN enthält
(Schritt 640). Andere GANs können simultan oder sequentiell
(die Reihenfolge kann basierend auf einer Anzahl von Faktoren wie
z.B. der Nähe zu
dem Ziel-AN etc. bestimmt werden) abgefragt werden. Beispielsweise
kann das lokale GRN den vorherigen UATI, Ortsdaten, Sektor-ID und/oder
PANID in der Sitzungsinformationsanfragemeldung einschließen und
die Sitzungsinformationsanfragemeldung zu einem oder mehreren GANs
weiterleiten. Jedes GAN, das die Sitzungsinformationsanfragemeldung empfängt, verwendet
die in der Sitzungsinformationsanfragemeldung enthaltene Information
zu bestimmen, ob die Sitzung zu einem der ANs innerhalb des dem
GAN zugeordneten Subnetz gehört.
Wenn es eine Übereinstimmung
gibt (Schritt 650), leitet das GAN die Sitzungsinformationsanfragemeldung
(mit oder ohne der hinzugefügten
Quellen-AN-Identifizierungsinformation) zu dem korrekten Quellen-AN (Schritt 630).
Wenn eine Übereinstimmung
nicht gefunden wird (Schritt 650), wird eine Sitzungsinformationsfehlermeldung
zurückgesendet
zu dem GAN (Schritt 660). Wenn alle Abfragen zu einer Fehlermeldung
führen,
sendet das lokale GAN eine Sitzungsinformations-Fehlermeldung zu dem Ziel-AN zurück (Schritt 670).
Daraufhin kann eine neue Sitzung zwischen dem AT und dem Ziel-AN
eingerichtet werden (Schritt 680).
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Sobald
das korrekte Quellen-AN bestimmt worden ist und die Sitzungsinformationsanfragemeldung
empfängt
(Schritt 630), leitet das korrekte Quellen-AN die Sitzungsinformation
zu dem GAN innerhalb des dem Quellen-AN zugeordneten Subnetz weiter (Schritt 690).
Das GAN, das dem Quellen-AN zugeordnet ist, leitet wiederum die
Sitzungsinformation zu dem lokalen GAN, das dem Ziel-AN zugeordnet
ist (Schritt 695). Daraufhin leitet das lokale GAN für das Subnetz
des Ziel-AN die Sitzungsinformation zurück zu dem Ziel-AN zum Verwenden
beim Vervollständigen
der ruhenden Weitergabe (Schritt 698).
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Nun
wir Bezug genommen auf 7, als eine fernere Verbesserung
des Sitzungsmanagements beim Roaming zwischen ANs 30 innerhalb
eines Datenzellularnetzes 10 kann das Konzept einer "erweiterten Sitzung" angewendet werden
zum Vermeiden von Sitzungsinformationsübertragungen zwischen ANs 30 während der
ruhenden Weitergabe. Eine erweiterte Sitzung ist eine Sitzung, die über mehr
als ein AN 30 eingerichtet wird, das innerhalb eines erweiterten
Sitzungsbereichs 750 mit einem speziellen Subnetz angeordnet
ist. Während
des Anfangssitzungskonfigurationsprozesses für ein AT 20 verhandelt
das bedienende AN 30 eine gemeinsame Sitzung quer über die
ANs 30, die durch den erweiterten Sitzungsbereich 750 abgedeckt
werden. Jedes AN 30 innerhalb des erweiterten Sitzungsbereichs 750 weist
dem AT 30 einen UATI 710 zu und alle ANs 20 speichern
alle zugeordneten UATIs 710 für das AT 30.
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Beispielsweise
kann jedes AN 30 eine erweiterte Sitzungsliste 700 (oder
Tabelle) einschließen, die
eine Liste jedes fremden UATI 710b einschließt (d.h.
UATIs, die durch andere ANs zugeordnet werden), die jedem AT 20 mit
einer erweiterten Sitzung zugeordnet sind. Jeder fremde UATI 710b zeigt
auf eine zugeordnete Sitzung 720 und der lokale UATI 710a zeigt
auf die Sitzung 720 durch das lokale AN 30. Zudem
identifiziert jeder fremde UATI 710b das AN 30,
das dem fremden UATI 710b zugeordnet ist durch das Farbcodefeld
des fremden UATI 710. Daher kann während einer Weitergabe (Handoff)
zu einem Ziel-AN 30 innerhalb des erweiterten Sitzungsbereichs 750 das
Ziel-AN 30 eine Übereinstimung zwischen
dem alten, dem Quellen-AN 30 zugeordneten UATI 710b und
dem zugeordneten UATI 710a für das AT 20 für das Ziel-AN 30 finden
und die Sitzung 720 für
das AT 20 ohne das Anfragen irgendeiner Sitzungsinformation
von dem Quellen-AN 30 oder Verhandeln der Sitzung 720 mit
dem AT 20 fortsetzen.
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In
einem Beispiel kann der erweiterte Sitzungsbereich 750 durch
den Netzbetreiber definiert werden. Beispielsweise kann der Netzbetreiber
einen erweiterten Sitzungsbereich 720 definieren, um zwei oder
mehrere ANs 30 einzuschließen, zwischen denen regelmäßig ATs 20 Roaming
ausführen.
Der erweiterte Sitzungsbereich 750, der durch den Netzbetreiber
definiert ist, kann auf alle ATs 20 angewendet werden,
die in den Bereich 750 eintreten, oder auf nur spezielle
Mobilteilnehmer, die regelmäßig Roaming
in dem erweiterten Sitzungsbereich 750 ausführen. In
einem anderen Beispiel kann der erweiterte Sitzungsbereich 750 durch
den Mobilteilnehmer definiert werden um zwei oder mehr ANs 30 einzuschließen, zwischen
denen der Mobilteilnehmer regelmäßig Roaming
ausführt.
Beispielsweise kann eine Firma einen erweiterten Sitzungsbereich 750 definieren für einen
oder mehrere Mitarbeiter, die regelmäßig Roaming zwischen zwei oder
mehreren ATs 20 ausführen.
In einem ferneren Beispiel kann der erweiterte Sitzungsbereich 750 basierend
auf dem momentanen Ort des AT 20 definiert werden. Beispielsweise kann
das Netz den Sitzungsbereich 750 definieren, um zwei oder
mehr ANs 30 innerhalb einer gewissen Distanz einzuschließen (oder
eines gewissen Radius) von dem AT 20 (bestimmt von dem
Ort des bedienenden AN 30, dem Ort der bedienenden Zelle,
der Ortsschätzung
des AT 20 wie durch das Netz oder GPS System bestimmt,
etc.). Obwohl spezifische Beispiele aufgelistet worden sind, sollte
verstanden werden, dass der erweiterte Sitzungsbereich 750 durch
irgendeine geeignete Weise bestimmt werden kann und nicht beschränkt ist
auf die oben aufgelisteten Beispiele.
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Der
erweiterte Sitzungseinrichtungsprozess wird detaillierter in dem
beispielhaften Signalisierungsdiagramm dargelegt, das in 8 gezeigt
ist. Wenn das AT 20 eine neue erweiterte Sitzung veranlasst,
sendet das AT 20 eine UATI-Anfragemeldung zu dem bedienenden
AN 30a (Schritt 800). Als Reaktion darauf verhandelt
das bedienende AN 30a eine Datensitzung mit dem AT 20 (Schritt 810)
und weist einen UATI zu dem AT 20 für die Datensitzung zu (Schritt 820).
Daraufhin verhandelt das bedienende AN 30a eine gemeinsame
Sitzung über
die ANs 30b und 30c, die durch den erweiterten
Sitzungsbereich abgedeckt werden (Schritt 830). Der Sitzungsverhandlungsprozess
(Schritt 830) bezieht das Verhandeln von Protokollen und
Protokollkonfigurationen zwischen dem AT 20 und dem bedienenden
AN 30a ein und zwischen dem bedienenden AN 30a und
anderen ANs 30b und 30c innerhalb des erweiterten Sitzungsbereichs.
Beispielsweise kann das bedienende AN 30a die Protokolle
und die Protokollkonfigurationen verwenden, die dem bedienenden
AN 30a von dem AT 20 bereitgestellt werden beim
Verhandeln der Protokolle und Protokollkonfigurationen mit den anderen
AN 30b und 30c.
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Auf
das Vervollständigen
der erweiterten Sitzungsverhandlung (Schritt 830) weist
jedes AN 30b und 30c einen UATI dem AT 20 zu
und speichert die verhandelten Protokolle und Protokollkonfigurationen innerhalb
einer Sitzungsaufzeichnung für
das AT 20 (Schritt 840). Wie oben erwähnt arbeitet
jeder zugeordnete UATI als ein Zeiger zu den Sitzungsaufzeichnungen
innerhalb des zugeordneten AN 30a-c. Jedes erweiterte Sitzungs-AN 30b und 30c leitet
hinzugeordnete UATI zu dem bedienenden AN 30a zurück (Schritt 850),
und das bedienende AN 30a sendet alle zugeordneten UATIs
zu jedem der AN 30b und 30c der erweiterten Sitzung
zum Speichern innerhalb von deren erweiterten Sitzungslisten (Schritt 860).
Daraufhin setzt das bedienende AN 30a das Sitzungseinrichten
fort durch Weiterleiten des dem AT 20 von dem bedienenden
AN 30a zugeordneten UATI zurück zu dem AT 20 zur
Verwendung durch das AT 20 beim Kommunizieren mit dem bedienenden
AN 30a während
der Sitzung (Schritt 870).
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Nun
wird Bezug genommen auf 9, wenn das AT 20 Roaming
in einen Bereich vornimmt, der von einem Ziel-AN 30b innerhalb
des erweiterten Sitzungsbereich bedient wird, sendet das AT 20 eine UATI-Anfragemeldung
zu dem neuen (Ziel-) AN 30a (Schritt 900). Das
Ziel-AN 30a, das die UATI-Anfragemeldung empfängt, liest
den vorangehenden UATI aus der UATI-Anfragemeldung und durchsucht die erweiterte
Sitzungsliste nach dem vorangehenden UATI (Schritt 910).
Der übereinstimmende
Eintrag in der erweiterten Sitzungsliste gibt die Sitzung an, die eingerichtet
ist und den UATI, der durch das Ziel-AN für die Sitzung zugeordnet ist.
Die lokale Sitzung für das
Bestimmen des lokalen UATI wird aktiviert (Schritt 920)
und der lokale UATI wird verwendet zum Fortschreiten mit der UATI-Zuordnung
(Schritt 930). Daraufhin sendet das Ziel-AN 30a eine
Sitzungsortaktualisierungsmeldung an das Quellen-AN 30b (Schritt 940),
veranlassend, dass die Sitzung in dem Quellen-AN 30b inaktiv
wird (aber nicht geschlossen wird). Das Ergebnis ist eine ruhende
AN-AN-Weitergabe
ohne irgendein Sitzungseinrichten oder Neuverhandeln, hierdurch
den Bedarf nach Protokollneuverhandlung während eines ruhenden Weiterreichens
zwischen ANs eliminierend und die Verzögerung des Sitzungseinrichtens
beim Roaming zwischen ANs reduzierend.
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Wie
Fachleute erkennen werden, können
die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen innovativen Konzepte
modifiziert werden und variiert werden über einen weiten Bereich von
Anwendungen. Demgemäß sollte
der Schutzbereich des Patentgegenstandes nicht durch irgendwelche
spezifischen beispielhaften diskutierten Lehren eingeschränkt werden,
sondern stattdessen durch die folgenden Patentansprüche definiert
werden.