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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufbauen
einer Paketdatenkommunikationsverbindung in einem Kommunikationsnetzwerk
zwischen einer ersten Teilnehmereinrichtung und einer zweiten Teilnehmereinrichtung,
und ebenso auf eine entsprechende Vorrichtung. Die Erfindung ist
insbesondere auf ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung
in einem Paketdatenkommunikationssystem gerichtet.
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Hintergrund
der Erfindung
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Seit
Kurzem gewinnt die Verwendung von Mobiltelekommunikationssystemen
zum Senden und Empfangen von Daten neben Sprache zunehmend an Wichtigkeit.
Ein Verfahren zum Durchführen
einer derartigen Datenkommunikation besteht im Bilden von Datenpaketen,
die über
das Kommunikationsnetzwerk übertragen
werden. Diese Paketdaten werden beispielsweise in dem GPRS-System
(allgemeiner Paketfunkdienst, „General
Packet Radio Service")
im GSM oder in einer Paketdatenkommunikation in einem UMTS dritter
Generation (Universelles Mobiltelekommunikationssystem) verwendet.
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Teilnehmer
können
die Paketdatenkommunikation beispielsweise zum Besuchen des World
Wide Web (www) oder dergleichen verwenden. Deshalb ist es möglich, mit
einer großen Anzahl
verschiedener Knoten in dem Internet zu kommunizieren. Außerdem ist
ein Datenaustausch zwischen Mobilstationen oder Teilnehmereinrichtungen
ebenso durch Verwendung einer Paketdatenkommunikation möglich.
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Im
Fall des vorstehend beschriebenen GPRS-Systems erfordert eine Datenkommunikation zwischen
Teilnehmereinrichtungen, wie Mobilstationen oder anderen Endgeräten, mehrere
zusätzliche Netzwerkelemente
und Prozeduren. Gemäß 5 ist
ein vereinfachtes Beispiel eines derartigen Kommunikationssystems
gezeigt.
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Neben
der jeweiligen Teilnehmereinrichtung UE 1, UE 2 von Teilnehmern
sind Komponenten des Netzwerks beispielsweise Basisstationssubsysteme (BSS),
wie ein Senderabschnitt für
eine Kommunikation zwischen dem Netzwerk und der Teilnehmereinrichtung,
Dienst-GPRS-Unterstützungsknoten (SGSN, „Serving
GPRS Support Nodes"),
die zumindest ein jeweiliges Basisstationssubsystem steuern (d.h.
einen jeweiligen Teilnehmer bedienen, der sich in dem entsprechenden
Netzwerkbereich aufhält) und
Sicherheitsfunktionen und Zugriffssteuerung durchführen. Die
Dienstknoten sind ferner mit Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten
(GGSN, „Gateway
GPRS Support Nodes")
verbunden, die ein Zusammenarbeiten mit externen paketvermittelten Netzwerken
bereitstellen. Es ist zusätzlich
zumindest eine Datenbank bereitgestellt, wie ein Heimatstandortregister
(HLR, „Home
Location Register"),
die teilnehmerspezifische Informationen enthält, die durch die entsprechenden
Netzwerkelemente für
die Kommunikation verwendet werden.
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Datenpakete
werden zwischen dem Dienstknoten und dem Gatewayknoten unter Verwendung eines
GPRS-Tunnelübertragungsprotokolls-(GPT)-Tunnels
tunnelübertragen
(„tunneled"), der durch assoziierte
Paketdatenprotokoll- (PDP)-Kontexte
definiert ist. Die PDP-Kontexte sind Informationssätze, die
Identifikationsinformationen, Adressinformationen und dergleichen
enthalten.
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Eine
Paketdatenkommunikation wird durch Verwenden verschiedener Wegprotokolle
durchgeführt,
wie das Internetprotokoll (IP) oder andere Paketdatenprotokolle.
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Gemäß dem Stand
der Technik werden die Daten auf der rufenden Seite von der rufenden
Mobilstation UE 1 über
den Dienstknoten SGSN zu dem Gatewayknoten GGSN gelenkt, wenn eine
Paketdatenkommunikation beispielsweise zwischen zwei Mobilstationen
unter Verwendung eines Kommunikationssystems, wie GPRS, durchzuführen ist.
Der Gatewayknoten auf der rufenden Seite kommuniziert über ein
Paketdatennetzwerk (PDN), wie dem öffentlichen Internet, durch
Verwenden eines Paketdatenprotokolls, wie dem IP, mit dem Gatewayknoten
auf der rufempfangenden Seite („Terminated Side"). Deshalb müssen dem
System entsprechende Adressen, beispielsweise die IP-Adresse, einer
jeden Mobilstation bekannt sein. Diese Adressen werden durch den GPRS
bereitgestellt. Auf der rufempfangenden Seite werden Daten von dem
Gatewayknoten GGSN 2 über
den Dienstknoten SGSN 2 zu der gerufenen Mobilstation UE 1 gelenkt.
Somit fließen
gemäß 5 Daten
UE 1 → BSS
1 → SGSN
1 → GGSN
1 → PDN → GGSN 2 → SGSN 2 → BSS 2 → UE 2 bzw.
umgekehrt.
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Die
vorstehend beschriebene Paketdatenkommunikation ist jedoch für eine Kommunikation zwischen
zwei Teilnehmereinrichtungen, die durch das System beispielsweise
durch Verwendung des IP oder dergleichen über eine längere Zeitspanne bedient werden,
nicht optimal. Da eine derartige Kommunikation, beispielsweise für eine IP-Telefonie,
eine IP-Videotelefonie oder Überwachungsanwendungen, über das öffentliche
Paketdatennetzwerk und deshalb über
die Gatewayknoten GGSN durchgeführt wird,
ist die Last für
Netzwerkressourcen unnötig hoch.
Außerdem
hängt das
Sicherheitsniveau der Verbindung von dem Sicherheitsniveau des verwendeten öffentlichen
Netzwerks ab. Da die Last von einigen öffentlichen Netzwerken, beispielsweise
dem Internet, in einer großen
Spanne variiert, könnten sich
eine Übertragungsrate
und Dienstgüte
(QoS, „Quality
of Service") im
Fall einer sich erhöhenden Last
in großem
Maße verringern.
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Ein
weiterer Nachteil des vorstehend beschriebenen Kommunikationsverfahrens
besteht darin, dass die IP-Adresse (oder andere Paketdatenprotokolladressen)
der entsprechenden Teilnehmereinrichtungen von vornherein bekannt
sein muss. Diese Adressen werden jedoch üblicherweise dynamisch zugewiesen,
d.h. sie werden verändert.
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In
dem Artikel „Concepts,
Services, and Protocols of the New GSM Phase 2+ General Packet Radio
Service" von Brasche
G., u. a., IEEE Communications Magazine, Ausgabe 35, Nr. 8, Seiten
94 bis 104, 1. August 1997, ist ein Paketdatenkommunikationsnetzwerk
beschrieben, in dem ein Gatewayunterstützungsknoten GGSN bei Paketdatenkommunikationen
zwischen zwei Mobilstationen beteiligt ist.
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Die
Druckschrift WO 97/21313A beschreibt eine Verkehrslenkungsprozedur
in einem Paketdatenkommunikationsnetzwerk unter Verwendung eines
SGSN und eines GGSN. Es wird eine festgelegte Zahl verwendet, um
den momentan in Gebrauch befindlichen SGSN zu adressieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Deshalb
besteht die Aufgabe der Erfindung im Bereitstellen eines Verfahrens
zum Aufbauen einer Paketdatenkommu nikationsverbindung zwischen Teilnehmereinrichtungen,
das frei von den vorstehend beschriebenen Nachteilen ist.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Aufbauen einer Paketdatenkommunikationsverbindung
in einem Kommunikationsnetzwerk zwischen einer ersten Teilnehmereinrichtung
und einer zweiten Teilnehmereinrichtung gelöst, wobei das Kommunikationsnetzwerk
zumindest zwei Zugangsnetzwerke zum Einrichten eines Datenwegs zwischen
dem Kommunikationsnetzwerk und der jeweiligen Teilnehmereinrichtung,
wobei die erste Teilnehmereinrichtung mit einem der zumindest zwei Zugangsnetzwerke
verbunden ist, und die zweite Teilnehmereinrichtung mit dem anderen
Zugangsnetzwerk verbunden ist, zumindest zwei Dienstknoten zur Steuerung
eines jeweils unterschiedlichen der Zugangsnetzwerke, und zumindest
eine Datenbank, die zur Speicherung von Informationen dient, die
für eine
Kommunikationsverbindung in dem Kommunikationsnetzwerk verwendet
werden, und die mit den zumindest zwei Dienstknoten verbunden ist,
umfasst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Anfordern einer
Kommunikationsverbindung mit der zweiten Teilnehmereinrichtung durch
die erste Teilnehmereinrichtung von dem jeweiligen Dienstknoten, wobei
eine derartige Anforderung ein spezifisches, festgelegtes Informationselement
für eine
Identifikation der zweiten Teilnehmereinrichtung enthält, Bestimmen
in der Datenbank, auf der Grundlage des spezifischen, festgelegten,
die zweite Teilnehmereinrichtung identifizierenden Informationselements,
eines Orts der zweiten Teilnehmereinrichtung innerhalb des Kommunikationsnetzwerks
bei dem jeweils anderen Dienstknoten, Entscheiden, ob die zweite Teilnehmereinrichtung
erreichbar ist oder die Kommunikationsverbindung akzeptiert oder
nicht, und wenn die Entscheidung positiv ist, Aufbauen der Kommunikationsverbindung
zwischen der ersten und der zweiten Teilnehmereinrichtung über eine
Direktverbindung zwischen den Dienstknoten, die zur Durchführung einer
Paketdatenkommunikation ausgelegt ist.
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Außerdem schlägt die Erfindung
eine Vorrichtung zur Durchführung
einer Paketdatenkommunikation in einem Kommunikationsnetzwerk zwischen
einer ersten Teilnehmereinrichtung und einer zweiten Teilnehmereinrichtung
vor, wobei das Kommunikationsnetzwerk zumindest zwei Zugangsnetzwerke
zum Einrichten eines Datenwegs zwischen dem Kommunikationsnetzwerk
und der jeweiligen Teilnehmereinrichtung, wobei die erste Teilnehmereinrichtung
mit einem der zumindest zwei Zugangsnetzwerke verbunden ist, und
die zweite Teilnehmereinrichtung mit dem anderen Zugangsnetzwerk
verbunden ist, zumindest zwei Dienstknoten zur Steuerung eines jeweils
unterschiedlichen der Zugangsnetzwerke, und zumindest eine Datenbank,
die zur Speicherung von Informationen dient, die für eine Kommunikationsverbindung
in dem Kommunikationsnetzwerk verwendet werden, und die mit den
zumindest zwei Dienstknoten verbunden ist, umfasst, wobei die Vorrichtung
eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Anforderung für eine Kommunikationsverbindung
mit der zweiten Teilnehmereinrichtung durch die erste Teilnehmereinrichtung,
wobei eine derartige Anforderung ein spezifisches, festgelegtes
Informationselement für
eine Identifikation der zweiten Teilnehmereinrichtung enthält, eine
Anforderungs-/Erlangungseinrichtung
zur Anforderung und Erlangung eines Orts der zweiten Teilnehmereinrichtung
innerhalb des Kommunikationsnetzwerks bei dem jeweils anderen Dienstknoten
aus der Datenbank auf der Grundlage des spezifischen, festgelegten
Informationselements, das die zweite Teilnehmereinrichtung identifiziert,
eine Verbindungsanforderungseinrichtung zur Anforderung einer Verbindung von
der zweiten Teilnehmereinrichtung und zur Entschei dung, ob die zweite
Teilnehmereinrichtung erreichbar ist oder die Kommunikationsverbindung
akzeptiert oder nicht, und eine Verbindungseinrichtungs-/Abbaueinrichtung
zum Aufbauen der Kommunikationsverbindung zwischen der ersten und
der zweiten Teilnehmereinrichtung über eine Direktverbindung zwischen
den Dienstknoten, die zur Durchführung
einer Paketdatenkommunikation ausgelegt ist, umfasst.
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Vorteilhafte
weitere Entwicklungen der Erfindung liegen wie in den jeweiligen
abhängigen
Patentansprüchen
dargelegt vor.
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Gemäß der Erfindung
sparen das vorgeschlagene Verfahren und/oder die Vorrichtung Netzwerkressourcen
für eine
Paketdatenkommunikation zwischen zwei Teilnehmereinrichtungen durch
Umgehen der Gatewayknoten. Dadurch wird die Last des Systems verringert.
Außerdem
kann das Sicherheitsniveau der Kommunikationsverbindung durch den
Teilnehmer oder einen Netzwerkoperator definiert werden. Zusätzlich ist
die Dienstgüte
(QoS) von der Last von öffentlichen
Netzwerken unabhängig und
kann ebenso durch den Operator definiert werden. Desweiteren können festgelegte
Adressen, wie eine E.164-Adresse, anstelle beispielsweise einer dynamisch
zugewiesenen Paketdatennetzwerkadresse als eine Identifikationsinformation
verwendet werden, was die Last des Systems weiter verringert und
zu einer vereinfachten Signalisierungsprozedur führt.
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Nachstehend
sind bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung beispielhaft unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen ausführlich
beschrieben.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
Blockdarstellung der Struktur eines Kommunikationsnetzwerks, das
eine erfindungsgemäße Kommunikationsverbindung
aufbaut,
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2 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aufbauen und Aufrechterhalten
der erfindungsgemäßen Kommunikationsverbindung,
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3 eine
Darstellung von Nachrichten, die zwischen Netzwerkelementen gemäß 1 ausgetauscht
werden,
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4 ein
Blockschaltungsdiagramm einer Vorrichtung zum Aufbauen und Aufrechterhalten
der erfindungsgemäßen Kommunikationsverbindung, und
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5 eine
Blockdarstellung der Struktur eines Kommunikationsnetzwerks, das
eine herkömmliche
Kommunikationsverbindung aufbaut.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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1 zeigt
eine Darstellung der Struktur eines Kommunikationsnetzwerks, in
dem eine erfindungsgemäße Kommunikationsverbindung
aufgebaut wird. Hier ist ein Paketdatenabschnitt eines UMTS dritter
Generation gezeigt. Die Erfindung ist ebenso in jedem Fall in einem
GPRS-System oder anderen Paketdatensystemen anwendbar.
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Gemäß 1 ist
eine Kommunikationsverbindung zwischen einer ersten Teilnehmereinrichtung
UE A und einer zweiten Teilnehmereinrichtung UE B beispielsweise
für eine
Paketdatenkommunikation aufzubauen. In diesem Fall befindet sich
die erste Teilnehmereinrichtung UE A in einem ersten Funkzugriffsnetzwerk
RAN A („Radio
Access Network"), während sich
die zweite Teilnehmereinrichtung UE B innerhalb eines zweiten Funkzugriffsnetzwerks
RAN B befindet. Die Funkzugriffsnetzwerke umfassen Sender (nicht
gezeigt) und Zugriffsnetzwerksteuereinrichtungen (nicht gezeigt)
zum Senden bzw. Empfangen von Daten zu bzw. von der entsprechenden Teilnehmereinrichtung.
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Jedes
der Funkzugriffsnetzwerke RAN A, RAN B wird durch einen jeweiligen
Dienstknoten SGSN A, SGSN B (in dem UMTS 3G-SGSN genannt) gesteuert.
Die Dienstknoten überwachen
das Vorhandensein einer Teilnehmereinrichtung innerhalb ihres Dienstbereichs.
Zusätzlich übermitteln
sie Daten zu bzw. von der Teilnehmereinrichtung. Die Dienstknoten
SGSN A, SGSN B, sind mit einer Datenbank 200 verbunden,
beispielsweise einem Heimatstandortregister (HLR), in dem teilnehmerspezifische
und netzwerkspezifische Informationen, wie Positionsinformationen,
für eine
weitere Verarbeitung gespeichert sind.
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Die
erfindungsgemäße Kommunikationsverbindung
basiert auf einer direkten Verbindung zwischen den zwei Dienstknoten
SGSN A, SGSN B. Die Verbindung ist beispielsweise ein GTP-Tunnel.
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In
einem anderen Fall befinden sich die zwei Teilnehmereinrichtungen
innerhalb desselben SGSN-Dienstbereichs, beispielsweise in einem Funkzugriffsnetzwerkbereich.
In diesem Fall ist keine Kommunikationsverbindung durch einen GTP-Tunnel
erforderlich, da lediglich ein Dienstknoten beteiligt ist. Hier
steuert der entsprechende Dienstknoten SGSN die Paketdatenkommunikation
zwischen der ersten und der zweiten Teilnehmereinrichtung UE A, UE
B.
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Nachstehend
ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aufbauen und Aufrechterhalten
der erfindungsgemäßen Paketdatenkommunikation
unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird in Schritt S1 eine Paketdatenkommunikationsverbindung durch
die erste Teilnehmereinrichtung UE A initiiert. Deshalb wird in
Schritt S2 eine Anforderung zum Aufbauen einer Kommunikationsverbindung
mit der zweiten Teilnehmereinrichtung UE B zu dem ersten Dienstknoten
SGSN A über
einen Datenweg weitergeleitet. Die Anforderung enthält ein spezifisches Informationselement
für eine
Identifikation der zweiten Teilnehmereinrichtung UE B, beispielsweise
deren E.164-Adresse,
die beispielsweise mit einer nachstehend beschriebenen, neuen PDP-Kontextaktivierung
assoziiert ist. Im Gegensatz zum Stand der Technik, in dem eine
dynamisch zugewiesene Paketdatennetzwerkadresse verwendet wird,
stellt das spezifische Informationselement eine festgelegte Adresse
dar. Der Dienstknoten SGSN A liest die "neue" Adresse
aus dem neuen PDP-Kontext aus, der von der ersten Teilnehmereinrichtung
UE A gesendet wurde.
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In
Schritt S3 fordert der erste Dienstknoten SGSN A auf der Grundlage
des spezifischen Informationselements die Position der zweiten Teilnehmereinrichtung
UE B innerhalb des Kommunikationsnetzwerks von der Datenbank 200 an.
Von der Datenbank 200 wird die "neue" Adresse
geprüft
und die Position der gerufenen Teilnehmereinrichtung UE B (d.h.
das entsprechende Funkzugriffnetzwerk, beispielsweise RAN B, und
der entsprechende Dienstknoten, beispielsweise SGSN B) erhalten.
Dann wird der anfordernde Dienstknoten SGSN A bezüglich der erhaltenen
Ergebnisse informiert, d.h. bezüglich
der Position der zweiten Teilnehmereinrichtung UE B. Ist der Datenbank 200 bekannt,
dass die zweite Teilnehmereinrichtung UE B in keinem Dienstknotenbereich registriert
ist, oder ist es nicht erlaubt, einen Ruf zu empfangen (Rufblockierung),
dann gibt die Datenbank eine Fehlernachricht zu dem anfordernden Dienstknoten
SGSN A zurück.
In diesem Fall wird der Ruf beendet und/oder andere spezifische
Maßnahmen
werden durchgeführt,
beispielsweise Weiterleiten einer Sprachnachricht. Dies ist nachstehend
unter Bezugnahme auf die Schritte S9 bis S11 beschrieben.
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Des
Weiteren ist es möglich,
auf eine Rufbehandlung bezogene, zusätzliche Informationen bei Senden
von Informationen von der Datenbank zu dem anfordernden Dienstknoten
SGSN A (Adresse des SGSN B, Fehlernachricht) mit einzuschleißen. Diese
Informationen zeigen an, welche Maßnahme in dem entsprechenden
Fall (z.B. UE B erreichbar oder nicht) durchzuführen ist, beispielsweise auf
ein intelligentes Netzwerk bezogene Anweisungen, rufbezogene Ergänzungsdienste
oder dergleichen.
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In
Schritt S4 wird beispielsweise der entsprechende zweite Dienstknoten
SGSN B durch den ersten Dienstknoten SGSN A über eine (direkte) Verbindung
auf der Grundlage des erhaltenen Ergebnisses kontaktiert. Dann versucht
in Schritt S5 der zweite Dienstknoten SGSN B, die gerufene zweite
Teilnehmereinrichtung UE B über
das entsprechende Funkzugriffsnetzwerk RAN B zu kontaktieren.
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Es
ist jedoch ebenso möglich,
dass der zweite Dienstknoten SGSN B bereits weiß, dass die zweite Teilnehmereinrichtung
nicht erreichbar ist (beispielsweise weil ein Rufzeitgeber abgelaufen
ist), es nicht gestattet ist, sie zu erreichen (Rufblockierung) oder
dergleichen. In einem derartigen Fall gibt der SGSN B direkt eine
Fehlernachricht zu dem rufenden Dienstknoten SGSN A zurück, ohne
zu versuchen, die zweite Teilnehmereinrichtung UE B zu kontaktieren
(d.h. Schritt S5 wird ausgelassen). Ähnlich dem vorstehend Beschriebenen
können
mit der Fehlernachricht assoziierte zusätzliche Informationen gesendet
werden, wie eine Sprachnachrichtinformation oder dergleichen. Diese
Informationen können
durch den ersten Dienstknoten SGSN A zur Durchführung weiterer Maßnahmen
verwendet werden.
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In
Schritt S6 wird entschieden, ob die zweite Teilnehmereinrichtung
UE B erreichbar ist, oder nicht, z.B. an das Netzwerk angehängt oder
von dem diesem gelöst.
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Ist
die Entscheidung in Schritt S6 positiv, d.h. die Teilnehmereinrichtung
UE B ist erreichbar, dann wird in Schritt S7 die Kommunikationsverbindung zwischen
der ersten und der zweiten Teilnehmereinrichtung UE A, UE B erstellt,
um eine Paketdatenkommunikation durch Verwenden eines spezifischen Kommunikationsprotokolls
durchzuführen.
Die Erstellung der Paketdatenkommunikationsverbindung umfasst den
Aufbau aller PDP-Kontexte und die Existenz ausgewählter GTP-Tunnel
zwischen den zwei Dienstknoten SGSN A, SGSN B. Eine erste Implementierung
besteht darin, zuerst lediglich einen Kontext zum Führen einer
Signalisierungsverbindung (z.B. Q.931, verwendet durch VoIP (Sprache-über-Internet-Protokoll, "Voice over Internet
Protocol") oder ISDN
(digitales Netzwerk integrierter Dienste, "Integrated Services Digital Network")) aufzubauen. Ein zweiter
Ansatz besteht darin, alle die für
die Verbindung erforderlichen PDP-Kontexte unmittelbar zuzuweisen.
Es sei darauf hingewiesen, dass eine Multimediaverbindung tatsächlich mehrere
Verbindungen (Audio, Video, Steuerung) aufweisen kann, die auf unterschiedliche
PDP-Kontexte (oder PDP-Kontextunterströme, "subflows") abgebildet werden könnten.
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In
Schritt S8 wird geprüft,
ob die Paketdatenkommunikationsverbindung durch die erste und/oder zweite
Teilnehmereinrichtung UE A, UE B beendet wird. Dies findet beispielsweise
statt, falls eine Seite den Kontext deaktiviert. Wird keine Beendigung
erfasst, dann wird die Schleife in Schritt S8 wiederholt. Wird eine
Beendigung erfasst, dann wird der Ruf in Schritt S11 beendet.
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Ist
die Entscheidung in Schritt S6 negativ, d.h. die Teilnehmereinrichtung
UE B ist nicht erreichbar oder sie weist die Aktivierung zurück, dann
wird in Schritt S9 eine Fehlernachricht, die einen diese Situation
anzeigenden, geeigneten Wert enthält, von dem zweiten Dienstknoten
SGSN B über
den ersten Dienstknoten SGSN A zu der ersten Teilnehmereinrichtung
UE A weitergeleitet. Wie vorstehend beschrieben, kann eine derartige
Fehlernachricht ebenso durch die Datenbank 200 gesendet
werden. Es werden ebenso andere Fehlersituationen, wie eine Verbindungsunterbrechung,
beispielsweise während der
Kommunikation angezeigt.
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Des
Weiteren ist es möglich,
zusätzliche
Informationen mit der Fehlernachricht, die weitere Maßnahmen
betrifft, wie Weiterleiten einer Sprachnachricht oder dergleichen,
zu kombinieren. In einem derartigen Fall kann der erste Dienstknoten
SGSN A in einer bevorzugten Implementierung die weitere Maßnahme durchführen. Die
die weitere Maßnahme betreffenden
Informationen können
von dem zweiten Dienstknoten SGSN B kommen, d.h. der SGSN B sendet
Rufbehandlungsinformationen zu dem SGSN A und kann Teilnehmerdaten
der zweiten Teilnehmereinrichtung UE B speichern. Es ist ebenso
möglich, dass
die Datenbank 200 die Informationen wie vorstehend beschrieben
sendet. In dem Fall, in dem die zweite Teilnehmereinrichtung UE
B beispiels weise den Ruf (PDP-Kontextaktivierung) zurückweist,
kann die Teilnehmereinrichtung ebenso eine Zurückweisungs-(Fehler)-Nachricht senden, die eine
weitere Maßnahme
(Sprachnachricht oder dergleichen) betreffende Informationen enthält.
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In
Schritt S10 wird der Datenweg durch Deaktivierung des PDP-Kontextes
abgebaut und der Ruf wird in Schritt S11 beendet.
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3 zeigt
eine Darstellung von entsprechenden Nachrichten zwischen unterschiedlichen Netzwerkelementen
gemäß 1 zum
Aufbauen der vorstehend beschriebenen Kommunikationsverbindung.
Zur Vereinfachung werden Funkzugriffsnetzwerke als Sendenetzwerkelemente
aus dieser Beschreibung ausgelassen. Nichtsdestotrotz ist eine entsprechende
Signalisierung noch immer beteiligt.
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Die
erfindungsgemäße Paketdatenkommunikation
wird wie vorstehend beschrieben durch die erste Teilnehmereinrichtung
UE A über
eine neue PDP-Kontextaktivierungsanforderung M1 zu dem ersten Dienstknoten
SGSN A als eine Rufanforderungsnachricht initiiert. Anstelle einer
herkömmlich verwendeten
Paketdatenadresse enthält
die neue PDP-Kontextaktivierungsanforderung M1 wie vorstehend beschrieben
neben Informationen, wie Dienstgüte,
Konfigurationsinformationen und dergleichen, insbesondere ein spezifisches
Informationselement, das sich auf die gerufene Teilnehmereinrichtung
UE B bezieht, beispielsweise eine E.164-Adresse der gerufenen Teilnehmereinrichtung.
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Nach
Prüfen
der neuen PDP-Kontextaktivierungsanforderung fragt der Dienstknoten
SGSN A auf der Grundlage des aus dem neuen PDP-Kontext ausgelesenen,
spezifischen Informationselements (z.B. E.164-Adresse) die Datenbank 200 hin sichtlich der
Position oder der Adresse der zweiten Teilnehmereinrichtung UE B
ab, d.h. hinsichtlich des entsprechenden Dienstknotens SGSN B (Nachricht
M2). In Nachricht M3 antwortet die Datenbank auf die Anfrage mit
jeweiligen Informationen.
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Dann
wird in Nachricht M4 eine PDP-Kontexterstellungsanforderung von
dem ersten Dienstknoten SGSN A über
eine Verbindung zu dem zweiten Dienstknoten SGSN B gesendet, um
einen Aufbau einer Paketdatenkommunikationsverbindung anzufordern.
Nach Empfang der Nachricht M4 fordert der zweite Dienstknoten SGSN
B eine PDP-Kontextaktivierung bei der zweiten Teilnehmereinrichtung
UE B an (Nachricht M5).
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Ist
die zweite Teilnehmereinrichtung UE B erreichbar, dann sendet sie
eine PDP-Kontextaktivierungsantwortnachricht M6 zurück zu dem
SGSN B, um einen erfolgreichen Kommunikationsverbindungsaufbau anzuzeigen.
Ist die zweite Teilnehmereinrichtung SGSN B beispielsweise aufgrund
einer Ablösung
von dem Netzwerk nicht erreichbar, dann wird diese Situation durch
den SGSN B erkannt.
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In
einer Nachricht M7 sendet der zweite Dienstknoten SGSN B eine PDP-Kontexterstellungsantwort
zu dem ersten Dienstknoten SGSN A. Durch diese Nachricht wird angezeigt,
ob der Kommunikationsverbindungsaufbau mit der zweiten Teilnehmereinrichtung
erfolgreich war, oder nicht. War er erfolgreich, dann wird eine
neue PDP-Kontextaktivierungsakzeptanznachricht M8 zu der ersten
Teilnehmereinrichtung UE A gesendet. Ist demgegenüber die
Verbindung nicht erfolgreich, dann wird eine Fehlernachricht (nicht
gezeigt) mit einem geeigneten Wert zu dem SGSN A und der UE A gesendet.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Paketdatenkommunikation starten
kann, wenn alle Kontexte aufgebaut sind und ein GTP-Tunnel zwischen
den zwei Dienstknoten existiert.
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Unter
Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Nachrichten ist es in
einer Anwendung der Erfindung möglich,
dass die Nachrichten M1, M4, M5 und M6 alle erforderlichen Informationen
enthalten, um einer zweiten Teilnehmereinrichtung UE B ein Wiedererstellen
einer Rufsteuernachricht zu ermöglichen.
Eine Implementierung besteht beispielsweise darin, die gesamte Rufanforderungsnachricht innerhalb
eines Protokollkonfigurationsoptionsfeldes der PDP-Kontextaktivierungsnachricht
M1 zu führen. Der
Vorteil besteht darin, dass eine Rufaufbauzeit verringert und die
zweite Teilnehmereinrichtung UE B mit allen erforderlichen Informationen
versehen wird, um zu entscheiden, den Ruf zu akzeptieren oder zurückzuweisen.
Die Nachrichten M6, M7 und M8 können
auf ähnliche
Weise eine entsprechende Rufakzeptanznachricht für eine entsprechende Behandlung
durch die erste Teilnehmereinrichtung UE A enthalten.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die Rufsteuerung (CC, „Call Control") gemäß einem
Q.921-Protokoll oder jedwedem anderen bekannten oder zukünftigen
Multimedia-CC-Protokoll vorliegen kann.
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Demgegenüber kann
in einer anderen Anwendung die PDP-Kontextaktivierung lediglich
die Aktivierung desjenigen Kontextes enthalten, der für eine Signalisierung
gut geeignet ist, aber keine wie vorstehend beschriebenen Informationen.
Danach tauschen die Teilnehmereinrichtungen Rufsteuernachrichten
(nicht gezeigt) aus, um bezüglich
des Aufbaus der Verbindung (z.B. Video, Audio, Durchsatz oder dergleichen
und der entsprechenden Kodier- und Deko dierprozeduren) zu entscheiden.
Ist die Entscheidung getroffen, dass der Ruf aufgebaut ist, dann
wird die erfindungsgemäße PDP-Kontextaktivierung
wiederholt und zum Aufbauen von Trägern (beispielsweise eines
Realzeitträgers)
verwendet. Die Träger
werden auf der Grundlage einer Verhandlung, die durch die vorstehend
beschriebenen, ausgetauschten Rufsteuernachrichten getätigt wurde,
für die
Kommunikationsverbindung verwendet.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass in beiden vorstehend beschriebenen
Fällen
die erfindungsgemäße PDP-Kontextaktivierung
eine Verhandlung zwischen der ersten Teilnehmereinrichtung UE A
und der zweiten Teilnehmereinrichtung UE B bezüglich von Merkmalen der Kommunikationsverbindung,
wie ein Dienstgüteprofil,
ermöglicht.
Dies ist insbesondere bei einer Implementierung beispielsweise in
einem Multimediaruf nützlich,
in dem die zweite Teilnehmereinrichtung UE B eine Sprachverbindung
akzeptieren und eine Videoverbindung zurückweisen kann. In einem derartigen
Fall können
entsprechende Parameter für
die Kommunikationsverbindung modifiziert werden.
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Nachstehend
ist eine Blockschaltungsdarstellung einer Vorrichtung zum Aufbauen
und Aufrechterhalten der erfindungsgemäßen Kommunikationsverbindung
unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Die
Aufbauvorrichtung 100 umfasst eine Erfassungseinrichtung 110 zur
Erfassung einer Anforderung für
eine Kommunikationsverbindung zu der zweiten Teilnehmereinrichtung
UE B durch die erste Teilnehmereinrichtung UE A. Eine derartige
Anforderung enthält
ein spezifisches Informationselement für eine Identifikation der zweiten
Teilnehmereinrichtung UE B, beispielsweise deren E.164-Adresse, die
beispielsweise mit einer vorstehend beschriebenen, neuen PDP-Kontextaktivierung
assoziiert ist.
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Bezugszeichen 120 bezeichnet
eine Anforderungs-/Erhaltungseinrichtung
zum Anfordern und Erhalten der Position der gerufenen Teilnehmereinrichtung
UE B (d.h. das entsprechende Funkzugriffsnetzwerk, beispielsweise
RAN B, und den entsprechenden Dienstknoten, beispielsweise SGSN
B) innerhalb des Kommunikationsnetzwerks von der Datenbank 200 auf
der Grundlage des spezifischen Informationselements der zweiten
Teilnehmereinrichtung UE B.
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Eine
Verbindungsanforderungseinrichtung 130 fordert eine Kommunikationsverbindung
zwischen der ersten und zweiten Teilnehmereinrichtung UE A, UE B über die
entsprechenden Netzwerkelemente (z.B. SGSN A, SGSN B) an. Außerdem wird geprüft, ob die
zweite Teilnehmereinrichtung UE B erreichbar ist, oder nicht.
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Eine
Verbindungseinrichtungs-/Abbaueinrichtung 140 ist zum Einrichten
der Kommunikationsverbindung zwischen der ersten und der zweiten
Teilnehmereinrichtung UE A, UE B eingerichtet, um eine Paketdatenkommunikation
durch Verwenden eines spezifischen Kommunikationsprotokolls, wie
dem IP, durchzuführen.
Sie wird ebenso verwendet, um die Paketdatenkommunikationsverbindung
abzubauen, wenn entweder die erste Teilnehmereinrichtung UE A oder
die zweite Teilnehmereinrichtung UE B den Ruf beispielsweise durch
Deaktivierung des PDP-Kontextes beendet. Außerdem ist die Verbindungseinrichtungs-/Abbaueinrichtung 140 zum
Weiterleiten einer Fehlernachricht, die einen diese Situation anzeigenden,
geeigneten Wert enthält,
zu der ersten Teilnehmereinrichtung UE A eingerichtet, wenn die
Verbindungsanforderungseinrichtung 130 anzeigt, dass keine
Ver bindung möglich
ist. Danach wird der Datenweg abgebaut und die Kommunikation beendet.
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Vorstehend
ist insbesondere ein Fall beschrieben, in dem sich die erste und
die zweite Teilnehmereinrichtung UE A, UE B in einem jeweiligen ersten
und zweiten Dienstknotenbereich SGSN A, SGSN B befinden. Es ist
jedoch wie vorstehend beschrieben ebenso möglich, dass sich die Teilnehmereinrichtungen
innerhalb desselben SGSN-Bereichs befinden. In diesem Fall, der
ein Sonderfall des vorstehend Beschriebenen ist, wird die Paketdatenkommunikation über den
einzelnen Dienstknoten ohne Aufbauen eines GTP-Tunnels durchgeführt.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Paketdatenkommunikationsverbindung
auch im Fall einer Übergabe
bzw. eines Handovers aufrechterhalten wird. Ein derartiger Handover tritt
beispielsweise aufgrund einer Bewegung zumindest einer der Teilnehmereinrichtungen
zu einem anderen Funkzugriffsnetzwerkbereich oder aufgrund anderer
Bedingungen, wie der Signalstärke,
auf. Es ist deshalb offensichtlich, dass selbst in dem Fall, in dem
eine Teilnehmereinrichtung, die sich ursprünglich in dem selben Dienstknotenbereich
wie die andere Teilnehmereinrichtung befindet, in einen anderen Dienstknotenbereich
bewegt wird, und umgekehrt, die Kommunikationsverbindung aufrechterhalten wird.
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Da
die vorstehend beschriebene Paketdatenkommunikation durch die erste
Teilnehmereinrichtung UE A initiiert wird, ist leicht zu verstehen,
dass ein entsprechender Teilnehmer A vorzugsweise für allen
Verkehr durch alle verwendeten Dienstknoten (SGSN A, SGSN B) mit
Kosten beaufschlagt wird. Es ist jedoch ebenso möglich, dass jeder Teilnehmer (d.h.
Teilnehmereinrichtung UE A, UE B) sepa rat durch die jeweiligen Dienstknoten
mit Kosten beaufschlagt wird. Dies könnte teilnehmer- und/oder netzwerkspezifisch
sein.
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Die
Erfindung ermöglicht
wie vorstehend beschrieben ein Durchführen einer Paketdatenkommunikation
durch Verwenden eines Paketdatenprotokolls, wie dem IP, zwischen
zwei Teilnehmereinrichtungen über
ein Kommunikationsnetzwerk ohne eine Beteiligung von Gatewayknoten,
wodurch beispielsweise das öffentliche
Internet umgangen wird. Dies ist insbesondere für eine Kommunikation über eine lange
Zeitspanne attraktiv, wie IP-Telefonie oder IP-Videotelefonie. Es
sind außerdem
andere Anwendungsgebiete möglich,
beispielsweise eine drahtlose Fernaufspüranwendung oder eine drahtlose Überwachungsanwendung.
In diesen Fällen
kommuniziert eine Teilnehmereinrichtung mit einer anderen festen oder
beweglichen Station permanent, periodisch oder auf Anforderung,
aber vorzugsweise mit einer hohen Datenrate und über eine lange Zeitspanne. Durch
Verwenden der Erfindung ist diese Kommunikationsverbindung von der
Güte, dem
Sicherheitsniveau und der Last eines öffentlichen Paketdatenkommunikationsnetzwerks
unabhängig.
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Die
Erfindung schlägt
ein Verfahren zum Aufbauen einer Paketdatenkommunikationsverbindung in
einem Kommunikationsnetzwerk zwischen einer ersten Teilnehmereinrichtung
UE A und einer zweiten Teilnehmereinrichtung UE B vor, wobei das
Kommunikationsnetzwerk zumindest ein Zugriffsnetzwerk RAN A, RAN
B zum Aufbau eines Datenwegs zwischen dem Kommunikationsnetzwerk
und der jeweiligen Teilnehmereinrichtung, zumindest einen Dienstknoten
SGSN A, SGSN B zur Steuerung eines jeweiligen Steuerungsnetzwerks,
und zumindest eine Datenbank 200 zur Speicherung von Informationen,
die für
eine Kommunikationsverbindung verwendet werden, in der Kommunikationsverbindung
umfasst, wobei das Verfahren die Schritte des Anforderns S2 einer
Kommunikationsverbindung zu der zweiten Teilnehmereinrichtung durch
die erste Teilnehmereinrichtung, wobei eine derartige Anforderung
ein spezifisches Informationselement für eine Identifikation der zweiten
Teilnehmereinrichtung enthält,
des Bestimmens S3 einer Position der zweiten Teilnehmereinrichtung
innerhalb des Kommunikationsnetzwerks in der Datenbank auf der Grundlage
des die zweite Teilnehmereinrichtung identifizierenden, spezifischen
Informationselements, des Entscheidens S5, S6, ob die zweite Teilnehmereinrichtung
erreichbar ist, oder ob die Kommunikationsverbindung akzeptiert
wird, oder nicht, und falls die Entscheidung positiv ist, des Aufbauens
S7 der Kommunikationsverbindung zwischen der ersten und der zweiten
Teilnehmereinrichtung, die zur Durchführung einer Paketdatenkommunikation
eingerichtet sind, umfasst. Die Erfindung schlägt ebenso eine entsprechende
Vorrichtung vor.
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Es
soll verstanden werden, dass die vorstehende Beschreibung und die
beiliegenden Figuren lediglich die beispielhafte Verdeutlichung
der Erfindung beabsichtigen. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung können
somit innerhalb des Schutzbereichs der beiliegenden Patentansprüche variieren.