DE60126739T2 - Verfahren und gerät zur anforderung von punkt-zu-punkt protokoll (ppp) instanzen für ein paketdaten-dienstnetz - Google Patents

Verfahren und gerät zur anforderung von punkt-zu-punkt protokoll (ppp) instanzen für ein paketdaten-dienstnetz Download PDF

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    • H04W92/24Interfaces between hierarchically similar devices between backbone network devices

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • I. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von Kommunikationen bzw. Nachrichtenübermittlungen und spezieller auf Anfordern von Punkt-zu-Punkt-Protokoll (point-to-point-protocol, PPP) Instanzen von einem Paketdatendienstnetzwerk.
  • II. Hintergrund
  • Mit der zunehmenden Popularität von sowohl drahtlosen Kommunikationen als auch Internetanwendungen ist ein Markt für Produkte und Dienste entstanden, der die beiden kombiniert. Als ein Ergebnis, werden verschiedene Verfahren und Systeme entwickelt zum Vorsehen von drahtlosen Internetdiensten, die es einem Nutzer eines drahtlosen Telefons oder Terminals bzw. Endgeräts erlauben würden auf Email, Web-Seiten und andere Netzwerk-Ressourcen zuzugreifen. Weil Information auf dem Internet in diskrete „Pakete" mit Daten organisiert ist, werden diese Dienste häufig als „Paketdatendienste" bezeichnet.
  • Unter den verschiedenen Arten von drahtlosen Kommunikationssystemen, die zum Vorsehen von drahtlosen Paketdatendiensten zu nutzen sind, sind Systeme mit Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff (code division multiple access, CDMA). Die Nutzung von CDMA-Modulationstechniken ist eine von mehreren Techniken zum Ermöglichen bzw. Erleichtern von Kommunikationen bei denen eine große Anzahl von Systemnutzern vorhanden ist. Die Rahmenbildung und Übertragung von Internetprotokoll-(IP)-Daten über ein drahtloses CDMA-Netzwerk ist in der Technik wohl bekannt, und ist beschrieben worden in TIA/EIA/IS-707-A mit dem Titel „DATA SERVICE OPTIONS FOR SPREAD SPECTRUM SYSTEMS" hier im Folgenden als IS-707 bezeichnet.
  • Andere Mehrfachszugriffskommunikationssystemtechniken wie z.B. Zeit-Multiplex-Vielfach-Zugriff (time division multiple access, TDMA) Frequenz-Multiplex-Vielfach-Zugriff (frequency divsion multiple access, FDMA), und AM-Modulationsschemata wie z.B. Modulation mit Amplituden kompandierten Einzelseitenband (amplitude companded single sideband, ACSSB) sind in der Technik bekannt. Diese Techniken sind standardisiert worden zum Ermöglichen eines Betriebs zwischen Ausrüstung, die durch unterschiedliche Firmen hergestellt worden ist. CDMA Kommunikationssysteme sind in den Vereinigten Staaten standardisiert worden in Telecommunications Industry Association TIA/EIA/IS-95-B mit dem Titel „MOBILE STATION-BASE STATION COMPATIBILITY STANDARD FOR DUAL-MODE WIDEBAND SPREAD SPECTRUM CELLULAR SYSTEMS" im Folgenden hier als IS-95 bezeichnet.
  • Die International Telecommunications Union hat kürzlich aufgerufen zur Einreichung von vorgeschlagenen Verfahren zum Vorsehen von Diensten mit hochratigen Daten bzw. Daten mit hoher Geschwindigkeit und hochqualitativer Sprache über drahtlose Kommunikationskanäle. Ein erster dieser Vorschläge wurde durch die Telecommunications Industry Association herausgegeben mit dem Titel „The cdma2000 ITUR RTT Candidate Submission" und hier im Folgenden bezeichnet als cdma2000. Ein zweiter dieser Vorschläge ist herausgegeben worden durch das European Telecommunications Standards Institute (ETSI) mit dem Titel „The ETSI UMTS Terrestrial Radio Access (UTRA) ITU-R RTT Candidate Submission", auch bekannt als „Breitband CDMA" (wideband CDMA) und hier im Folgenden als W-CDMA bezeichnet. Ein dritter Vorschlag ist eingereicht worden durch U.S. TG 8/1 mit dem Titel „The UWC-136 Candidate Submission" hier im Folgenden als EDGE bezeichnet. Die Inhalte dieser Einreichungen sind öffentlich zugänglich und in der Technik wohlbekannt.
  • Mehrere Standards sind durch die Internet Engineering Task Force (IETF) entwickelt worden zum Ermöglichen von mobilen Paketdatendiensten unter Verwendung des Internets. Mobile IP ist ein derartiger Standard und wurde entworfen um es einer Einrichtung bzw. einer Vorrichtung zu ermöglichen eine IP Adresse zu besitzen, um Daten mit dem Internet auszutauschen während sie sich physikalisch durch ein Netzwerk (oder durch Netzwerke) bewegt. Mobile IP ist im Detail beschrieben in einem IETF Aufruf für Kommentare (request for comments, RFC) mit dem Titel „IP Mobility Support".
  • Mehrere andere IETF Standards geben Techniken an, auf die in den oben erwähnten Referenzen Bezug genommen wird. Das Punkt-zu-Punkt-Protokoll (point-to-point protocol, PPP) ist in der Technik wohlbekannt und beschrieben in IETF RFC 1661 mit dem Titel „The Point-to-Point Protocol (PPP)" und veröffentlicht im Juli 1994, hier im Folgenden bezeichnet als PPP. PPP umfasst ein Verbindungssteuerungsprotokoll (Link Control Protocol, LCP) und mehrere Netzwerksteuerungsprotokolle (Network Control Protocols, NCP) die zum Herstellen bzw. Aufbauen und Konfigurieren verschiedener Netzwerkschichtprotokolle über eine PPP Verbindung genutzt werden. Ein deratiges NCP ist das Internet Protokoll Steuerungsprotokoll (Internet Protocol Control Protocol, IPCP) das in der Technik wohl bekannt ist und beschrieben ist in LETF RFC 1332 mit dem Titel „The PPP Internet Protocol Control Protocol, IPCP" veröffentlicht im Mai 1992 und hier im Folgenden bezeichnet als IPCP. Erweiterungen für das LCP sind in der Technik wohl bekannt und beschrieben in IETF RFC 1570, mit dem Titel „PPP LCP Extensions" veröffentlicht im Januar 1994 und hier im Folgenden bezeichnet als LCP.
  • Mobilstationen wie z.B. zellulare oder PCS Telefone mit Internet Verbindungen übertragen bzw. senden typischerweise Paketdaten über ein Netzwerk durch Herstellen einer PPP Verbindung (oder PPP Instanz oder PPP Sitzung) mit einem Paketdatendienstknoten (packet data service node, PDSN). Die Mobilstation sendet Pakete über ein HF Interface bzw. über eine HF Schnittstelle wie z.B. ein CDMA Interface, an eine Basisstation oder Paketsteuerungsfunktion. Die Basisstation oder Paketsteuerungsfunktion stellt die PPP Instanz mit dem PDSN her. Mehr als eine derartige PPP Instanz kann gleichzeitig hergestellt werden (z.B. falls ein Telefon und ein Laptop jeweils eine Verbindung erfordern). Datenpakete werden von dem PDSN an einen Heimatagenten (home agent, HA) über ein IP Netzwerk gemäß der speziellen PPP Instanz geleitet. Pakete, die an die Mobilstation gesendet werden, wer den geleitet von dem HA über das IP Netzwerk an das von dem PDSN an die Basisstation oder Paketsteuerungsfunktion oder über die PPP Instanz und von der Basisstation oder der Paketsteuerungsfunktion an die Mobilstation über das HF Interface.
  • Wenn eine Mobilstation die Umgebung eines PDSN verlässt und in die Umgebung eines anderen PDSN eintritt, sendet die Mobilstation eine Abgangs- bzw. Veranlassungsnachricht (origination message). Falls die Mobilstation in einem Datenanruf engagiert ist, fordert die Veranlassungsnachricht eine erneute Verbindung bzw. Wiederverbindung oder Herstellung der assoziierten PPP Instanz an. Andernfalls informiert die Veranlassungsnachricht den neuen PDSN über den neuen Ort der Mobilstation. Nichtsdestoweniger werden irgendwelche Datenpakete, die an die Mobilstation gesendet werden, zu dem alten PDSN geleitet, weil die Mobilstation keine PPP Instanz mit dem neuen PDSN hergestellt hat. Entsprechend werden Pakete, die für die Mobilstation bestimmt sind, verloren gehen. Somit gibt es einen Bedarf für ein Verfahren zum Informieren eines PDSNs über die Anzahl und Identitäten von PPP Instanzen, die für eine neu ankommende Mobilstation herzustellen sind.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zum Informieren eines PDSNs über die Anzahl und Identitäten von PPP Instanzen, die für eine neu ankommende Mobilstation herzustellen sind. Entsprechend ist in einem Aspekt der Erfindung ein Verfahren vorgesehen zum Informieren eines Paketdatendienstnetzwerks über schlafende bzw. ruhende Netzwerkverbindungen, die mit einer Mobilstation assoziiert sind, wenn sich die Mobilstation von einem ersten Infrastrukturelement des Paketdatendienstnetzwerkes zu einem zweiten Infrastrukturelement des Paketdatendienstnetzwerks bewegt. Das Verfahren umfasst vorteilhafterweise den Schritt des Übertragens einer Nachricht von der Mobilstation einschließlich einer Anzahl von schlafenden bzw. ruhenden Netzwerkverbindungen, die mit der Mobilstation assoziiert sind, und einer Liste mit Identifizierern, die mit den ruhenden Netzwerkverbindungen assoziiert sind.
  • In einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Mobilstation vorgesehen, die konfiguriert ist zum Informieren eines Paketdatendienstnetzwerks über ruhende Netzwerkverbindungen, die mit der Mobilstation assoziiert sind, wenn sich die Mobilstation von einem ersten Infrastrukturelement des Paketdatendienstnetzwerks zu einem zweiten Infrastrukturelement des Paketdatendienstnetzwerks bewegt. Die Mobilstation weist vorteilhafterweise Folgendes auf: eine Antenne, einen Prozessor, der mit der Antenne gekoppelt ist; und ein prozessorlesbares Medium, auf das der Prozessor zugreifen kann und das einen Satz mit Instruktionen aufweist, die durch den Prozessor ausführbar sind zum Modulieren und Senden bzw. Übertragen einer Nachricht von der Mobilstation, wobei die Nachricht eine Anzahl von ruhenden Netzwerkverbindungen mit der Mobilstation und eine Liste mit Identifizierern, die mit den ruhenden Netzwerkverbindungen assoziiert sind, aufweist.
  • In einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Mobilstation vorgesehen ist, die konfiguriert ist zum Informieren eines Paketdatendienstnetzwerks über ruhende Netzwerkverbindungen, die mit der Mobilstation assoziiert sind, wenn sie die Mobilstation von einem ersten Infrastrukturelement des Paketdatendienstnetzwerks zu einem zweiten Infrastrukturelement des Paketdatendienstnetzwerks bewegt. Die Mobilstation umfasst vorteilhafterweise eine Einrichtung, die konfiguriert ist zum Übertragen bzw. Senden von der Mobilstation, einer Nachricht, die eine Anzahl von ruhenden Netzwerkverbindungen, die mit der Mobilstation assoziiert sind und eine Liste mit Identifizierern, die mit den ruhenden Netzwerkverbindungen assoziiert sind, aufweist.
  • In einem anderen Aspekt der Erfindung ist eine Mobilstation vorgesehen, die konfiguriert ist zum Informieren eines Paketdatendienstnetzwerks über ruhende Netzwerkverbindungen, die mit der Mobilstation assoziiert sind, wenn sich die Mobilstation von einem ersten Infrastrukturelement des Paketdatendienstnetzwerks zu einem zweiten Infrastrukturelement des Paketdatendienstnetz werks bewegt. Die Mobilstation weist vorteilhafterweise Mittel auf zum Übertragen, von der Mobilstation, einer Nachricht, die eine Anzahl mit ruhenden Netzwerkverbindungen, die mit der Mobilstation assoziiert sind und eine Liste, mit Identifizierern, die mit den ruhenden Netzwerkverbindungen assoziiert sind, aufweist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm eines drahtlosen Kommunikationssystems, das konfiguriert ist zum Durchführen von Paketdatennetzwerk verbindungen.
  • 2 zeigt ein Blockdiagramm eines Paketdatendienstknotens (packet data service node, PDSN).
  • 3A zeigt ein Blockdiagramm von zwei PDSN, die mit Funkzugangsnetzwerken (radio access networks, RANs) gekoppelt sind, wobei eine Mobilstation (MS) sich in die Umgebung des zweiten PDSN bewegt hat ohne neue PPP Instanzen herzustellen, und 3B ist ein Blockdiagramm von zwei PDSN, die mit RAN gekoppelt sind, wobei eine MS sich in die Umgebung des zweiten PDSN bewegt hat und neue PPP Instanzen hergestellt hat.
  • 4 zeigt ein Flussdiagramm, das Verfahrensschritte illustriert, die durch eine Mobilstation durchgeführt werden, um einen PDSN über die Anzahl und Identitäten von PPP Instanzen zu informieren, die hergestellt werden müssen.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • In einem Ausführungsbeispiel umfasst ein drahtloses Kommunikationssystem 100 zum Durchführen von Paketdatennetzwerkverbindungen (packet data networking), die in 1 gezeigten Elemente. Eine Mobilstation (MS) 102 ist vorteilhafterweise geeignet, zum Durchführen von einem oder mehreren drahtlosen Paketdatenprotokollen. In einem Ausführungsbeispiel ist die MS 102 ein drahtloses Telefon, auf dem eine IP-basierte Web-Browser-Anwendung ab läuft. In einem Ausführungsbeispiel ist die MS 102 nicht zu irgendeiner externen Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Laptop verbunden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die MS 102 ein drahtloses Telefon, das mit einer externen Einrichtung verbunden ist, wobei eine Protokoll-Option genutzt wird, die äquivalent zu der Relais-Schicht Rm Interface-Protokoll-Option (Relay Layer Rm Interface Protocol Option) ist, die in dem vorgenannten IS-707 beschrieben ist.
  • In einem speziellen Ausführungsbeispiel kommuniziert die MS 102 mit einem Internet-Protokoll-(IP)-Netzwerk 104 über drahtlose Kommunikationen mit einem Funkzugangsnetzwerk (radio access network, RAN) 106. Die MS 102 erzeugt IP Pakete für das IP Netzwerk 104 und verkapselt bzw. umschließt die IP Pakete in Rahmen, die für einen Paketdatendienstknoten (Packet Data Serving Node, PDSN) 108 bestimmt sind. In einem Ausführungsbeispiel werden die IP Pakete verkapselt unter Verwendung eines Punkt-zu-Punkt-Protokolls (point-to-point protocol, PPP) und der sich ergebende PPP Weitstrom wird über ein Netzwerk mit Code-Multiplex-Vielfach-Zugriff (code division multiple access, CDMA) unter Verwendung eines Funkverbindungsprotokolls (radio link protocol, RLP) gesendet bzw. übertragen.
  • Die MS 102 sendet die Rahmen an das RAN 106 durch Modulieren und Übertragen der Rahmen über eine Antenne 110. Die Rahmen werden durch das RAN 106 über eine Antenne 112 empfangen. Das RAN 106 sendet die empfangenen Rahmen an den PSDN 108, bei dem IP Pakete aus den empfangenen Rahmen extrahiert werden. Nachdem der PDSN 108 die IP Pakete aus dem Datenstrom extrahiert hat, leitet der PDSN 108 die IP Pakete an das IP Netzwerk 104. Umgekehrt kann der PDSN 108 eingekapselte bzw. verkapselte Rahmen über das RAN 106 an die MS 102 senden.
  • In einem Ausführungsbeispiel ist der PDSN 108 mit einem Server 114 Fernauthentisierungseinwählnutzerdienst (Remote Authentication Dial In User Service, RADIUS) zum Authentifizieren der MS 102 gekoppelt. Der PDSN 108 ist auch mit einem Heimatagenten (home agent, HA) 116 gekoppelt zum Unter stützen des Mobile IP Protokolls. Der HA 116 umfasst vorteilhafterweise Einheiten, die geeignet sind, die MS 102 zu Authentifizieren und der MS 102 die Nutzung einer IP Adresse zu erteilen, wenn die Mobile IP zu nutzen ist. Ein Fachmann würde erkennen, dass der Radiusserver 114 mit einem DIAMETER-Server oder irgendeinem anderen Server zur Authentisierung, Autorisierung und Abrechnung (Authentication, Authorization and Accounting, AAA) ersetzt werden könnte.
  • In einem Ausführungsbeispiel erzeugt die MS 102 IP Pakete und der PDSN 108 ist mit dem IP Netzwerk 104 gekoppelt. Ein Fachmann würde erkennen, dass alternative Ausführungsbeispiele andere Formate und Protokolle als IP nutzen könnten. Zusätzlich kann der PDSN 108 mit einem Netzwerk gekoppelt werden, das geeignet ist, um andere Protokolle als IP einzusetzen.
  • In einem Ausführungsbeispiel kommunizieren das RAN 106 und die MS 102 miteinander unter Nutzung drahtloser Spreizspektrumtechniken. In einem speziellen Ausführungsbeispiel werden die Daten unter Nutzung von CDMA Vielfachzugriffstechniken drahtlos übertragen, wie es in den U.S. Patenten mit den Nummern 5,103,459 und 4,901,307 beschrieben ist, die an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden sind. Ein Fachmann würde erkennen, dass die hierin beschriebenen Verfahren und Techniken zusammen mit mehreren alternativen Modulationstechniken genutzt werden können, und zwar einschließlich TDMA, cdma2000, W-CDMA und EDGE.
  • In einem Ausführungsbeispiel besitzt die MS 102 die Fähigkeit RLP, PPP, Herausforderungsbestätigungsauthentisierungsprotokoll (Challenge Handshake Authentication Protocol, CHAP) und Mobile IP auszuführen. In einem bestimmten Ausführungsbeispiel kommuniziert das RAN 106 mit der MS 102 unter Verwendung des RLP. In einem Ausführungsbeispiel unterstützt der PDSN 108 die PPP Funktionalität und zwar einschließlich Verbindungssteuerprotokoll (Link Control Protocol, LCP), CHAP und dem PPP Internetprotokollsteuerprotokoll (Internet Protocol Control Protocol, IPCP). In einem Ausführungsbeispiel sind der PDSN 108, der RADIUS Server 114 und der HA 116 physikalisch in verschiedenen physischen Einrichtungen angeordnet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können eine oder mehrere dieser Einheiten in der gleichen physikalischen Einrichtung angeordnet sein.
  • In einem Ausführungsbeispiel umfasst der PDSN 200 einen Steuerprozessor 202, einen Netzwerkpaketschalter bzw. eine Netzwerkpaketvermittlung 204, ein IP Netzwerk-Interface 206 und ein RAN Interface 208, wie in 2 gezeigt ist. Das IP Netzwerk-Interface 206 ist mit dem Netzwerkpaketschalter 204 gekoppelt. Der Netzwerkpaketschalter 204 ist mit dem Steuerprozessor 202 und mit dem RAN Interface 208 gekoppelt. Das RAN Interface 208 empfängt Datenpakete von einem RAN (nicht gezeigt). Das RAN Interface 208 empfängt die Pakete über ein physisches Interface. In einem Ausführungsbeispiel ist das physische Interface ein T3, ein standardmäßiges digitales Telekommunikations-Interface, das eine Transferrate bzw. -geschwindigkeit von fünfundvierzig Mpbs besitzt. Das physische T3 Interface könnte ersetzt werden durch ein T1 Interface, einem Ethernet-Interface oder irgendeinem anderen physischen Interface, das für Datennetzwerke bzw. -netzwerkverbindungen genutzt wird.
  • Das RAN Interface 208 liefert die empfangenen Pakete an den Netzwerkpaketschalter 204. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel weist die Verbindung zwischen dem Netzwerkpaketschalter 2O4 und dem RAN Interface 208 eine Speicherbusverbindung auf. Die Verbindung zwischen dem RAN Interface 208 und dem Netzwerkpaketschalter 204 könnte ein Ethernet oder irgendeine andere von einer Vielzahl von Kommunikationsverbindungen sein, die in der Technik wohl bekannt sind. Das RAN Interface 208 ist auch vorteilhafterweise geeignet Pakete von dem Netzwerkpaketschalter 204 über die gleiche Verbindung zu empfangen und die Pakete an das RAN zu übertragen.
  • Der Netzwerkpaketschalter 204 ist vorteilhafterweise ein konfigurierbarer Schalter bzw. eine konfigurierbare Vermittlung (switch), die geeignet ist, Pakete zwischen einer Vielzahl von Interfaces bzw. Schnittstellen zu leiten. In einem Ausführungsbeispiel ist der Netzwerkpaketschalter 204 so konfiguriert, dass alle Pakete, die von dem RAN Interface 208 und von dem IP Netzwerk-Interface 206 empfangen werden an den Steuerprozessor 202 geleitet werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Netzwerkpaketschalter 204 so konfiguriert, dass ein Teilsatz bzw. Subsatz mit empfangenen Rahmen von dem RAN Interface 208 an das IP Netzwerk Interface 206 geliefert werden und ein verbleibender Subsatz mit empfangenen Rahmen von dem RAN Interface 208 an den Steuerprozessor 202 geliefert werden. In einem Ausführungsbeispiel liefert der Netzwerkpaketschalter 204 Pakete an den Steuerprozessor 202 über eine geteilte bzw. gemeinsam genutzte (shared) Speicherbusverbindung. Die Verbindung zwischen den RAN Interface 208 und dem Netzwerkpaketschalter 204 könnte ein Ethernet oder irgendeine andere von einer Vielzahl von wohlbekannten Arten von Kommunikationsverbindungen sein. Während der Netzwerkpaketschalter 204 mit dem RAN Interface 208 und dem IP Netzwerk-Interface 206 gekoppelt ist, würde ein Fachmann erkennen, dass der Netzwerkpaketschalter 204 mit einer größeren oder kleineren Anzahl von Schnittstellen gekoppelt sein könnte. In einem Ausführungsbeispiel in dem der Netzwerkpaketschalter 204 mit einem einzelnen Netzwerk-Interface gekoppelt ist, wobei das Netzwerk-Interface, sowohl mit einem IP Netzwerk (nicht gezeigt) als auch einem RAN gekoppelt ist. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Netzwerkpaketschalter 204 in den Steuerprozessor 202 derart einbezogen, dass der Steuerprozessor 202 direkt mit der Netzwerkschnittstelle bzw. den Netzwerkschnittstellen kommuniziert.
  • Der Steuerprozessor 202 tauscht Informationspakete mit dem RAN-Interface 208 aus, wenn eine Verbindung mit einer MS (nicht gezeigt) gewünscht ist. Nachdem der Steuerprozessor 202 ein Informationspaket empfängt das anzeigt, dass eine Verbindung mit einer MS gewünscht wird, vereinbart bzw. handelt der Steuerprozessor 202 eine PPP Sitzung mit der MS aus. Um die PPP Sitzung zu vereinbaren erzeugt der Steuerprozessor 202 PPP Rahmen und sendet die PPP Rahmen an das RAN-Interface 208 und interpretiert dann Antworten von der MS, die von dem RAN-Interface 208 empfangen werden. Die Arten von Rahmen, die durch den Steuerprozessor 202 erzeugt werden umfassen LCP Rahmen, IPCP Rahmen und CHAP Rahmen. Die MS kann au thentisiert werden gemäß einem Verfahren, das beschreiben ist in der WO 01/41470 A2, die am 07.06.2001 veröffentlicht wurde und den Titel trägt „METHOD AND APPARATUS FOR AUTHENTICATION IN A WIRELESS TELECOMMUNICATIONS SYSTEM" und die an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist.
  • Der Steuerprozessor 202 erzeugt Pakete zum Austausch mit AAA Servern (nicht gezeigt) und mobile IP HAS (auch nicht gezeigt). Zusätzlich für jede hergestellte PPP Sitzung, verkapselt und entkapselt der Steuerprozessor 202 IP Pakete. Ein Fachmann würde erkennen, dass der Steuerprozessor 202 implementiert werden kann unter Verwendung von feldprogrammierbaren Gate-Arrays (field-programmable gate arrays, FPGAs), programmierbaren logischen Einrichtungen (programmable logic devices, PLDs), digitalen Signalprozessoren (DSPs), einem oder mehreren Mikroprozessoren, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (application specific integrated circuit, ASIC) oder irgendeiner anderen Einrichtung, die geeignet ist, die oben beschriebenen PDSN Funktionen auszuführen.
  • In einem Ausführungsbeispiel werden die Pakete an den Netzwerkpaketschalter 204 geliefert, der wiederum die Pakete an das IP Netzwerk-Interface 206 zur Lieferung an das IP Netzwerk liefert. Das IP Netzwerk-Interface 206 überträgt die Pakete über ein physisches Interface. In einem Ausführungsbeispiel ist das physische Interface T3 ein standardmäßiges digitales Telekommunikations-Interface, das eine Transferrate von fünfundvierzig Mbps besitzt. Das physikalische T3 Interface könnte ersetzt werden mit einem T1 Interface, einem Ethernet-Interface oder einem anderen physikalischen Interface, das für Datennetzwerkverbindungen benutzt wird. Das IP Netzwerk-Interface 206 ist auch vorteilhafterweise geeignet, Pakete über das gleiche physikalische Interface zu empfangen.
  • Eine MS 300 sendet bzw. überträgt Paketdaten über ein IP Netzwerk (nicht gezeigt) durch Herstellen einer PPP Instanz 302 mit einem PDSN 304, wie in 3A gezeigt. Die MS 300 sendet Pakete über ein HF Interface wie zum Beispiel ein CDMA Interface an eine Paketsteuerungsfunktion oder Basisstation (PCF/BS) 306. Die PCF/BS 306 stellt die PPP Instanz 302 mit dem PDSN 304 her. Eine andere PPP Instanz 308 kann gleichzeitig hergestellt werden (z.B. falls ein Telefon und ein Laptop jeweils eine Verbindung erfordern). Datenpakete werden von dem PDSN 304 an einen HA (nicht gezeigt) geleitet und zwar über ein IP Netzwerk (auch nicht gezeigt) gemäß der speziellen PPP Instanz 302, 308. Pakete, die an die MS 300 gesendet werden, werden geleitet von dem HA über das IP Netzwerk an den PDSN 304 von dem PDSN 304 zu der PCF/BS 306 über die PPP Instanz 302, 308 und von der PCF/BS 306 zu der MS 300 über das HF Interface. Die PCF/BS 306 umfasst eine PCF/BS Tabelle 310. Die PCF/BS Tabelle 310 umfasst eine Liste mit MS Identifizierern (MS identifiers, MS_IDs), Dienstreferenz Identifizierern (service reference identifiers, SR_IDs), und RAN-zu-PDSN Interface (R-P) Identifizierern (R-P IDs). Der PDSN 304 umfasst eine PDSN Tabelle 312. Die PSDN Tabelle 312 umfasst eine Liste mit IP Adressen MS_IDs, SR_IDs und R-P IDs. Der PDSN 304 kann bedient bzw. versorgt werden durch mehr als eine PCF/BS 306, aber der Einfachheit wegen ist nur eine PCF/BS 306 gezeigt, die mit dem PDSN gekoppelt ist.
  • Während sich die MS 300 im Leerlaufzustand befindet (d.h. nicht mit einem Telefonanruf beschäftigt ist) sendet die MS 300 kurze Datenbündel bzw. -bursts als PPP Rahmen. Jeder derartige PPP Rahmen umfasst einen SR_ID der anzeigt, welche PPP Instanz 302, 308 das Ziel für den PPP Rahmen sein soll. Wie für einen Fachmann klar ist, verkapseln bzw. schließen die PPP Rahmen andere Protokolle ein. In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel verkapselt der PPP Rahmen einen Transportsteuerungsprotokoll-(Transport Control Protocol, TCP)-Rahmen und identifiziert bzw. zeigt an das Protokoll des verkapselten TCP-Rahmens. Der TCP-Rahmen verkapselt einen IP Rahmen und zeigt das Protokoll des IP Rahmens an. Der IP Rahmen verkapselt einen Rahmen wie z.B. einen RLP Rahmen und weist auch einen Ausgangs- bzw. Quellenkopf und einen Ziel- bzw. Bestimmungskopf auf. Der RLP Rahmen kann einen Datenrahmen verkapseln der konfiguriert ist gemäß, z.B., IS-95B.
  • Wenn die MS 300 die Nähe bzw. Umgebung des PDSN 304 verlässt und in die Umgebung eines anderen PDSN 314 eintritt, sendet die MS 300 eine Veranlassungsnachricht (origination message). Falls die MS 300 mit einem Datenanruf beschäftigt ist, wird der Anruf von der ersten PCF/BS 306 zu einer zweiten PCF/BS 316 „weitergegeben" bzw. „übergeben" („handed off") wobei die PCF/BS 316 mit dem zweiten PDSN 314 gekoppelt ist. Eine exemplarische Hand-off- bzw. Weitergabeprozedur ist beschrieben in dem U.S. Patent Nr. 5,267,261 das an den Rechteinhaber der vorliegenden Erfindung übertragen worden ist. Die MS 300 sendet dann eine Veranlassungsnachricht, die den zweiten PDSN 324 über ihren neuen Ort bzw. ihre neue Position informiert und das Herstellen oder die erneute Verbindung bzw. Wiederverbindung der PPP Instanz, die mit dem Anruf assoziiert ist, anfordert. Andernfalls sind die PPP Instanzen 302, 308 „ruhend" („dormant") und die MS 300 führt einen ruhenden Hand-off aus und sendet dann eine Veranlassungsnachricht, die den zweiten PDSN 314 über die neue Position der MS 300 informiert. Es ist für einen Fachmann klar, dass der zweite PDSN 314 auch von mehr als einer PCF/BS 316 versorgt bzw. bedient werden kann, der Einfachheit halber ist aber nur eine PCF/BS 316 gezeigt, die mit dem PDSN 314 gekoppelt ist. Obwohl das Netzwerk über den neuen Ort der MS 300 informiert worden ist, erfordert die MS 300, das zwei neue PPP Instanzen initiiert werden (weit die MS 300 zwei ruhende SR_IDs besitzt, die zu den ruhenden PPP Dienstinstanzen 302, 308 gehören bzw. auf diese zeigen). Die neue PCF/BS 316 und der PDSN 306 besitzen keine Tabellen, die SR_IDs oder R-P IDs auflisten, weil die zwei nötigen PPP Instanzen nicht hergestellt worden sind. Entsprechend werden Datenpakete, die an die MS 300 gesendet werden an den ersten PDSN 304 geleitet, weil die MS 300 nicht eine PPP Instanz mit dem neuen PDSN 314 hergestellt hat. Somit werden für die MS 300 bestimmte Pakete verloren gehen.
  • In einem Ausführungsbeispiel wie in 3B gezeigt, bewegt sich eine MS 318 von der Umgebung eines ersten PDSN 320 und der assoziierten PCF/BS 322 zu der Umgebung bzw. in die Nähe eines zweiten PDSN 324 und der assozi ierten PCF/BS 326 und informiert der zweite PDSN 324 über die Anzahl und Identitäten der PPP Instanzen, die hergestellt werden müssen. Der erste PDSN 320 hatte zwei PPP Instanzen 328, 330 zwischen dem PDSN 320 und der PCF/BS 322 hergestellt, welche ruhend waren, (d.h. nicht zum Übertragen bzw. Senden von Verkehrskanaldaten genutzt wurden). Die verschiedenen hergestellten Verbindungen und Adressen sind in den entsprechenden Tabellen 332, 334 für den PDSN 320 und die PCF/BS 322 aufgenommen. Die Anzahl (zwei) der, und die Identifizierer für, zwei neue erforderliche PPP Instanzen 336, 338 sind vorteilhafterweise eingeschlossen in die Veranlassungsnachricht, die durch die MS 318 gesendet wird. Der Einfachheit halber ist nur eine PCF/BS 322, 326 gezeigt, die jeden entsprechenden PDSN 320, 324 versorgt, aber es ist klar, dass es mehrere PCF/BS geben könnte, die jeden PDSN 320, 324 versorgen. Die Veranlassungsnachricht weist vorteilhafterweise einen Daten-bereit-zum-Senden (Data-Ready-to-Send, DRS) Marker auf, der auf. Null gesetzt sein kann, um dem PDSN 324 die Identität und gesamte Anzahl der Paketdienste, die ruhend sind, anzuzeigen, dadurch es dem PDSN 324 zu erlauben, PPP Instanzen 336, 338 und die erforderlichen R-P Verbindungen zwischen den PDSN 324 und der PCF/BS 326 herzustellen. Falls ein Datenanruf durchgeführt wird, setzt die MS 318 den DRS Marker auf Eins und fordert eine erneute Verbindung oder Herstellen der PPP Instanz 328, 330 an, die mit dem Anruf assoziiert ist. Falls kein Anruf durchgeführt wird, setzt die MS 318 den DRS Marker auf Null und berichtet die SR_IDs für alle ruhenden PPP Dienstinstanzen 328, 330 (SR_IDs 1 und 2), die mit der MS 318 assoziiert sind. Die PCF/BS 326 sendet dann eine Nachricht an den PDSN 324, die die Liste mit SR_IDs und der MS_ID aufweist. Das PDSN 324 stellt zwei PPP Instanzen 336, 338 und zwei (die Anzahl der SR_IDs, die durch die MS 318 berichtet wurden) R-P Verbindungen her. Der PDSN 324 und die PCF/BS 326 aktualisieren dann ihre entsprechenden Tabellen 340, 342. Somit informiert die Liste mit ruhenden SR_IDs den PDSN 324 darüber, wieviele PPP Instanzen 336, 338 initiiert werden müssen, und gibt der PCF/BS 326 genügend Information zum Aktualisieren ihrer R-P/SR_ID Tabelle 342.
  • In einem Ausführungsbeispiel führt eine MS (nicht gezeigt) die in 4 illustrierten Verfahrensschritte aus, wenn sie die Umgebung eines PDSN (auch nicht gezeigt) verlässt und in die Umgebung eines benachbarten PDSN (auch nicht gezeigt) eintritt. Im Schritt 400 bestimmt die MS, ob sie an einem neuen PDSN ankommt. Falls die MS nicht an einem neuen PDSN ankommt, kehrt die MS zurück zum Schritt 400. Falls, andererseits die MS an einem neuen PDSN ankommt, schreitet die MS fort zum Schritt 402. Im Schritt 402 bestimmt die MS, ob sie in einem Datenanruf engagiert ist. Falls die MS in einem Datenanruf engagiert ist, schreitet die MS weiter zum Schritt 404. Falls, andererseits, die MS nicht in einem Datenanruf engagiert ist, schreitet die MS weiter zum Schritt 408.
  • Im Schritt 404 ist die MS im Hand-off engagiert. Die MS schreitet dann weiter zum Schritt 406. Im Schritt 406 sendet die MS eine Veranlassungsnachricht an den neuen PDSN um den PDSN über ihren Ort bzw. ihre Position zu Informieren. Ein DRS Marker ist in der Veranlassungsnachricht auf Eins gesetzt und die MS fordert eine erneute Verbindung oder Herstellung einer PPP Instanz an, die mit dem Datenanruf assoziiert ist. Im Schritt 408 ist die MS engagiert im ruhenden Hand-off. Die MS schreitet dann weiter zum Schritt 410. Im Schritt 410 sendet die MS eine Veranlassungsnachricht an den neuen PDSN um den PDSN über ihren Ort bzw. ihre Position zu informieren. Der DRS Marker in der Veranlassungsnachricht ist auf Null gesetzt und die MS schließt die Anzahl von PPP Instanzen, die herzustellen sind (die Anzahl von ruhenden PPP Instanzen, die mit der MS assoziiert sind) und eine SR_ID, die mit jeder derartigen PPP Instanz assoziiert ist, ein.
  • Somit ist ein neuartiges und verbessertes Verfahren und eine neuartige und verbesserte Vorrichtung zum Anfordern von PPP Instanzen von einem Paketdatendienstnetzwerk beschrieben worden. Für einen Fachmann ist es klar, dass die verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module, Schaltungen und Algorithmusschritte, die im Zusammenhang mit hierin offenbarten Ausführungsbeispielen in Form von elektronischer Hardware, Computersoftware oder Kombinationen aus beiden implementiert werden können. Die verschiedenen illustrativen Komponenten, Blöcke, Module, Schaltungen und Schritte sind allgemein bezüglich ihrer Funktionalität beschrieben worden. Ob die Funktionalität in Form von Hard- oder Software implementiert wird, hängt von der speziellen Anwendung und von Entwurfsrandbedingungen ab, denen das Gesamtsystem unterliegt. Ein Fachmann wird die Austauschbarkeit von Hardware und Software unter diesen Umständen erkennen und wie die beschriebene Funktionalität für jede bestimmte Anwendung am besten zu Implementieren ist. Als Beispiele sind die verschiedenen illustrativen logischen Blöcke, Module, Schaltungen und Algorithmusschritte im Zusammenhang mit den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen beschrieben worden und können implementiert oder ausgeführt werden mit einem digitalen Signalprozessor (DSP), einer anwenderspezifischen integrierten Schaltung (application specific integrated circuit, ASIC), einem feldprogrammierbaren Gate-Array (filed programmable gate array, FPGA), oder einer anderen programmierbaren logischen Einrichtung, diskreten Gatter- oder Transistorlogik, diskreten Hardware-Komponenten wie beispielsweise Registern und FIFO, einem Prozessor, der einen Satz mit Firmware-Instruktionen ausführt, irgendeinem herkömmlichen programmierbaren Software-Modul und einem Prozessor oder irgendeiner Kombination daraus. Der Prozessor kann vorteilhafterweise ein Mikroprozessor sein, alternativ kann der Prozessor aber irgendein herkömmlicher Prozessor, Controller, Mikrocontroller oder eine Zustandsmaschine sein. Das Softwaremodul könnte in einem RAM-Speicher, Flash-Speicher, ROM-Speicher, Registern, Festplatte, Wechselfestplatte, einer CD-Rom oder irgendeiner anderen Form von Speichermedium das in der Technik bekannt ist, residieren. Einem Fachmann wird ferner klar sein, dass die Daten, Instruktionen, Befehle, Informationen, Signale, Bits, Symbole und Chips auf die durchweg in der obigen Beschreibung Bezug genommen worden ist, vorteilhafterweise repräsentiert werden können, durch Spannungen, Ströme, elektromagnetischen Wellen, magnetische Felder oder Teilchen, optische Felder oder Teilchen oder irgendeiner Kombination daraus.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind somit gezeigt und beschrieben worden. Ein Fachmann wird jedoch erkennen, dass zahlreiche Änderungen an den hierin offenbarten Ausführungsbeispielen gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Deshalb soll die vorliegende Erfindung nicht beschränkt sein, außer in Übereinstimmung mit den folgenden Ansprüchen.

Claims (11)

  1. Ein Verfahren zum Informieren bzw. Benachrichtigen eines Paketdatendienstnetzwerks (108) über schlafende bzw. ruhende Netzwerkverbindungen, die mit einer Mobilstation (102) assoziiert sind, wenn sich die Mobilstation (102) von einem ersten Infrastrukturelement (322) des Paketdatendienstnetzwerks zu einem zweiten Infrastrukturelement (326) des Paketdatendienstnetzwerks (108) bewegt, gekennzeichnet dadurch dass das Verfahren den folgenden Schritt aufweist: Übertragen (406, 410) von der Mobilstation (102) einer Nachricht bzw. Botschaft einschließlich einer Anzahl von ruhenden Netzwerkverbindungen die mit der Mobilstation (102) assoziiert sind, und einer Liste mit Identifizerern, die mit den ruhenden Netzwerkverbindungen assoziiert sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ruhenden Netzwerkverbindungen Punkt-zu-Punkt-Protokoll-Verbindungen aufweisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten Infrastrukturelemente (322, 326) Paketdatendienstknoten aufweisen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Identifizierer Dienstreferenzidentifizierer aufweisen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nachricht eine Herkunfts- bzw. Veranlassungsnachricht (origination message) aufweist, und zwar einschließlich eines Indikators das die ruhenden Netzwerkverbindungen ruhend bzw. untätig sind.
  6. Eine Mobilstation (102), die konfiguriert ist zum Informieren eines Paketdatendienstnetzwerks (108) über ruhende bzw. schlafende Netzwerkverbindungen, die mit der Mobilstation (102) assoziiert sind, wenn sich die Mobilstation (102) von einem ersten Infrastrukturelement (322) des Paketdatendienstnetzwerks (108) zu einem zweiten Infrastrukturelement (326) des Paketdatendienstnetzwerks (108) bewegt, wobei die Mobilstation (102) gekennzeichnet ist dadurch dass sie Folgendes aufweist: Mittel zum Übertragen einer Nachricht von der Mobilstation einschließlich einer Anzahl von ruhenden bzw. untätigen Netzwerkverbindungen, die mit der Mobilstation assoziiert sind, und einer Liste mit Identifizierern, die mit den ruhenden Netzwerkverbindungen assoziiert sind.
  7. Mobilstation nach Anspruch 6, wobei die Mittel zum Übertragen ferner Folgendes aufweisen: eine Antenne (110); einen Prozessor, der mit der Antenne gekoppelt ist; und ein prozessorlesbares Medium, das durch den Prozessor ansprechbar ist und einen Satz mit Instruktionen aufweist, die durch den Prozessor ausführbar ist, und zwar zum Erzeugen, Modulieren und Übertragen der Nachricht.
  8. Mobilstation (102) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die ruhenden Netzwerkverbindungen Punkt-zu-Punkt-Protokoll-Verbindungen aufweisen.
  9. Mobilstation (102) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die ersten und zweiten Infrastrukturelemente Paketdatendienstknoten aufweisen.
  10. Mobilstation (102) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Identifizierer Dienstreferenzidentifizierer aufweisen.
  11. Mobilstation (102) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Nachricht eine Herkunfts- bzw. Veranlassungsnachricht (origination message) aufweist, die einen Indikator das die ruhenden Netzwerkverbindungen ruhend bzw. untätig sind, aufweist.
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