DE60225056T2

DE60225056T2 - Verfahren und vorrichtung zum umschalten des zugriffs zwischen mobilnetzwerken

Info

Publication number: DE60225056T2
Application number: DE60225056T
Authority: DE
Inventors: Per-Erik Sundberg
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2001-12-20
Filing date: 2002-12-18
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: DE60225056D1; AU2002358393A1; EP1457081B1; SE0104325D0; WO2003055261A1; ES2297035T3; ATE386411T1; EP1457081A1; US20050013264A1; US7460856B2; JP4409950B2; JP2005513934A

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren und Gerät zum Schalten eines Zugangs für ein Mobilendgerät zwischen sich überlappenden Mobilnetzwerken. Insbesondere wird das Übergabeverfahren zwischen Mobilnetzwerken erleichtert.
Hintergrund
Mobilzugangsnetzwerke sind oft als zellulare Netzwerke gestaltet, die eine Vielzahl von Basisstationen einschließen, die miteinander mittels von schaltenden Knoten verbunden sind, wie zum Beispiel Basisstations-Steuergeräten (BSCs – Basis Station Controllers) und/oder Mobilschaltzentren (MSCs – Mobil Station Controllers). Jede Basisstation stellt eine Funkabdeckung über einen Bereich, der als Zelle bekannt ist, zur Kommunikation über Funkkanäle mit Mobilendgeräten bereit, die in der Zelle lokalisiert sind. Wenn ein kommunizierendes Mobilendgerät sich über eine Zellengrenze bewegt, schaltet seine Funkverbindung zwischen den entsprechenden Basisstationen mittels eines „Übergabe-" oder „Umschalt-Verfahrens" um. Jedem Mobilnetzwerkbetreiber wird ein bestimmtes, begrenztes Funkfrequenzspektrum für Übertragungen zugewiesen und es werden Anstrengungen von Netzwerkgestaltern unternommen, eine hohe Verkehrskapazität innerhalb des zugewiesenen Spektrums bereitzustellen.
Wenn eine Funkverbindung mit Mobilendgeräten aufgebaut wird, werden standardisierte Kommunikationsprotokolle und Funkkanäle, wie zum Beispiel jene, die für GSM, TDMA, PDC, UMTS, usw. definiert sind, zur Übertragung von Sprache und/oder Daten über die Luftschnittstelle sowie innerhalb des Netzwerkes verwendet, die eine bestimmte Datenrate bereitstellen. Heutige, digitale Leitungsvermittelte Funkkanäle, z.B. gemäß dem GSM-Standard, sind primär zur Kommunikation kodierter Sprache gestaltet, die Datenraten von weniger als 10 kbit/s bereitstellen.
Existierende GSM-Netzwerke werden gegenwärtig mit Paketbasierter GPRS-(General Packet Radio Service – Allgemeinpaketfunkdienst)-Technologie erweitert, die eine Paket-geschaltete Funkkommunikation mit verbesserten Datenraten, die zwischen 10 und 120 kbit/s liegen, für Mobilendgeräte mit GPRS-Fähigkeiten bereitstellt. Weitere schaltende Knoten, wie zum Beispiel Schnittstellen-GPRS-Dienstknoten (GGSNs – Gateway GPRS Service Nodes) und bedienende GPRS-Dienstknoten (SGSNs – Serving GPRS Service Nodes) sind in GPRS-Netzwerken eingeschlossen. GSM/GPRS-Netzwerke und andere zellulare Netzwerke stellen typischerweise eine Funkabdeckung über große Bereiche bereit, die oft mehr oder weniger ganze Länder abdecken.
Gegenwärtig entstehen verbesserte drahtlose Zugangstechnologien mit weit größeren Datenraten, wie zum Beispiel WLAN (Wireless Local Area Network – Drahtloses, lokales Bereichsnetzwerk), die viel kleinere Bereiche abdecken und eine so genannte „Punktabdeckung" über Entfernungen um 100 m herum bereitstellen. WLAN steht für eine Vielzahl von drahtlosen Hochgeschwindigkeitstechnologien, z.B. ein Verwenden von Frequenzspringen und Spreizspektrum-Funktechnologien, die hier nicht weiter erläutert werden, für Paket-basierte Funkkommunikation mit Datenraten, die zwischen annähernd 2 bis 54 Mbit/s liegen. Funkkanäle werden in frei verfügbaren Frequenzbändern verwendet, wie zum Beispiel 2,4 GHz und darüber hinaus, die keine Betreiberlizenz erfordern.
Ein WLAN kann eine oder mehrere Funkstationen als Zugangspunkte verwenden, mit denen Mobilendgeräte mit WLAN-Fähigkeiten über vor definierte Funkkanäle verbunden werden können. Eine WLAN-Funkstation kann direkt mit einer Erweiterung eines festen LAN (Local Area Network – Lokales Bereichsnetzwerk) verbunden sein, das wiederum durch unterschiedliche Gateways und/oder Router einen Zugang zu dem globalen Internet oder einem Unternehmens-Intranet bereitstellten kann. Im Falle des Internets wird normalerweise ein Dienst von einem öffentlichen Telekommunikationsbetreiber verwendet.
Ein WLAN stellt typischerweise eine begrenzte Punktabdeckung bereit, die geografisch mit den größeren Abdeckungen von zellularen Netzwerken überlappt, wie zum Beispiel GSM/GPRS-Netzwerken. Die zellularen Netzwerke können oft eine Konnektivität in Stadtgebieten sowie in ländlichen Gebieten bereitstellen, wohingegen WLAN Hochgeschwindigkeitsverbindungen in kleinen Hot-Spot-Bereichen anbieten kann. WLAN für einen öffentlichen Zugang wird gegenwärtig hauptsächlich in Flughäfen, Hotels und Tagungsorten verwendet, was einen schnellen Internetzugang und andere Datendienste für die Besucher bereitstellt.
Heutzutage ist eine Arbeit zum Entwickeln einer Vielzahl neuer Mobildienste im Fortschritt, für die es möglich ist, verwendet zu werden, insbesondere wenn neue Technologien mit größerer Kapazität und höhere Datenraten eingeführt werden. Die Inhalte der neuen Dienste umfassen Sprache, Text, Bilder, Audio-Dateien und Video-Dateien in vielen unterschiedlichen Formaten und Kombinationen. Das Internet-Browsen ist ebenso sehr populär geworden und in den vergangenen Jahren konvergieren die drahtlosen und Internet-Domänen.
Fortschrittlichere Mobilendgeräte sind ebenso auf dem Markt verfügbar, die mit einer Funktionalität bereitgestellt sind, die mit den neuen Diensten übereinstimmt. Darüber hinaus ist es möglich, unterschiedliche Mobilendgeräte zu kombinieren. Zum Beispiel kann ein tragbarer Laptop-Computer mit einem Mobiltelefon mittels eines Kabels oder einer drahtlosen Schnittstelle verbunden werden, wie zum Beispiel einer Bluetooth-Funkschnittstelle. Das Mobiltelefon kann dann als eine Funkeinheit verwendet werden, die einen Zugang über ein zellulares Netzwerk bereitstellt, wie zum Beispiel ein GSM/GPRS-Netzwerk und das Laptop wird als eine verbesserte Benutzerschnittstelle verwendet, wohingegen das Mobiltelefon als ein „Modem" agiert. Laptop-Computer können ebenso mit einem Funkgerät, z.B. implementiert als eine PCCARD oder Ähnliches, für einen Funkzugang zu einem WLAN bereitgestellt sein. Alternativ können mehrere Funkgeräte in ein einzelnes Endgerät z.B. einen Laptop-Computer, für eine Funkkommunikation mit unterschiedlichen Netzwerken integriert sein, wie zum Beispiel ein WLAN und ein GSM/GPRS-Netzwerk.
Für Benutzer mit einer Mobilendgerätausrüstung, die in der Lage einer Funkkommunikation über Mehrfachzugangsnetzwerke ist, entweder als ein einzelnes, integriertes Gerät oder als mehrere, verbundene Geräte, ist es wünschenswert, dass das Mobilendgerät automatisch mit dem Zugangsnetzwerk verbunden wird, das die höchsten Datenraten bereitstellt, falls gegenwärtig mehr als ein Netzwerk verfügbar ist. Der Benutzer profitiert dann von den best-verfügbaren Kommunikationsmöglichkeiten an jedem gegebenen Ort. Zum Beispiel will ein Benutzer mit einem Laptop mit WLAN-Fähigkeiten, der mit einem Mobiltelefon mit GSM/GPRS-Fähigkeiten verbunden ist, einen Zugang zu einem WLAN umschalten, statt mit dem begrenzteren GSM/GPRS-Netzwerk verbunden zu werden.
In der eigenen PCT-Anmeldung des Anmelders WO 01/35585 ist ein Mechanismus zum Auswählen der „besten" und optimalen Netzwerkverbindung beschrieben, wenn mehr als ein Netzwerk für ein oder mehrere Endgeräte verfügbar ist. Die Auswahl wird bezüglich Faktoren durchgeführt, wie zum Beispiel einer verfügbaren Bandbreite, einer Abrechnungsrate, einer Qualität, individuellen Vorzügen usw..
Ein Zugangsschalter zwischen zwei Netzwerken erfordert, dass eine neue Funkverbindung mit dem neuen Netzwerk aufgebaut wird, die die Erzeugung eines neuen Kommunikationssitzungskontextes umfasst. Die vorliegende Erfindung bezweckt ein Erleichtern des Schaltens von Zugang zwischen unterschiedlichen Netzwerken mit gewährleisteter Sicherheit.
Ein Erzeugen eines Kommunikationssitzungskontextes umfasst ein Durchführen gewisser vordefinierter Verfahren zur Authentifizierung, Autorisierung und Abrechnung, die manchmal kurz als AAA bezeichnet werden. Zellulare Netzwerke verwenden AAA-Routinen gemäß ihren standardisierten Kommunikationsprotokollen, die als einen ziemlich hohen Sicherheitslevel aufweisend betrachtet werden. Zum Beispiel kann jedes Mobiltelefon mit einem geheimen Identitätscode oder Ähnlichem bereitgestellt werden, der in dem Netzwerk bekannt ist und zur Authentifizierung und/oder zum Erzeugen von Verschlüsselungsschlüsseln verwendet wird. Der Identitätscode kann in einer Smart-Card gespeichert sein, wie zum Beispiel einer SIM-(Subscriber Identity Modul – Teilnehmeridentitätsmodul)-Karte, wie bei GSM verwendet, die zwischen unterschiedlichen Endgeräten beweglich ist.
Eine WLAN-Verbindung kann mittels eines Zertifikats gesichert werden, das in dem Endgerät gespeichert ist, das als vertrauenswürdig betrachtet wird und verwendet wird, um die Identität des Benutzers oder Teilnehmers zu verifizieren. Das Zertifikat kann ebenso zum Erzeugen unterschiedlicher Verschlüsselungsschlüssel und/oder Sitzungsschlüssel verwendet werden, um das Endgerät zu authentifizieren und eine andauernde Sitzung gemäß wohlbekannter Techniken zu schützen, die hier nicht weiter erläutert werden. Das Zertifikat kann von einer Zertifizierungsbehörde ausgegeben werden und kann einen oder mehrere Geheim-Codes umfassen. Jedoch sind derartige Geheim-Codes, Zertifikate und Verschlüsselungsschlüssel schwerfällig zu administrieren und zu verteilen, insbesondere für Teilnehmer der allgemeinen Öffentlichkeit.
Zusätzlich zum Verwenden gespeicherter Codes und Zertifikaten in dem Endgerät erfordern einige Dienste, z.B. Internet-Dienste, ein Login-Verfahren, das ein geteiltes Geheimnis umfasst, normalerweise eine Benutzer-ID/Passwort-Kombination.
In den vorliegenden Lösungen ist, wenn ein Mobilendgerät mit mehreren Fähigkeiten von einem ersten Netzwerk zu einem zweiten Netzwerk umschaltet, es ein Problem, dass der Sitzungskontext der ersten Verbindung verloren wird und ein neuer Sitzungskontext mit dem zweiten Netzwerk hergestellt werden muss, was unter Anderem ein neues Authentifizierungsverfahren umfasst. Dies ist der Fall, wenn zum Beispiel zwischen einem GSM/GPRS-Netzwerk und einem WLAN in einer Richtung von beiden umgeschaltet wird. Der neue Sitzungskontext kann weiter unterschiedliche Benutzerschnittstellenmerkmale, verfügbare Dienste und Abrechnungsraten bestimmen, als von dem zweiten Netzwerk vorgeschrieben.
Ein Aufbauen eines Sitzungskontextes ist ein ziemlich komplexes Verfahren und falls auf zwei unterschiedliche Netzwerke zugegriffen werden soll, sind zwei getrennte Authentifizierungsmechanismen mit einem bestimmten Sicherheitslevel erforderlich, von denen jedes die Verteilung und das Speichern geheimer Codes und/oder Zertifikaten umfasst. Weiter benötigen beide Netzwerke einen oder mehrere Knoten mit geschützten Verbindungen zum Durchführen der Authentifizierungsroutinen.
Es ist wünschenswert, das Handhaben von geteilten Geheimnissen zwischen einem Teilnehmer und Netzwerkbetreibern zu verringern, wobei zur gleichen Zeit eine Sicherheit aufrechterhalten wird. Es ist ebenso wünschenswert, dass die Menge an ausgetauschter Information und eine Verarbeitungsarbeit minimiert werden, wenn zwischen Netzwerken geschaltet wird, zum Verringern der Last auf den Übertragungsressourcen und um Verzögerungen zu verringern.
WO 01 581 77-A2 offenbart, dass eine Mobilstation eine Verbindung zwischen unterschiedlichen Funkzugangsdomänen umschaltet, die unterschiedliche Funktechnologien verwenden. Eine Übergabe wird mittels zentraler Knoten ausgewählt und überwacht, die die Funkzugangsdomänen steuern, die zu dem gleichen Mobilkommunikationsnetzwerk gehören. Außer einem kurzen Erwähnen, dass ein Sicherheitsagent verifiziert, dass eine Authentifizierung stattgefunden hat, ist kein Authentifizierungsverfahren in diesem Dokument beschrieben.
WO 00/41427-A2 offenbart, dass eine Mobileinheit eine Verbindung bei einer Übergabe zwischen unterschiedlichen, stationären Einheiten umschaltet, die die gleiche Funktechnologie verwenden und zu einer gemeinsamen administrativen Netzwerkdomäne gehören. Zuvor aufgebaute Sicherheitsverknüpfungen werden bei der neuen Verbindung wieder verwendet, um eine Neuaushandlung während der Übergabe zu vermeiden. Spezifische, vorbestimmte Nachrichten müssen dann zwischen den stationären Einheiten innerhalb des gemeinsamen administrativen Netzwerkes hergestellt und übertragen werden.
Zusammenfassung
Das Ziel dieser Erfindung ist es, die oben dargestellten Probleme zu beseitigen. Dieses und andere Ziele werden durch Bereitstellen eines Verfahrens und Gerätes zum Umschalten von Zugang für ein Mobilendgerät zwischen Mobilnetzwerken gemäß den angehängten, unabhängigen Ansprüchen 1, 10 und 15 erhalten. Das Mobilendgerät umfasst ein erstes Funkgerät, das in der Lage einer Kommunikation mit einem ersten Mobilnetzwerk ist und ein zweites Funkgerät, das in der Lage einer Kommunikation mit einem zweiten Mobilnetzwerk ist, wobei das erste und zweite Funkgerät miteinander verbunden sind. Das zweite Mobilnetzwerk weist eine Priorität über das erste Mobilnetzwerk auf, zum Beispiel durch Anbieten einer höheren Übertragungsbitrate, einer höheren Qualität und/oder von verbesserten Diensten.
Gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Zugangsanfrage an das erste Mobilnetzwerk von dem Mobilendgerät durchgeführt, das das erste Funkgerät verwendet. Eine erste Verbindung wird zwischen dem ersten Funkgerät und dem ersten Mobilnetzwerk autorisiert und hergestellt. Nutzlastdaten können dann über die erste Verbindung mit der begrenzten Bitrate/Qualität/Diensten wie von dem ersten Mobilnetzwerk angeboten kommuniziert werden. Wenn es später detektiert wird, dass das Mobilendgerät in einem Abdeckungsbereich des zweiten Mobilnetzwerkes vorliegt, wird eine Authentifizierungsinformation zwischen dem ersten Funkgerät und einer Authentifizierungseinheit in dem ersten Mobilnetzwerk ausgetauscht. Eine zweite Verbindung wird dann zwischen dem zweiten Funkgerät und dem zweiten Mobilnetzwerk basierend auf der Autorisierung autorisiert und hergestellt, die für die erste Verbindung mit dem ersten Mobilnetzwerk durchgeführt ist, wobei die ausgetauschte Authentifizierungsinformation von dem zweiten Funkgerät zum Zugreifen auf das zweite Mobilnetzwerk verwendet wird.
In dieser Weise beruht eine Autorisierung der zweiten Verbindung auf der Autorisierung, die für die erste Verbindung durchgeführt wird, wodurch im Wesentlichen ein Zugangsschalten von dem ersten zu dem zweiten Netzwerk erleichtert wird. Der Sicherheitslevel des ersten Netzwerkes wird ebenso aufrechterhalten und für das zweite Mobilnetzwerk verwendet.
Die ausgetauschte Authentifizierungsinformation kann Login-Information und einen oder mehrere Verschlüsselungsschlüssel gemäß einer vorbestimmten Authentifizierungsübereinkunft zwischen dem ersten und zweiten Mobilnetzwerk umfassen.
Nutzlastdaten, die zwischen dem zweiten Funkgerät und dem zweiten Mobilnetzwerk in der zweiten Verbindung kommuniziert werden, können dann durch den einen oder mehrere ausgetauschte Verschlüsselungsschlüssel geschützt werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiter ein Mobilendgerät mit einem ersten Funkgerät, das in der Lage einer Kommunikation mit einem ersten Mobilnetzwerk ist und ein zweites Funkgerät, das in der Lage einer Kommunikation mit einem zweiten Netzwerk ist, wobei die ersten und zweiten Funkgeräte miteinander verbunden sind und das zweite Mobilnetzwerk eine Priorität über das erste Mobilnetzwerk aufweist. Das erste Funkgerät umfasst eine Vorrichtung zum Durchführen einer Zugangsanfrage an das erste Mobilnetzwerk und Vorrichtungen zum Autorisieren und Herstellen einer ersten Verbindung zwischen dem ersten Funkgerät und dem ersten Mobilnetzwerk. Das erste Funkgerät umfasst weiter eine Vorrichtung zum Austauschen von Authentifizierungsinformation mit einer Authentifizierungseinheit in dem ersten Mobilnetzwerk in Reaktion auf die Detektion des Vorliegens des Mobilendgerätes in einem Abdeckungsbereich des zweiten Mobilnetzwerkes. Das zweite Funkgerät umfasst eine Vorrichtung zum Autorisieren und Herstellen einer zweiten Verbindung mit dem zweiten Mobilnetzwerk durch Verwenden der Authentifizierungsinformation, die zwischen dem ersten Funkgerät und der Authentifizierungseinheit in dem ersten Mobilnetzwerk ausgetauscht wird.
Die vorliegende Erfindung umfasst weiter eine Authentifizierungseinheit in einem ersten Mobilnetzwerk zum Authentifizieren eines Mobilendgerätes mit einem ersten Funkgerät, das in der Lage einer Kommunikation mit dem ersten Mobilnetzwerk ist und ein zweites Funkgerät, das in der Lage einer Kommunikation mit einem zweiten Mobilnetzwerk ist, wobei die ersten und zweiten Funkgeräte miteinander verbunden sind und das zweite Mobilnetzwerk eine Priorität über das erste Mobilnetzwerk aufweist. Die Authentifizierungseinheit umfasst eine Vorrichtung zum Autorisieren und Herstellen einer ersten Verbindung zwischen dem ersten Funkgerät und dem ersten Mobilnetzwerk in Reaktion auf eine Zugangsanfrage von dem ersten Funkgerät. Die Authentifizierungseinheit umfasst weiter eine Vorrichtung zum Austauschen von Authentifizierungsinformation mit dem ersten Funkgerät in Reaktion auf die Detektion des Vorliegens des Mobilendgerätes in einem Abdeckungsbereich des zweiten Mobilnetzwerkes, wobei das zweite Funkgerät angeordnet ist, nachfolgend die ausgetauschte Authentifizierungsinformation zum Zugreifen auf das zweite Netzwerk zu verwenden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nun in größerem Detail und unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine schematische Ansicht eines Kommunikationsszenarios ist, in dem die Erfindung implementiert sein kann.
2 ist ein schematisches Signaldiagramm eines Verfahrens zum Umschalten zwischen zwei Netzwerken.
Detaillierte Beschreibung
1 ist eine schematische Ansicht eines beispielhaften Kommunikationsszenarios, in dem die vorliegende Erfindung implementiert sein kann. 100 bezeichnet eine Mobilendgerätausrüstung, mit im Allgemeinen einem ersten Funkgerät 102 und einem zweiten Funkgerät 104 zur Kommunikation mit ersten beziehungsweise zweiten Mobilzugangsnetzwerken 106 und 107. Mittels eines Beispiels kann das erste Funkgerät 102 ein Mobiltelefon zur Funkkommunikation mit einem zellularen Netzwerk 106 sein und das zweite Funkgerät 104 kann ein Laptop-Computer sein, der mit einer PCCARD oder Ähnlichem zur Funkkommunikation mit einem WLAN 108 ausgerüstet ist. Das Mobiltelefon 102 und der Laptop 104 sind mittels einer Kommunikationsverbindung miteinander verbunden, wie zum Beispiel einem Kabel, einer Bluetooth-Schnittstelle oder einer Infrarotverbindung. Die Funktionalität sowohl des Mobiltelefons 102 als auch des Laptops 104 können daher verwendet werden, ungeachtet dessen, welches Netzwerk verbunden ist.
Es sollte selbstverständlich sein, dass das Mobilendgerät 100 in 1 lediglich logisch als zwei Funkgeräte 102, 104 dargestellt ist, sondern in vielen alternativen Weisen des Umfangs der vorliegenden Erfindung gestaltet sein kann. Zum Beispiel kann das Mobilendgerät 100 stattdessen eine integrierte Einheit sein, wie zum Beispiel ein einzelnes Laptop mit einer PCCARD oder ein einzelnes Mobiltelefon, die beide in der Lage einer Funkkommunikation mit beiden Netzwerken 106 und 108 sind.
Beide Netzwerke 106, 108 werden weiter mit einem Rückgratnetzwerk 110 verbunden, das das Internet sein kann, ein Intranet, ein festes öffentliches oder privates Netzwerk oder irgendeine Kombination derartiger Netzwerk. Ein Server 112 ist mit dem Rückgratnetzwerk 110 verbunden, der in diesem Fall einen Dienst für das Mobilendgerät 100 bereitstellt.
Das erste Netzwerk 106 deckt ein breites geografisches Gebiet ab und das zweite Netzwerk 108 deckt einen begrenzten, überlappenden Punktbereich ab und kann eine höhere Datenübertragungsrate als das erste Netzwerk 106 bereitstellen. Es wird daher vorgezogen, dass das Mobilendgerät 100 mit dem zweiten Netzwerk 108 verbunden wird, wenn dieses innerhalb des Punktabdeckungsbereiches des zweiten Netzwerkes 108 ist. Das zweite Netzwerk 108 kann ebenso eine höhere Qualität oder verbesserte Dienste bereitstellen. Allgemein gesprochen, weist das zweite Netzwerk 108 eine Priorität über das erste Netzwerk 106 auf.
Das erste Netzwerk 106 umfasst eine Authentifizierungseinheit 114, die Zugriff auf unterschiedliche Authentifizierungsinformation aufweist, die zum Authentifizieren des Mobilendgerätes 100 verwendet wird. Die Authentifizierungsinformation wird in einer Datenbank gespeichert, wie zum Beispiel einem HLR (Home Location Register – Heimatortregister), nicht gezeigt, und kann Identitäts-Codes und/oder Zertifikate einschließen, die mit ähnlicher Information übereinstimmen, die in dem Endgerät oder in einer SIM-Karte oder Ähnlichem gespeichert ist, die darin eingesetzt ist.
Ein beispielhaftes Verfahren wird nun zum Zugreifen auf das erste Netzwerk 106 und dann zum Umschalten eines Zugangs zu dem zweiten Netzwerk 108 mit Bezug auf ein Signaldiagramm in 2 beschrieben. Entsprechende Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet.
Zunächst führt das Mobilendgerät 100 einen Zugang zu dem ersten Netzwerk 106 unter Verwendung des ersten Funkgerätes 102 in einem ersten Schritt 200 durch. Wenn die Verbindung aufgebaut wird, wird ein Sitzungs-Kontext hergestellt, der ein Authentifizierungsverfahren einschließt. Der Sitzungs-Kontext kann weiter Einstellungsparameter einschließen, wie zum Beispiel Benutzerschnittstellenmerkmale, Dienstmerkmale, eine Abrechnungsrate und Kommunikationsprotokolle, einschließlich einer Datenrate.
Das Authentifizierungsverfahren umfasst ein Austauschen von Geheim-Codes und/oder Zertifikaten zwischen dem Mobilendgerät 100 und der Authentifizierungseinheit 114 in einem Schritt 202 gemäß einer Routine, die in dem ersten Netzwerk 106 vordefiniert ist. Falls zum Beispiel das erste Netzwerk 106 ein GSM/GPRS-Netzwerk ist, wird eine SIM-Karte in einem Mobiltelefon verwendet. Unterschiedliche Netzwerktypen weisen ihre eigenen, spezifischen, vordefinierten Authentifizierungsverfahren wie von standardisierten Protokollen vorgeschrieben auf, die hier nicht weiter beschrieben werden.
Wenn der Sitzungs-Kontext erzeugt ist und eine Verbindung autorisiert ist, kann das Mobilendgerät 100 beginnen Nutzlastdaten über das erste Netzwerk 106 zu kommunizieren, in diesem Fall mit einem Server 112, der einen Dienst an das Mobilendgerät 100 bereitstellt, in einem Schritt 204. Die Datenrate ist dann auf die Bitrate begrenzt, die von dem ersten Netzwerk 106 angeboten wird. Da die zwei Funkgeräte 102, 104 miteinander verbunden sind, kann die Funktionalität und Benutzerschnittstelle von beiden von einem Benutzer verwendet werden, wie zuvor beschrieben. Zum Beispiel kann eine IP-(Internet-Protokoll)-Verbindung zwischen einem Mobiltelefon 102 und einem Paket-Kernnetzwerk, nicht gezeigt, in dem ersten Netzwerk 106 hergestellt werden, wobei die IP-Verbindung für einen Laptop-Computer verfügbar sein kann, der mit dem Mobiltelefon 102 verbunden ist.
Falls sich das Mobilendgerät 100 in dem Abdeckungsbereich des zweiten Zugangsnetzwerkes 108 bewegt, kann dieses automatisch in einem Schritt 206 detektiert werden, vorzugsweise mittels des zweiten Funkgerätes 104. Das Vorliegen des Mobilendgerätes in dem Abdeckungsbereich des zweiten Netzwerkes 108 kann in der Tat in unterschiedlichen Weisen detektiert werden. Drei unterschiedliche Alternativen sind unten gezeigt:

1. Das zweite Netzwerk 108 überträgt ein Identifikationssignal, das das Mobilendgerät 100 in dem zweiten Funkgerät 104 detektieren kann, wie zum Beispiel eine PCCARD oder Ähnliches, die in einem Laptop-Computer installiert ist. Zum Beispiel können in einem WLAN Zugangspunkte kontinuierlich einen Identifikator übertragen, der typischerweise als ESSID (Extended Service Set Identifier – erweiterter Dienstsatzidentifikator) und/oder SSID bezeichnet wird, die das zweite Funkgerät 104 empfangen und als das WLAN identifizierend erkennen kann.
2. Das zweite Funkgerät 104 überträgt ein Identifikationssignal, das von dem zweiten Netzwerk 108 detektiert wird, das dann das Funkgerät 104 demgemäß benachrichtigen kann.
3. Eine Lokalisierungsfunktion bestimmt, dass das Mobilgerät 100 innerhalb des zweiten Netzwerkes 108 lokalisiert ist. Die Lokalisierung kann von einer GPS-(Global Location System – Globales Ortungssystem)-Einheit durchgeführt werden oder von einer Funktion in dem ersten Netzwerk, wie zum Beispiel einer Triangulation. Derartige Lokalisierungsfunktionen werden gegenwärtig für z.B. ein Übertragen Orts-abhängiger Nachrichten an Mobilendgeräte und für Suchzwecke verwendet. Die GPS-Einheit oder das erste Netzwerk 106 können dann das Mobilendgerät 100 entsprechend benachrichtigen.

Wenn die Verfügbarkeit des zweiten Netzwerkes 108 für das zweite Mobilendgerät 100 detektiert worden ist, wie in Schritt 206 beschrieben, wird eine neue Verbindung mit dem zweiten Netzwerk 108 basierend auf dem Autorisieren für die Verbindung mit dem ersten Netzwerk 106 autorisiert, das in Schritt 202 durchgeführt wird. Die erste Funkeinheit 102 und die Authentifizierungseinheit 114 tauschen dann Informationen in einem Schritt 208 zum Autorisieren und Herstellen der neuen Verbindung mit dem zweiten Netzwerk 108 aus.
Die zweite Funkeinheit 102 kann durch Senden einer Zugangsanforderung beginnen. Die Authentifizierungseinheit 114 antwortet dann durch Senden von Login-Information, wie zum Beispiel einer Login-Identität und eines temporären Passwortes, das das Mobilendgerät 100 verwenden kann, wenn es auf das zweite Netzwerk 108 mittels der zweiten Funkeinheit 104 zugreift. Die Authentifizierungseinheit 11 kann ebenso einen oder mehrere Verschlüsselungsschlüssel senden, die während dem Login-Verfahren und/oder während der Kommunikationssitzung verwendet werden sollen. Das erste Netzwerk 106 weist eine vorbestimmte Authentifizierungsübereinkunft mit dem zweiten Netzwerk 108 auf, das für das Mobilendgerät 100 gültig ist, einschließlich ausgetauschter Login-Information und Verschlüsselungsschlüssel, die daher in dem zweiten Netzwerk 108 bekannt sind.
Das zweite Netzwerk 108 und die zweite Funkeinheit 104 tauschen dann unterschiedliche Nachrichten zum Aufbauen eines neuen Sitzungs-Kontextes in einem Schritt 210 unter Verwendung der Login-Information und Verschlüsselungsschlüssel aus, die in Schritt 208 erhalten werden.
In dieser Weise wird die Authentifizierung, die mit dem ersten Netzwerk 106 in Schritt 202 durchgeführt wird, zum Autorisieren der nächsten Sitzung mit dem zweiten Netzwerk 108 in Schritt 210 verwendet. Zum Beispiel kann das zweite Netzwerk 108 einen Teilnehmeradministrationsserver umfassen, der vereinbarte Login-Information und darin gespeicherte Verschlüsselungsschlüssel aufweist. Der Teilnehmeradministrationsserver des zweiten Netzwerkes 108 kann mit der Authentifizierungseinheit 114 des ersten Netzwerkes 106 in einem Server integriert sein, der mit beiden Netzwerken 106, 108 verbunden ist.
Daher wird der hohe Sicherheitslevel, der in dem ersten Netzwerk 106 angeboten wird, von dem zweiten Netzwerk verwendet, ohne dessen eigene Administration und Verteilung von Geheim-Codes und Zertifikaten zu benötigen. Das Authentifizierungsverfahren in Schritt 210 wird ebenso durch Verringern der Menge an ausgetauschter Information ermöglicht, wodurch ebenso die Verzögerungen und eine Übertragungslast verringert werden.
Wenn der nächste Sitzungs-Kontext hergestellt wird und eine Verbindung mit dem zweiten Netzwerk 108 autorisiert wird, kann das Mobilendgerät 100 Nutzlastdaten mit dem Server 112 mittels des zweiten Funkgerätes 104 in einem Schritt 212 kommunizieren. In diesem Fall wird dann die Datenrate auf die höhere Bitrate erhöht, die von dem zweiten Netzwerk 106 angeboten wird. Weiter können die kommunizierten Nutzlastdaten durch Verschlüsselungsschlüssel geschützt werden, die von der Authentifizierungseinheit 114 über das erste Netzwerk 106 während Schritt 208 ausgegeben werden. Die Zugangsumschaltung zu dem zweiten Netzwerk 108 ist voll automatisch, was keine weiteren Anstrengungen von einem Benutzer erfordert.
Falls sich das Mobilendgerät 100 aus einer Funkabdeckung des zweiten Netzwerkes 108 bewegt, bricht die Verbindung in einem Schritt 214 zusammen und die Sitzung kehrt automatisch zu dem ersten Netzwerk 106 mittels des ersten Funkgerätes 102 in einem Schritt 216 zurück. Da diese Verbindung bereits in Schritt 202 autorisiert wurde, sind keine weiteren Authentifizierungsaktionen erforderlich.
In der Praxis kann die Erfindung in einem Computerprogramm zur Verwendung in dem Mobilendgerät 100 implementiert sein und in einem Computerprogramm zur Verwendung der Authentifizierungseinheit 114.
Durch Verwenden der beschriebenen Erfindung wird ein Zugangsschalten zwischen zwei Netzwerken mit aufrechterhaltener Sicherheit ermöglicht, ohne manuelle Anstrengungen von einem Nutzer zu erfordern. Ebenso werden Verzögerungen und eine Übertragungslast verringert.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf spezifische beispielhafte Ausführungen beschrieben worden ist, wird diese durch die angehängten Ansprüche definiert.

Claims

Verfahren zum Schalten eines Zugangs für ein Mobilendgerät (100) zwischen einem ersten Mobilnetzwerk (106) und einem zweiten unterschiedlichen Mobilnetzwerk (108), wobei das Mobilendgerät ein erstes Funkgerät (102) und ein zweites Funkgerät (104) umfasst, die in der Lage einer Kommunikation mit dem ersten beziehungsweise zweiten Mobilnetzwerk sind, wobei die ersten und zweiten Funkgeräte miteinander verbunden sind und das zweite Mobilnetzwerk eine Priorität über das erste Mobilnetzwerk aufweist, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: – A) Durchführen einer Zugangsanforderung zu dem ersten Mobilnetzwerk durch das Mobilendgerät unter Verwendung des ersten Funkgerätes, und – B) Autorisieren und Herstellen einer ersten Verbindung zwischen dem ersten Funkgerät und dem ersten Mobilnetzwerk, gekennzeichnet durch die folgenden, weiteren Schritte: – C) Austauschen von Authentifizierungsinformation zwischen dem ersten Funkgerät und einer Authentifizierungseinheit (114) in dem ersten Mobilnetzwerk, wenn es detektiert wird, dass das Mobilendgerät in einem Abdeckungsbereich des zweiten Mobilnetzwerkes vorliegt und – D) Autorisieren und Herstellen einer zweiten Verbindung zwischen dem zweiten Funkgerät und dem zweiten Mobilnetzwerk, basierend auf dem Autorisierungsschritt B) für die erste Verbindung mit dem ersten Mobilnetzwerk, wobei die Authentifizierungsinformation, die in Schritt C) ausgetauscht wird, von dem zweiten Funkgerät zum Zugreifen auf das zweite Mobilnetzwerk verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgetauschte Authentifizierungsinformation Login-Information gemäß einer vorbestimmten Authentifizierungsübereinkunft zwischen dem ersten und dem zweiten Mobilnetzwerk (106, 108) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgetauschte Authentifizierungsinformation weiter einen oder mehrere Verschlüsselungsschlüssel gemäß der vorbestimmten Authentifizierungsübereinkunft umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Nutzlastdaten zwischen dem zweiten Funkgerät (104) und dem zweiten Mobilnetzwerk (108) in der in Schritt D) autorisierten Verbindung kommuniziert werden, wobei die kommunizierten Nutzlastdaten durch einen oder mehrere ausgetauschte Verschlüsselungsschlüssel geschützt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilendgerätpräsenz in dem Abdeckungsbereich des zweiten Netzwerkes (108) durch das zweite Funkgerät (104) detektiert wird, das ein Identifikationssignal detektiert, das von dem zweiten Mobilnetzwerk übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilendgerätepräsenz in dem Abdeckungsbereich des zweiten Mobilnetzwerkes (108) von dem zweiten Mobilnetzwerk detektiert wird, das ein Identifikationssignal detektiert, das von dem zweiten Funkgerät (104) übertragen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilendgerätpräsenz in dem Abdeckungsbereich des zweiten Mobilnetzwerkes (108) von einer Lokalisierungsfunktion detektiert wird, die bestimmt, dass das Mobilendgerät (100) innerhalb des Abdeckungsbereiches des zweiten Mobilnetzwerkes lokalisiert ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das erste Funkgerät (102) ein Mobiltelefon ist, das erste Mobilnetzwerk (106) ein GSM/GPRS-Netzwerk ist, das zweite Funkgerät (104) eine PCCARD in einem Laptop-Computer ist, der mit dem Mobiltelefon verbunden ist und das zweite Mobilnetzwerk (108) ein WLAN ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das erste Mobilnetzwerk (106) einen breiten geografischen Bereich abdeckt und das zweite Mobilnetzwerk (108) einen begrenzten überlappenden Punktbereich abdeckt.
Mobilendgerät (100) mit einem ersten Funkgerät (102) und einem zweiten Funkgerät (104), die in der Lage einer Kommunikation mit einem Mobilnetzwerk (106) beziehungsweise einem zweiten unterschiedlichen Mobilnetzwerk (108) sind, wobei die ersten und zweiten Funkgeräte miteinander verbunden sind und das zweite Mobilnetzwerk eine Priorität über das erste Mobilnetzwerk aufweist, wobei das erste Funkgerät umfasst: – eine Vorrichtung zum Durchführen einer Zugangsanforderung zu dem ersten Mobilnetzwerk, und – eine Vorrichtung zum Autorisieren und Herstellen einer ersten Verbindung zwischen dem ersten Funkgerät und dem ersten Mobilnetzwerk, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Funkgerät weiter umfasst: – eine Vorrichtung zum Austauschen von Authentifizierungsinformation mit einer Authentifizierungseinheit (114) in dem ersten Mobilnetzwerk in Reaktion auf die Detektion eines Vorliegens eines Mobilendgerätes in einem Abdeckungsbereich des zweiten Mobilnetzwerkes, und dass das zweite Funkgerät umfasst: – eine Vorrichtung, die angeordnet ist, die Authentifizierungsinformation zu verwenden, die zwischen dem ersten Funkgerät und der Authentifizierungseinheit in dem ersten Mobilnetzwerk ausgetauscht wird, um eine Verbindung mit dem zweiten Mobilnetzwerk zu autorisieren und herzustellen.
Mobilendgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Funkgerät (102) weiter eine Vorrichtung zum Empfangen von Login-Information gemäß einer vorbestimmten Authentifizierungsübereinkunft zwischen dem ersten und zweiten Mobilnetzwerk (106, 108) umfasst.
Mobilendgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Funkgerät (102) weiter eine Vorrichtung zum Empfangen einer oder mehrerer Verschlüsselungsschlüssel gemäß der vorbestimmten Authentifizierungsübereinkunft umfasst.
Mobilendgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Funkgerät (104) weiter eine Vorrichtung zum Detektieren eines Identifikationssignals umfasst, das von dem zweiten Mobilnetzwerk (108) übertragen wird.
Mobilendgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das erste Funkgerät (102) ein Mobiltelefon ist, das in der Lage einer Kommunikation mit einem GSM/GPRS-Netzwerk ist, und das zweite Funkgerät (104) eine PCCARD oder ein Laptop-Computer ist, die in der Lage einer Kommunikation mit einem WLAN sind.
Authentifizierungseinheit (114) in einem ersten Mobilnetzwerk (106) zum Authentifizieren eines Mobilendgerätes (100) mit einem ersten Funkgerät (102) und einem zweiten Funkgerät (104), die in der Lage einer Kommunikation mit dem ersten Mobilnetzwerk beziehungsweise einem zweiten, unterschiedlichen Mobilnetzwerk sind, wobei das erste und zweite Funkgerät miteinander verbunden sind und das zweite Mobilnetzwerk eine Priorität über das erste Mobilnetzwerk aufweist, wobei die Authentifizierungseinheit umfasst: eine Vorrichtung zum Autorisieren und Herstellen einer ersten Verbindung zwischen dem ersten Funkgerät und dem ersten Mobilnetzwerk in Reaktion auf eine Zugangsanforderung von dem ersten Funkgerät, dadurch gekennzeichnet, dass die Authentifizierungseinheit weiter umfasst: eine Vorrichtung zum Austauschen von Authentifizierungsinformation mit dem ersten Funkgerät in Reaktion auf die Detektion des Vorliegens des Mobilendgerätes in einem Abdeckungsbereich des zweiten Mobilnetzwerkes, wobei das zweite Funkgerät angeordnet ist, nachfolgend die ausgetauschte Authentifizierungsinformation zum Zugreifen auf das zweite Mobilnetzwerk zu verwenden.
Authentifizierungseinheit nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Übertragen von Login-Information an das Mobilendgerät (100) gemäß einer vorbestimmten Authentifizierungsübereinkunft zwischen dem ersten und zweiten Mobilnetzwerk (106, 108).
Authentifizierungseinheit nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Übertragen einer oder mehrerer Versschlüsselungsschlüssel an das Mobilendgerät (100) gemäß einer vorbestimmten Authentifizierungsübereinkunft.