DE102004004681A1

DE102004004681A1 - Verfahren zum Durchführen eines Handovers in IP-Basierten Funknetzen

Info

Publication number: DE102004004681A1
Application number: DE102004004681A
Authority: DE
Inventors: Bangnan Dr. Xu; Dmitrv Sivchenko
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2005-08-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung eines Handovers von mobilen Kommunikationsendeinrichtungen in IP-basierten Funknetzen. DOLLAR A Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen neuen und wesentlich verbesserten Weg aufzuzeigen, mit dessen Hilfe ein in Bezug auf den Wechsel eines Funktversorgungsbereiches zeitnaher Informationsaustausch zur Routenaktualisierung in IP-basierten Funknetzen ermöglicht wird. DOLLAR A Die Erfindung schlägt ein Verfahren zur Durchführung eines Handovers von einer mobilen Kommunikationsendeinrichtung (5) in wenigstens einem IP-basierten Funknetz von einer ersten an eine zweite Funknetz-Zugangseinrichtung (2, 3) vor, wobei jeweils von den Einrichtungen (2 ,3, 5) empfangene oder zu versendende Datenpakete in wenigstens zwei Protokollschichten, einer IP-Schicht (6) und einer darunter liegenden DLC-Schicht (7) bearbeitet werden und zum Versenden bearbeitete Datenpakete in einer Datenpaketabarbeitungsreihe (9) zur entsprechenden Abarbeitung durch eine von der DLC-Schicht (7) umfassten MAC-Teilschicht (11) zwischengespeichert (10) werden. In der IP-Schicht bearbeitete Datenpakete werden auf Information hin analysiert, die zum Durchführen des Handovers zwischen den zwei Funknetz-Zugangseinrichtungen (2, 3) benötigt wird und unter Ansprechen auf das Erkennen derartiger Information wird eine spezifische Handover-basierte Bearbeitung von abzuarbeitenden Datenpaketen in der DLC-Schicht (7) eingeleitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Handovers von einer mobilen Kommunikations-Endeinrichtung in wenigsten einem IP-basierten Funknetz von einer ersten an eine zweite Funknetz-Zugangseinrichtung, sowie ein entsprechend ausgebildetes IP-Funknetz und angepasste Kommunikationseinrichtungen.
Bekanntermaßen ist das Internet bereits heute ein wichtiges Kommunikationsmedium geworden. Das hierzu verwendete Übertragungsprotokoll, das sogenannte Internet-Protokoll IP, wurde allerdings nur für Festnetze und also im Wesentlichen für die Kommunikation zwischen immobilen Computern entwickelt. Da jedoch zwischenzeitlich die Mobilität eine immer größere Bedeutung gewinnt, ist die Spezifikation einer AII-IP-Plattform für Funknetze zur Zeit in den Standardisierungsgremien intensiv diskutiert. Der Zugriff zum Internet während der mobilen Nutzung einer Kommunikationsendeinrichtung, wie beispielsweise einem Notebook, ist somit eine wichtige Herausforderung, weswegen das IP-Protokoll zum mobilitätsgeeigneten IP-Protokoll, dem sogenannten Mobile IP (MIP) bzw. hierarchischen Mobile IP (HMIP) erweitert wurde.
Das mobilitätsgeeignete IP-Protokoll ist somit eine erweiterte Version des Netzwerkschichtenprotokolls IP für mobile Kommunikationsendeinrichtungen, die mit unterschiedlichen Netzzugangseinrichtungen eines oder auch verschiedener nachgeschalteter Netze verbunden werden können und dabei ihre angestammte IP-Adresse behalten.
Da aufgrund des Schritts von der ortsgebundenen zur ortsungebundenen Kommunikation jedoch eine unmittelbare Zuordnung der Netzwerkadresse zum Netzwerk, in dem sich die mobile Kommunikationsendeinrichtung befinden soll, nicht mehr gegeben ist, weist die Mobile IP-Architektur jede mobile Kommunikationsendeinrichtung einem Heimatnetz zu und weist ihr eine dem Heimatnetz zugeordnete IP-Adresse zu.
Wechselt eine mobile Kommunikations-Endeinrichtung in ein fremdes Netz, erhält diese eine spezifische (H)MIP-Information, die eine diesem Netz zugeordnete Netzwerkadresse, über welche zukünftig Datenpakete von und zu der mobile Kommunikations-Endeinrichtung geleitet bzw. geroutet werden müssen, umfasst.
Bekanntermaßen definiert eine MIP-Architektur üblicherweise ferner eine im Heimatnetz der mobilen Kommunikationsendeinrichtung angesiedelte Leitseinrichtung, einen sogenannten, Hardware und/oder Software basierten Home-Agent, an welchen diese Netzwerkadresse zur Routenanpassung, also im Wesentlichen zum Abfangen und Weiterleiten von Datenpaketen, die an die mobile Kommunikationsendeinrichtung von mit dieser korrespondierenden Endeinrichtungen gesendet werden, übermittelt werden. Auch eine Übermittlung an mit der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung korrespondierende Endeinrichtungen ist applikationsspezifisch möglich, so dass diese nach eigener Routenanpassung Datenpakete nicht mehr über den Home-Agenten versenden müssen.
Bei einer HMIP-Architektur übernimmt Herkömmlicherweise ein Router, der verschiedene Subnetze oder Domänen auf der Vermittlungsschicht miteinander verbindet, die Aufgabe des Home-Agent, wobei eine Domain der höchste Level einer hierarchischen Architektur ist und z.B. ein ISP-, ein Firmennetzwerk, ein LAN oder auch eine Anzahl von LAN's umfassen kann. Eine mobile Kommunikations-Endeinrichtung, die in ein fremdes Netz wechselt, erhält mit einer spezifischen HMIP-Information eine oder mehrere Netzwerkadresse(n), die der mobilen Kommunikationsendeinrichtung innerhalb des Netzes zugewiesen und/oder welche die Zugangseinrichtung des Netzes repräsentiert, mit der die mobile Kommunikationsendeinrichtung tatsächlich in Verbindung steht.
Das MIP bzw. das HMIP ist jedoch grundsätzlich unabhängig von Funkschnittstellen entwickelt worden ist und soll auch unabhängig davon funktionieren. Hierdurch sind jedoch Probleme entstanden, die, wie nachfolgend aufgezeigt, ein übergangsloses nahtloses Handover einer mobilen Kommunikations-Endeinrichtung von einer ersten an eine zweite Netz-Zugangseinrichtung bei Ankopplung der mobilen Kommunikationsendeinrichtung über eine Funkschnittstelle und somit eine im Wesentlichen uneingeschränkte bzw. übergangslose Mobilität, eine sog. seamless mobility, in IP-basierten Funknetzen bisher weitgehend verhindern.
Kommuniziert eine mobile Kommunikationsendeinrichtung, wie z.B. ein Notebook, über ein IP-basiertes Funknetz bildet diese einen mobilen Knoten des IP-basierten Funknetzes aus. Bewegt sich der mobile Knoten aus dem Funkversorgungsbereich A einer ersten Funknetz-Zugangseinrichtung in den Funkversorgungsbereich B einer zweiten Funknetz-Zugangseinrichtung des gleichen Netzes oder auch eines anderen Netzes erfolgt eine Übergabe, der sogenannte Handover, des mobilen Knotens. Datenpakete, die bisher über die erste Funknetz-Zugangseinrichtung von dem und/oder an den mobilen Knoten übertragen wurden, sollen nach dem Handover über die zweite Funknetz-Zugangseinrichtung übertragen werden. Um dieses zu realisieren, muss folglich die Route für die Datenpakete zwischen dem mobilen Knoten und jeder mit diesem korrespondierenden (festen oder mobilen) Zugangs- oder Endeinrichtung aktualisiert werden.
Zu diesem Zweck muss somit zunächst der mobile Knoten über ein sogenanntes Advertisement oder ADS-Signalisierungsdatenpaket der zweiten Funknetz-Zugangseinrichtung die aktuelle (H)MIP-Information erhalten. Üblicherweise wird dieses ADS-Signalisierungsdatenpaket als Broadcast-Paket oder auf Anforderung des mobilen Knotens generiert. Nach dem Empfang des ADS-Signalisierungsdatenpaketes sendet der mobile Knoten A ein spezifisches (H)MIP Signalisierungsdatenpaket an die zweite Funknetz-Zugangseinrichtung, welches über das nachgeschaltete Kommunikationsnetz, herkömmlicherweise zunächst ein Festnetz, an den Router oder den Home-Agent zur Routenanpassung weitergeleitet wird.
Die Realisierung eines nahtlosen Handovers und folglich der seamless mobility bei IP-basierten Funknetzen hängt somit wesentlich davon ab, wie schnell ein derartiges (H)MIP-Signalisierungsdatenpaket an den Router bzw. den Home-Agent und/oder auch an eine korrespondierende Endeinrichtung gesendet werden kann, so dass daraufhin die Datenpakete entsprechend umgeleitet werden. Da jedoch, wie bereits erwähnt, MIP/HMIP unabhängig vom Typ einer Funkschnittstelle entwickelt wurde, ist ein in Bezug auf den Wechsel eines Funkversorgungsbereiches zeitnahes Absenden von ADS-Paketen in der MAC (Medium Access Control) Teilschicht von Funknetz-Zugangseinrichtungen sowie ein zeitnahes Absenden von (H)MIP-Signalisierungsdatenpaketen in der MAC-Teilschicht eines mobilen Knotens nicht vorgesehen und wird darüber hinaus häufig noch zusätzlich verzögert.
Der Grund hierfür ist im Wesentlichen darin begründet, dass über die Funkschnittstelle zu übertragende Datenpakete vorher in einer Datenpaketabarbeitungsreihe, einer sogenannten MAC Queue, gespeichert werden und folglich in einer Datenpaketabarbeitungsreihe gespeicherte Pakete ein zeitnahes Absenden eines ADS- oder eines anderen Signalisierungsdatenpaketes verzögern können. Eine zusätzliche Verzögerung beim Absenden eines ADS-Signalisierungsdatenpaketes erfolgt im Wesentlichen immer dann, wenn in der Datenpaketabarbeitungsreihe der Funknetz-Zugangseinrichtung noch an vorderer Abarbeitungsposition eingereihte Datenpakete nicht mehr an die adressierten mobilen Knoten transportiert werden können, weil diese von der Funknetz-Zugangseinrichtung, aus welchen Gründen auch immer, erreicht werden. Ferner wird das Absenden eines (H)MIP-Signalisierungsdatenpaketes von dem mobilen Knoten zusätzlich verzögert, wenn in der Datenpaketabarbeitungsreihe des mobilen Knotens noch irgendwelche Datenpakete vorrangig gespeichert sind, die über eine nicht mehr erreichbare Funknetz-Zugangseinrichtung gesendet werden müssen. Das Absenden eines (H)MIP-Signalisierungsdatenpaketes ist also bisher erst dann möglich, wenn alle solche in einer Datenpaketabarbeitungsreihe noch als vorrangig abzuarbeitende verbliebenen Datenpakete verworfen werden. Insgesamt ist somit ein Seamless Handover, also eine nahtlose Übergabe in IP-basierten Funknetzen nicht gewährleistet.
Darüber hinaus verhindern noch in einer Datenpaketabarbeitungsreihe befindliche Datenpakete, die in Folge von Mobilität ihre adressierten korrespondierenden Knoten nicht mehr erreichen können, auch das Versenden von allen anderen Paketen. Somit können auch weitere Verbindungen wegen der Mobilität eines mobilen Knotens stark gestört werden. Die in einer Datenpaketabarbeitungsreihe befindlichen Pakete weiterer Verbindungen können erst dann übertragen werden, wenn die wegen Mobilität nicht mehr übertragbaren Pakete nach einer großen Verzögerung von der MAC-Teilschicht verworfen worden sind. Folge ist eine die Paketverzögerung auch von anderen Paketen, wodurch sich die Dienstgüte der IP-Verbindungen wegen Mobilität insgesamt wesentlich verschlechtert.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, einen gegenüber dem Stand der Technik neuen und wesentlich verbesserten Weg aufzuzeigen, mit dessen Hilfe den vorstehend aufgezeigten Problemen effektiv entgegen getreten und insbesondere ein in Bezug auf den Wechsel eines Funkversorgungsbereiches zeitnaher Informationsaustausch zur Routenaktualisierung in IP-basierten Funknetzen ermöglicht wird.
Die erfindungsgemäße Lösung ist auch höchst überraschende Weise bereits durch einen Gegenstand mit den Merkmalen eines anhängenden unabhängigen Anspruchs gegeben.
Vorteilhafte und/oder bevorzugte Ausführungsformen und Weiterentwicklungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zum Durchführen eines Handovers von einer mobilen Kommunikations- Endeinrichtung in wenigsten einem IP-basierten Funknetz von einer ersten an eine zweite Funknetz-Zugangseinrichtung vorgesehen, bei welchem jeweils von den Einrichtungen empfangene oder zu versendende Datenpakete in wenigstens zwei Protokollschichten, einer IP-Schicht und einer darunterliegenden DLC-Schicht bearbeitet werden und zum Versenden bearbeitete Datenpakete in einer Datenpaketabarbeitungsreihe zur entsprechenden Abarbeitung durch eine von der DLC-Schicht umfassten MAC-Teilschicht zwischengespeichert werden und bei welchem in der IP-Schicht bearbeitete Datenpakete auf Information hin analysiert werden, die zum Durchführen des Handovers zwischen den zwei Funknetz-Zugangseinrichtungen benötigt wird und unter Ansprechen auf das Erkennen derartiger Information eine spezifische, Handover basierte Bearbeitung von abzuarbeitenden Datenpaketen in der DLC-Schicht eingeleitet wird.
Ein wesentliches Merkmal der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik besteht somit darin, dass eine Interaktion zwischen der IP-Schicht und der DLC-Schicht zur Durchführung eines Seamless Handovers und also einer Seamless Mobilität genutzt wird. Die DLC-Schicht nutzt somit die Information von der IP-Schicht, um ein schnelles und nahtloses (H)MIP-Handover zu realisieren. Diese erfindungsgemäße Interaktion ermöglicht ein gegenüber dem Stand der Technik wesentlich schnelleres, in Bezug auf den Wechsel eines Funkversorgungsbereichs zeitnahes Absenden von Datenpaketen mit zum Durchführen eines (H)MIP-Handovers einer mobilen Kommunikations-Endeinrichtung notwendiger Information, insbesondere der notwendigen Signalisierungsdatenpakete beim (H)MIP-Handover.
Unter Ansprechen auf das Erkennen von Datenpaketen mit für ein Handover benötigter Information können diese mit einer höheren Priorität als andere Datenpakete in einer Datenpaketabarbeitungsreihe, also insbesondere innerhalb einer sogenannten MAC-Queue, eingeordnet werden. Derartige Datenpakete betreffen somit insbesondere ADS-, (H)MIP- und/oder ARP-Signalisierungsdatenpakete. In Folge werden somit die Signalisierungsdatenpakete für das Durchführen eines (H)MIP-Handover wesentlich schneller generiert und bevorzugt über die Funkschnittstelle der zu übergebenden mobilen Kommunikations-Endeinrichtung an die übernehmende Funknetz-Zugangseinrichtung gesendet. Applikationsspezifisch kann hierbei die Zuordnung mit unterschiedlichen Abarbeitungsprioritäten innerhalb einer einzigen Datenpaketabarbeitungsreihe oder durch entsprechende Einordnung in verschiedene Datenpaketabarbeitungsreihen mit unterschiedlichen Prioritäten erfolgen.
Das zur spezifischen, Handover basierten Bearbeitung erforderliche Erkennen der DLC-Schicht, also im Wesentlichen der Wireless bzw. drahtungebundenen DLC-Schichten der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung und der übernehmenden Funknetz-Zugangseinrichtung, eines entsprechenden Typs eines IP-Paketes basiert zweckmäßigerweise entweder auf einer Analyse der Datenpakete durch eine auf der IP-Schicht angeordnete, entsprechend mittels Hardware und/oder Software angepasst Handhabungseinheit mit nachfolgender Mitteilung von der IP-Schicht an die Wireless DLC-Schicht oder durch eine Analysierung des Inhaltes eines IP-Paketes innerhalb der Wireless DLC-Schicht.
Zur weiteren Beschleunigung eines Handovers ist bevorzugt ferner vorgesehen, dass ein von der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung versandtes Signalisierungsdatenpaket über die zweite bzw. übernehmende Funknetz-Zugangseinrichtung an wenigstens einen in wenigstens einem der zweiten Zugangseinrichtung nachgeschalteten Kommunikationsnetz angeordneten Router, an einen im Heimatnetz der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung angeordneten Heimatagenten und/oder an eine mit der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung korrespondierende Endeinrichtung zur entsprechenden Handover basierten Routenanpassung weitergeleitet wird.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil, der auf der erfindungsgemäßen Interaktion zwischen der IP-Schicht und der DLC-Schicht, insbesondere Wireless DLC-Schicht basiert, besteht ferner darin, dass das Versenden von anderen Datenpaketen auch bei in einer MAC-Queue bereits eingereihten, in Folge von Mobilität jedoch an zuvor adressierte Stationen nicht mehr übertragbaren Pakete gewährleistet wird. Solche nicht mehr übertragbaren Pakete können anhand der Information eines (H)MIP-spezifischen Signalisierungsdatenpaketes auf der IP-Schicht entweder schneller verworfen werden, um eben das Versenden von weiteren, anderen Datenpaketen nicht mehr zu verhindern, entsprechend umadressiert oder an Funknetz-Zugangseinrichtung weiter geleitet werden, über welche der mobile Knoten gerade erreichbar ist.
Folglich ist ferner bevorzugt vorgesehen, ein von der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung versandtes Signalisierungsdatenpaket entweder direkt oder über die übernehmende Funknetz-Zugangseinrichtung auch an die übergebende Funknetz-Zugangseinrichtung weiterzuleiten, so dass auch unter Ansprechen auf das Erkennen eines bei dieser Funknetz-Zugangseinrichtung eingehenden Signalisierungsdatenpaketes bereits zur Versendung an die mobile Kommunikations-Endeinrichtung zwischengespeicherte, abzuarbeitenden Datenpakete umgehend verworfen oder über die übernehmende Funknetz-Zugangseinrichtung in das IP-basierte Funknetz geleitet werden können.
Insbesondere in Bezug auf eine derartige Nachbearbeitung von in der Datenpaketabarbeitungsreihe befindlichen, nicht mehr übertragbaren Datenpakete, ist für die entsprechende Interaktion zwischen der IP und der DLC-Schicht bevorzugt eine zwischen diesen Schichten angeordnete Handhabungseinheit vorgesehen.
Insgesamt liegen wesentliche Vorteile der Erfindung somit in einer gegenüber dem Stand der Technik schnelleren und effektiveren Durchführung eines (H)MIP-Handovers, einer effektiven Reduzierung möglicher Paketverluste infolge einer (H)MIP-Mobilität und einer wirksamen Verkürzung einer durch ein (H)MIP-Handover gegebenenfalls verursachten Paktverzögerung, so dass durch Anwendung der Erfindung eine im Wesentlichen übergangslose bzw. nahtlose Mobilität in einem IP-basierten Funknetz erstmalig gewährleistet und somit die mobile IP-Dienstgüte wesentlich verbessert wird.
Die Erfindung betrifft ferner ein IP-basiertes Funknetz, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit wenigstens einer, zur Bearbeitung von Datenpaketen wenigstens zwei Protokollschichten, eine IP-Schicht und eine darunterliegenden DLC-Schicht aufweisende Kommunikationseinrichtung, wobei die Kommunikationseinrichtung wenigstens eine Handhabungseinheit aufweist, und zwar zum Analysieren von in der IP-Schicht bearbeiteten Datenpaketen auf Information, die zum Durchführen eines Handovers benötigt wird und zum spezifischen, Handover basierten Bearbeiten von zur Versendung in einer Datenpaketabarbeitungsreihe zur entsprechenden Abarbeitung durch eine von der DLC-Schicht umfassten MAC-Teilschicht zwischengespeicherten Datenpaketen in der DLC-Schicht unter Ansprechen auf das Erkennen derartiger Information. Die Kommunikationseinrichtung ist somit insbesondere als mobile Kommunikations-Endeinrichtung oder als Funknetz-Zugangseinrichtung. Die hierdurch und durch die Weiterbildungen erzielten Vorteile entsprechen folglich im Wesentlichen den vorstehend aufgezeigten.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung einer bevorzugten jedoch lediglich beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Beispielszenarium innerhalb eines IP-basierten Funknetzes, und
2 eine schematische Darstellung der in der Funkschnittstelle einer mobilen Kommunikations-Endeinrichtung oder einer Funknetz-Zugangseinrichtung maßgeblich beteiligten Schichten in Bezug auf die erfindungsgemäße Funktionalität einer Interaktion zwischen der IP-Schicht und der Wireless DLC-Schicht sowie einer erfindungsgemäßen Zwischenschichthandhabungseinheit.
Zur Beschreibung der Wirkungsweise der Erfindung wird zunächst Bezug genommen auf 1, welche ein Mobilitätszenarium innerhalb eines IP-basierten Funknetzes stark vereinfacht darstellt. Der Begriff Funknetz ist hierbei, sofern nichts anderes darüber ausgesagt wird, unabhängig von jedweder, insbesondere hierarchischen, Strukturierung zu verstehen. Das dargestellte Funknetz umfasst gemäß 1 drei Funknetz-Knoten, d.h. zweite Funknetz-Zugangseinrichtungen 2 und 3 und eine mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5.
Ausgangssituation für die nachfolgende Beschreibung ist, dass die IP-basierte mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5, ein Notebook beispielsweise, sich als mobiler Knoten aus dem Funkversorgungsbereich B der Funknetz-Zugangseinrichtung 2 in das Funkversorgungsgebiet C der Funknetz-Zugangseinrichtung 3 bewegt. Für die Erfindung ist es grundsätzlich unwesentlich, ob die Funknetz-Zugangseinrichtungen 2 und 3 verschiedenen oder gleichen Mobilitätsnetzen zugeordnet sind. Gemäß 1 sind die Funknetz-Zugangseinrichtungen 2 und 3 beispielhaft einem gemeinsamen Mobilitätsnetz 1 zugeordnet. Im Falle einer HMIP-Architektur erfolgen also zu aktualisierende Verbindungseinträge herkömmlicherweise durch einen Router 4 des Mobilitätsnetzes 1, der im dargestellten Fall ferner eine Verbindung zum Internet bereitstellt.
Im Funkversorgungsbereich C der Funknetz-Zugangseinrichtung 3 erhält die mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5, wie vorstehend beschrieben, zunächst ein (H)MIP-spezifisches ADS-Signalisierungsdatenpaket über die Zugangseinrichtung 3, wodurch die mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5 erfährt, dass sie sich jetzt im Versorgungsgebiet C der Zugangseinrichtung 3 mit hierfür spezifisch zugeordneter Adressinformationen befindet. Hierdurch wird der eigentliche (H)MIP-Handover-Vorgang ausgelöst. Da die (H)MIP-Übergabe erst mit Empfang eines solchen ADS-Signalisierungsdatenpaketes erfolgen kann, wird solchen ADS-Paketen eine höhere Priorität in der MAC-Queue oder Datenabarbeitungsreihe 9 (2) einer Funknetz-Zugangseinrichtung zugeordnet. Folglich werden ADS-Pakete vor allen anderen Datenpaketen zum Versenden in der Datenabarbeitungsreihe 9 der Zugangseinrichtung 3 eingereiht, so dass einer Verzögerung bei der Aussendung von ADS-Signalisierungsdatenpaketen, insbesondere aufgrund von in der Datenabarbeitungsreihe 9 der Wireless DLC-Schicht 7 (2) der Zugangseinrichtung 3 bereits eingereihten, jedoch noch nicht verarbeiteten anderen Datenpaketen, vorgebeugt wird.
Nach Empfang des ADS-Signalisierungsdatenpaketes über die Zugangseinrichtung 3 sendet die mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5 wenigstens ein (H)MIP spezifische Signalisierungsdatenpaket über die neue Zugangseinrichtung 3 und insbesondere an den Router 4, damit die Route zwischen der mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5 und mit dieser korrespondierenden Einrichtungen aktualisiert werden kann.
Ein solches (H)MIP-spezifisches Signalisierungsdatenpaket umfasst beispielsweise bei Zugrundelegung des MIPv6 oder HMIPv6 sogenannte Binding Updates. Da die spezielle Architektur und Funktionalität von MIPv6 bzw. HMIPv6 für einen Fachmann auf diesem Gebiet an sich bekannt und für das Verständnis der Erfindung nicht wesentlich ist, wird hierauf nicht näher eingegangen.
Erfindungsgemäß wird auch diesen (H)MIP-spezifischen Signalisierungsdatenpaketen der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung 5 eine gegenüber anderen Datenpaketen höhere, zweckmäßiger Weise die höchste Priorität in der Datenpaketabarbeitungsreihe 9 der Wireless DLC-Schicht 7 der Funkschnittstelle der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung 5 zugeordnet.
Herkömmlicherweise muss jedoch, um derartige (H)MIP-Signalisierungsdatenpakete von der mobilen Kommunikations- Endeinrichtung 5 versenden zu können, zuvor noch ein Austausch von ARP- (Adress-Resolution-Protokol) Signalisierungsdatenpaketen zwischen der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung 5 und der neuen Funknetz-Zugangseinrichtung 3 erfolgen, um die bisher unbekannten und in zugehörige IP-Adressen umzuwandelnden MAC-Adressen zu erhalten. Nach Erhalt adaptiert die LLC-Teilschicht 8 der Funkschnittstelle der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung 5 das (H)MIP-Signalisierungsdatenpaket mit der MAC-Adresse der neuen Funknetz-Zugangseinrichtung 3. Folglich sieht die Erfindung in bevorzugter Ausführung auch vor, die üblicher Weise für einen (H)MIP-Handover notwendigen ARP-Signalisierungsdatenpakete mit einer höheren Priorität einzureihen und entsprechend vorrangig zu verschicken.
Die Zuordnung einer höheren Priorität für ADS-Signalisierungsdatenpakete und (H)MIP-Signalisierungsdatenpakete in einer jeweiligen MAC-Queue oder Datenpaketabarbeitungsreihe 9 wird bevorzugt entweder durch Analysierung des Inhaltes eines IP-Paketes in der IP-Schicht 6 und anschließender Mitteilung von der IP-Schicht 6 an die Wireless DLC-Schicht 7 oder durch eine Analysierung des Inhaltes eines IP-Paketes in der Wireless DLC-Schicht 7 realisiert. Die Zuordnung einer höheren Priorität für ARP-Pakete beim (H)MIP-Handover wird bevorzugt durch Erkennung des ARP-Paketinhaltes in der Wireless DLC-Schicht 7 durchgeführt. Für die Detektion wenigstens einer hierfür bestimmten oder bestimmbaren Information in den Datenpaketen können somit anwendungsbedingt entsprechende, Hardware und/oder Software basierte Handhabungseinheiten oder – instanzen in der IP-Schicht 6 und/oder der Wireless DLC-Schicht 7 auf einfache Weise implementiert werden.
Für diese Zwichenschicht-Interaktion kann jedoch ergänzend oder alternativ auch eine zwischen der IP-Schicht 6 und der Wireless DLC-Schicht 7 angeordnete, mit diesen in Verbindung stehende Zwischenschichthandhabungseinheit 12 vorgesehen werden, die die jeweiligen Informationen applikationsspezifisch entsprechend verarbeitet.
Durch die Paketpriorisierung 10 in Bezug auf die Abarbeitung (H)MIP-spezifischer Datenpakete, insbesondere der (H)MIP-Signalisierungsdatenpakete in der MAC-Queue 9 kann der (H)MIP-Handover-Vorgang folglich wesentlich effektiver und somit schneller bearbeitet werden.
Auch die bisher für die mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5 zuständige Funknetz-Zugangseinrichtung 2 erhält zweckmäßiger Weise ein (H)MIP-spezifisches Signalisierungsdatenpaket der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung 5, welches anwendungsspezifisch gegebenenfalls noch direkt oder über die Funknetz-Zugangseinrichtung 3 an die Funknetz-Zugangseinrichtung 2 übermittelt wird.
Im Gegensatz zum Stand der Technik, nach welchem die MAC-Teilschicht 11 in der Funkschnittstelle der vorherigen Funknetz-Zugangseinrichtung 2 nach einem (H)MIP-Handover noch in der MAC-Queue 9 bereits eingereihte, an die mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5 adressierte Pakete weiter an den mobilen Knoten 5 zu versenden versucht, bis diese von der MAC-Teilschicht 11 schließlich, z.B. durch Zeitablauf, verworfen werden, da die mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5 sich nicht mehr in dem Versorgungsgebiet B der Funknetz-Zugangseinrichtung 2 befindet, erfährt die Funknetz-Zugangseinrichtung 2 somit gemäß der Erfindung durch den Empfang des von der mobilen Kommunikations- Endeinrichtung 5 in Bezug auf den Wechsel des Funkversorgungsbereiches zeitnah abgesendeten Signalisierungsdatenpaketes wesentlich frühzeitiger von dem Verlauf des (H)MIP-Handovers.
Zweckmäßigerweise mit Hilfe der Zwischenschichthandhabungseinheit oder -instanz 12 in der bisherigen Funknetz-Zugangseinrichtung 2 werden daraufhin ferner die noch in der MAC-Queue 9 verbliebenen Datenpakete, die an die mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5 zu senden sind, entweder verworfen oder an die neue Funknetz-Zugangseinrichtung 3 geleitet, unter der die mobile Kommunikations-Endeinrichtung 5 nach dem Handover erreichbar ist.
Hierbei ist im Wesentlichen die Zwischenschichtenhandhabungseinheit 12 dafür zuständig, die Information aus einem (H)MIP-Signalisierungsdatenpaket der IP-Schicht 6 und die in einer Datenpaketabarbeitungsreihe 9 stehenden Pakete der DLC-Schicht 7 zu bearbeiten.
In entsprechender Weise werden die in der Datenpaketabarbeitungsreihe 9 der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung 5 noch verbliebenen Datenpakete, die vor dem Handover über die Funknetz-Zugangseinrichtung 2 gesendet werden sollten, in zweckmäßiger Weise von der Zwischenschichthandhabungseinheit 12 der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung 5 neu bearbeitet, also im Wesentlichen umadressiert und dann über die neue Funknetz-Zugangseinrichtung 3 in das IP-basierte Kommunikationsnetz gesendet.

Claims

Verfahren zum Durchführen eines Handovers von einer mobilen Kommunikations-Endeinrichtung (5) in wenigsten einem IP-basierten Funknetz von einer ersten an eine zweite Funknetz-Zugangseinrichtung (2, 3), wobei jeweils von den Einrichtungen (2, 3, 5) empfangene oder zu versendende Datenpakete in wenigstens zwei Protokollschichten, einer IP-Schicht (6) und einer darunterliegenden DLC-Schicht (7) bearbeitet werden und zum Versenden bearbeitete Datenpakete in einer Datenpaketabarbeitungsreihe (9) zur entsprechenden Abarbeitung durch eine von der DLC-Schicht (7) umfassten MAC-Teilschicht (11) zwischengespeichert (10) werden, gekennzeichnet dadurch, dass in der IP-Schicht (6) bearbeitete Datenpakete auf Information hin analysiert werden, die zum Durchführen des Handovers zwischen den zwei Funknetz-Zugangseinrichtungen (2, 3) benötigt wird und unter Ansprechen auf das Erkennen derartiger Information eine spezifische, Handover basierte Bearbeitung von abzuarbeitenden Datenpaketen in der DLC-Schicht (7) eingeleitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass unter Ansprechen auf das Erkennen derartiger Information ADS-, (H)MIP- und/oder ARP-Signalisierungsdatenpaketen eine gegenüber anderen Datenpaketen höhere Abarbeitungspriorität für die MAC-Teilschicht (11) zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass unter Ansprechen auf das Erkennen eines von der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung (5) zu versendenden Signalisierungsdatenpaketes eine entsprechende Umadressierung von bereits zur Versendung über die Funkschnittstelle der mobilen Kommunikations-Endeinrichtung in der DLC-Schicht (7) zwischengespeicherten, abzuarbeitenden Datenpaketen bewirkt wird.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass unter Ansprechen auf das Erkennen eines bei der ersten Funknetz-Zugangseinrichtung (2) eingehenden Signalisierungsdatenpaketes bereits zur Versendung an die mobile Kommunikations-Endeinrichtung (5) in der DLC-Schicht (7) zwischengespeicherte, abzuarbeitende Datenpakete umgehend verworfen oder über die zweite Funknetz-Zugangseinrichtung (3) in das IP-basierte Funknetz an die mobile Kommunikations-Endeinrichtung (5) geleitet werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der Datenpakete durch eine auf der IP-Schicht (6) oder auf der DLC-Schicht (7) angeordnete Handhabungseinheit oder durch eine zwischen den Schichten angeordnete und mit diesen in Verbindung stehende Handhabungseinheit (12) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehendem Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung einer höheren Abarbeitungspriorität durch die auf der DLC-Schicht (7) angeordnete Handhabungseinheit oder durch die zwischen der IP und der DLC- Schicht angeordnete Handhabungseinheit (12) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorstehendem Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Umadressierung von bereits zur Versendung zwischengespeicherten Datenpaketen durch die zwischen der IP und der DLC-Schicht angeordnete Handhabungseinheit (12) erfolgt.
IP-basiertes Funknetz, welches zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche ausgebildet ist, mit wenigstens einer zur Bearbeitung von Datenpaketen wenigstens zwei Protokollschichten, eine IP-Schicht (6) und eine darunterliegenden DLC-Schicht (7) aufweisende Kommunikationseinrichtung (2, 3, 5), dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (2, 3, 5) wenigstens eine Handhabungseinheit (12) zum Analysieren von in der IP-Schicht (6) bearbeiteten Datenpaketen auf Information, die zum Durchführen eines Handovers benötigt wird und zum spezifischen, Handover basierten Bearbeiten von zur Versendung in einer Datenpaketabarbeitungsreihe (9) zur entsprechenden Abarbeitung durch eine von der DLC-Schicht (7) umfassten MAC-Teilschicht (11) zwischengespeicherten (10) Datenpaketen in der DLC-Schicht (7) unter Ansprechen auf das Erkennen derartiger Information umfasst.
IP-basiertes Funknetz nach vorstehendem Anspruch, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Handhabungseinheit unter Ansprechen auf das Erkennen derartiger Information ADS-, (H)MIP- und/oder ARP-Signalisierungsdatenpaketen eine gegenüber anderen Datenpaketen höhere Abarbeitungspriorität für die MAC-Teilschicht (11) zuordnet.
IP-basiertes Funknetz nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Handhabungseinheit (12) unter Ansprechen auf das Erkennen eines Signalisierungsdatenpaketes eine entsprechende Umadressierung von bereits zur Versendung zwischengespeicherten, abzuarbeitenden Datenpaketen bewirkt.
IP-basiertes Funknetz nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Analyse der Datenpakete durch eine auf der IP-Schicht, auf der DLC-Schicht und/oder durch eine zwischen den Schichten angeordnete und mit diesen in Verbindung stehende Handhabungseinheit (12) erfolgt.
IP-basiertes Funknetz nach vorstehendem Anspruch, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die Zuordnung einer höheren Abarbeitungspriorität durch die auf der DLC-Schicht oder durch die zwischen der IP und der DLC-Schicht angeordnete Handhabungseinheit (12) erfolgt.
IP-basiertes Funknetz nach vorstehendem Anspruch, ferner dadurch gekennzeichnet, dass eine Umadressierung von bereits zur Versendung zwischengespeicherten Datenpaketen durch die zwischen der IP-Schicht und der DLC-Schicht angeordnete Handhabungseinheit (12) erfolgt.
IP-basiertes Funknetz nach einem der vorstehenden Ansprüche, ferner dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Handhabungseinheit Hardware und/oder Software umfasst.
Kommunikationseinrichtung für ein IP-basiertes Funknetz nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche als mobile Kommunikations-Endeinrichtung (5) oder als Funknetz-Zugangseinrichtung (2, 3) ist.