DE102016125873A1

DE102016125873A1 - System und Verfahren für die nahtlose Mobilität von Benutzersitzungen mit Mehrfachzugang-Konnektivität

Info

Publication number: DE102016125873A1
Application number: DE102016125873.3A
Authority: DE
Inventors: Rajeev Koodli; Hassan Sipra; Dutt KALAPATAPU
Original assignee: Google LLC
Current assignee: Google LLC
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2017-08-03
Also published as: KR101990112B1; EP3384705B1; WO2017131905A1; JP2019503610A; GB201622377D0; MX2018008584A; US10506487B2; KR20180092320A; CN107040966B; CA3009498C; CA3009498A1; DE202016008213U1; BR112018013122A2; JP6567774B2; EP3384705A1; CN107040966A; GB2547323B; US20170223593A1; BR112018013122B1; GB2547323A

Abstract

Systeme und Verfahren für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe werden bereitgestellt. Das Verfahren kann das Aufbauen einer ersten Verbindung zwischen einem Benutzergerät und einem Zugangsnetz über ein erstes Zugangsnetz und einer zweiten Verbindung über ein zweites Zugangsnetz beinhalten, sodass die erste und die zweite Verbindung gleichzeitig bestehen. Das Verfahren kann das Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung und das Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung beinhalten. Das Verfahren kann das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway beinhalten. Das Verfahren kann das Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung und das Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung beinhalten. Das Verfahren kann das Fortsetzen der zustandsbehafteten Benutzersitzung beinhalten, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten hinweg aufrechterhalten wird.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität aus der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62/288,335 mit dem Titel „METHOD AND APPARATUS FOR SEAMLESS MOBILITY OF USER SESSIONS WITH MULTI-ACCESS CONNECTIVITY” (VERFAHREN UND VORRICHTUNGEN FÜR DIE NAHTLOSE MOBILITÄT VON BENUTZERSITZUNGEN MIT MEHRFACHZUGANG-KONNEKTIVITÄT), eingereicht am 28. Januar 2016, deren gesamte Inhalte hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind.
HINTERGRUND
In mobilen Datennetzen können Benutzergeräte wie zum Beispiel ein Mobiltelefon oder ein anderes Computergerät mit einem Zugangsgateway über eine Vielzahl von Zugangsnetzen kommunizieren. Da sich die Bedingungen des Kommunikationskanals – aufgrund der physischen Bewegung des Benutzergeräts, Signalunterbrechungen oder Interferenz – ändern, kann das Mobilgerät seine Verbindung von einem ersten Zugangsnetz zu einem zweiten Zugangsnetz übergeben. Solche Übergaben führen jedoch normalerweise zum Zurücksetzen sämtlicher zustandsbehafteter Kommunikation, an der das Benutzergerät teilnimmt.
KURZDARSTELLUNG
Mindestens ein Aspekt ist auf ein System für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetz-Übergabe gerichtet. Das System beinhaltet ein Zugangsgateway mit einem Prozessor und einem Speicher, der Anweisungen enthält. Die Anweisungen veranlassen das Zugangsgateway, eine erste Verbindung mit einem Benutzergerät über ein erstes Zugangsnetz aufzubauen. Die Anweisungen veranlassen das Zugangsgateway, eine zweite Verbindung mit dem Benutzergerät über ein zweites Zugangsnetz aufzubauen, sodass die zweite Verbindung und die erste Verbindung gleichzeitig bestehen. Die Anweisungen veranlassen das Zugangsgateway, die erste Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät einzustellen. Die Anweisungen veranlassen das Zugangsgateway, die zweite Verbindung als eine Standby-Verbindung einzustellen. Die Anweisungen veranlassen das Zugangsgateway, eine Reihe von Übergabenachrichten mit dem Benutzergerät über die aktive Verbindung auszutauschen. Die Anweisungen veranlassen das Zugangsgateway, vorbehaltlich des Abschlusses der Reihe von Übergabenachrichten, die aktive Verbindung zur zweiten Verbindung umzuschalten. Die Anweisungen veranlassen das Zugangsgateway, die erste Verbindung als Standby-Verbindung einzustellen. Die Anweisungen veranlassen das Zugangsgateway, die zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät über die zweite Verbindung fortzusetzen, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten der zweiten Verbindung hinweg aufrechterhalten wird.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Benutzergerät eine erste Funkschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie sich mit einem Kleinzellennetz (small-cell network, SCN) verbindet. und eine zweite Funkschnittstelle. die so konfiguriert ist, dass sie sich mit einem Makrozellennetz (macro cellular network, MCN) verbindet.
In einigen Implementierungen behält das Zugangsgateway dieselbe IP-Adresse für die aktive Verbindung über die erste Verbindung und über das Umschalten zur zweiten Verbindung hinweg.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Zugangsgateway eine erste Schnittstelle. die einen ersten Kontext des Benutzergeräts speichert und mit dem ersten Zugangsnetz kommuniziert, und eine zweite Schnittstelle, die einen zweiten Kontext des Benutzergeräts speichert und mit dem zweiten Zugangsnetz kommuniziert, wobei: das Umschalten von der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung das Übertragen des ersten Kontext des Benutzergeräts zur zweiten Schnittstelle umfasst.
In einigen Implementierungen ist das Zugangsgateway so konfiguriert, dass es die Standby-Verbindung auf Nachrichten überwacht.
Mindestens ein Aspekt ist auf ein System für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetz-Übergabe gerichtet. Das System beinhaltet ein Benutzergerät mit einem Prozessor und einem Speicher, der Anweisungen enthält. Die Anweisungen veranlassen das Benutzergerät, eine erste Verbindung mit einem Zugangsgateway über ein erstes Zugangsnetz aufzubauen. Die Anweisungen veranlassen das Benutzergerät. eine zweite Verbindung mit dem Zugangsgateway über ein zweites Zugangsnetz aufzubauen. sodass die zweite Verbindung und die erste Verbindung gleichzeitig bestehen. Die Anweisungen veranlassen das Benutzergerät, die erste Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway einzustellen. Die Anweisungen veranlassen das Benutzergerät, die zweite Verbindung als eine Standby-Verbindung einzustellen. Die Anweisungen veranlassen das Benutzergerät, eine Reihe von Übergabenachrichten mit dem Zugangsgateway über die aktive Verbindung auszutauschen. Die Anweisungen veranlassen das Benutzergerät, vorbehaltlich des Abschlusses der Reihe von Übergabenachrichten, die aktive Verbindung zur zweiten Verbindung umzuschalten. Die Anweisungen veranlassen das Benutzergerät, die erste Verbindung als Standby-Verbindung einzustellen. Die Anweisungen veranlassen das Benutzergerät, die zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway über die zweite Verbindung fortzusetzen, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten der zweiten Verbindung hinweg aufrechterhalten wird.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Benutzergerät eine erste Funkschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie sich mit einem Kleinzellennetz (small-cell network, SCN) verbindet, und eine zweite Funkschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie sich mit einem Makrozellennetz (macro cellular network, MCN) verbindet.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Benutzergerät eine einzelne Funkschnittstelle und das Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung umfasst das erneute Abstimmen der Funkschnittstelle mit dem zweiten Zugangsnetz.
In einigen Implementierungen kommuniziert das Benutzergerät mit dem Zugangsnetzwerk mithilfe derselben IP-Adresse wie für die aktive Verbindung über die erste Verbindung und über das Umschalten zur zweiten Verbindung hinweg.
In einigen Implementierungen ist das Benutzergerät so konfiguriert, dass sie die Standby-Verbindung auf Nachrichten überwacht.
Mindestens ein Aspekt ist auf ein Verfahren der Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetz-Übergabe gerichtet. Das Verfahren beinhaltet das Aufbauen einer ersten Verbindung mit einem Benutzergerät über ein erstes Zugangsnetz durch ein Zugangsgateway. Das Verfahren beinhaltet das Aufbauen einer zweiten Verbindung mit dem Benutzergerät über ein zweites Zugangsnetz durch das Zugangsgateway, sodass die zweite Verbindung und die erste Verbindung gleichzeitig bestehen. Das Verfahren beinhaltet das Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät durch das Zugangsgateway. Das Verfahren beinhaltet das Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung durch das Zugangsgateway. Das Verfahren beinhaltet das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät über die aktive Verbindung. Das Verfahren beinhaltet das Umschalten. vorbehaltlich des Abschlusses der Reihe von Übergabenachrichten, der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung. Das Verfahren beinhaltet das Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung durch das Zugangsgateway. Das Verfahren beinhaltet das Fortsetzen der zustandsbehafteten Benutzersitzung zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät über die zweite Verbindung, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten der zweiten Verbindung hinweg aufrechterhalten wird.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Verfahren die Beibehaltung derselben IP-Adresse wie für die aktive Verbindung über die erste Verbindung und über das Umschalten zur zweiten Verbindung hinweg durch das Zugangsgateway.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Verfahren die Überwachung der Standby-Verbindung auf Nachrichten durch das Zugangsgateway.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten: das Inkrementieren eines Sequenznummernzählers durch das Zugangsgateways; das Senden einer Übergabeinitiierungsnachricht mit einer Sequenznummer, die einem aktuellen Zustand des Sequenznummernzählers entspricht, vom Zugangsgateway zum Benutzergerät; das Empfangen einer Übergabebestätigungsnachricht mit Sequenznummer am Zugangsgateway vom Benutzergerät, wobei das Benutzergerät die Übergabebestätigungsnachricht vorbehaltlich einer Ermittlung sendet, dass die Sequenznummer größer als eine frühere Sequenznummer ist, die einer früher empfangenen Übergabeinitiierungsnachricht enthalten war; und das Akzeptieren der Übergabebestätigungsnachricht durch das Zugangsgateway, vorbehaltlich einer Ermittlung, dass die Sequenznummer größer als eine Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabebestätigungsnachricht enthalten war.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Verfahren das Starten eines ersten Timers mit einer ersten Dauer und eines zweiten Timers mit einer zweiten Dauer, die länger als die erste Dauer ist, durch das Zugangsgateway nach Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung; für eine Übergabeinitiierungsnachricht, die vom Benutzergerät über die Standby-Verbindung vor Ablauf des ersten Timers empfangen wurde, das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem Ablehnungsstatuscode; und für eine Übergabeinitiierungsnachricht, die vom Benutzergerät über die aktive Verbindung vor Ablauf des zweiten Timers empfangen wurde, das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem Ablehnungsstatuscode.
Mindestens ein Aspekt ist auf ein Verfahren der Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetz-Übergabe gerichtet. Das Verfahren beinhaltet das Aufbauen einer ersten Verbindung mit einem Zugangsgateway über ein erstes Zugangsnetz durch ein Benutzergerät. Das Verfahren beinhaltet das Aufbauen einer zweiten Verbindung mit dem Zugangsgateway über ein zweites Zugangsnetz durch das Benutzergerät, sodass die zweite Verbindung und die erste Verbindung gleichzeitig bestehen. Das Verfahren beinhaltet das Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway durch das Benutzergerät. Das Verfahren beinhaltet das Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung durch das Benutzergerät. Das Verfahren beinhaltet das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway über die aktive Verbindung. Das Verfahren beinhaltet das Umschalten, vorbehaltlich des Abschlusses der Reihe von Übergabenachrichten, der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung. Das Verfahren beinhaltet das Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung durch das Benutzergerät. Das Verfahren beinhaltet das Fortsetzen der zustandsbehafteten Benutzersitzung zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway über die zweite Verbindung, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten der zweiten Verbindung hinweg aufrechterhalten wird.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Verfahren die Beibehaltung derselben IP-Adresse wie für die aktive Verbindung über die erste Verbindung und über das Umschalten zur zweiten Verbindung hinweg durch das Zugangsgateway.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Verfahren die Überwachung der Standby-Verbindung auf Nachrichten durch das Zugangsgateway.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten: das Inkrementieren eines Sequenznummernzählers durch das Benutzergerät; das Senden einer Übergabeinitiierungsnachricht mit einer Sequenznummer, die einem aktuellen Zustand des Sequenznummernzählers entspricht, vom Benutzergerät zum Zugangsgateway; das Empfangen einer Übergabebestätigungsnachricht mit Sequenznummer am Benutzergerät vom Zugangsgateway, wobei das Zugangsgateway die Übergabebestätigungsnachricht vorbehaltlich einer Ermittlung sendet, dass die Sequenznummer größer als eine frühere Sequenznummer ist, die einer früher empfangenen Übergabeinitiierungsnachricht enthalten war; und das Akzeptieren der Übergabebestätigungsnachricht durch das Benutzergerät, vorbehaltlich einer Ermittlung, dass die Sequenznummer größer als eine Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabebestätigungsnachricht enthalten war.
In einigen Implementierungen beinhaltet das Verfahren das Starten eines ersten Timers mit einer ersten Dauer und eines zweiten Timers mit einer zweiten Dauer, die länger als die erste Dauer ist, durch das Benutzergerät nach Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung. Das Verfahren beinhaltet das Ignorieren des Pakets für ein Paket, das vom Zugangsgateway über die Standby-Verbindung vor Ablauf des ersten Timers empfangen wurde. Das Verfahren beinhaltet das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem entsprechenden Statuscode für ein Paket, das vom Zugangsgateway über die Standby-Verbindung nach Ablauf des ersten Timers empfangen wurde. Das Verfahren beinhaltet das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem Ablehnungsstatuscode für eine Übergabeinitiierungsnachricht, die vom Zugangsgateway über die aktive Verbindung vor Ablauf des zweiten Timers empfangen wurde.
Diese und andere Aspekte und Implementierungen werden unten näher erörtert. Die vorstehenden Informationen und die folgende detaillierte Beschreibung beinhalten veranschaulichende Beispiele verschiedener Aspekte und Implementierungen und stellen einen Überblick oder einen Rahmen für das Verständnis der Natur und des Charakters der beanspruchten Aspekte und Implementierungen bereit. Die Zeichnungen bieten eine Veranschaulichung und ein weiteres Verständnis der verschiedenen Aspekte und Implementierungen und sind in diese Spezifikation einbezogen und stellen einen Teil davon dar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die begleitenden Zeichnungen sollen nicht maßstabsgetreu sein. In den unterschiedlichen Zeichnungen werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen und Bezeichnungen verwendet. Zum Zweck der Klarheit ist möglicherweise nicht jede Komponente in jeder Zeichnung beschriftet. In den Zeichnungen:
Ist 1 ein Blockdiagramm eines Systems für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe gemäß einer veranschaulichenden Implementierung;
Ist 2 ein Ablaufdiagramm eines Beispielverfahrens der Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe gemäß einer veranschaulichenden Implementierung;
Ist 3 ein Ablaufdiagramm eines Beispielverfahrens der Verwendung eines Sequenznummernschemas zur Verhinderung unerwünschter Zugangsnetzübergaben gemäß einer veranschaulichenden Implementierung;
Ist 4 ein Ablaufdiagramm eines Beispielverfahrens der Verwendung von Timern zur Verhinderung unerwünschter Zugangsnetzübergaben gemäß einer veranschaulichenden Implementierung;
Zeigt 5 eine Sequenz der Ereignisse für eine Übergabe gemäß einer veranschaulichenden Implementierung; und
Ist 6 ein Blockdiagramm, das eine allgemeine Architektur für ein Computersystem veranschaulicht, das zur Implementierung von Elementen der hierin beschriebenen und veranschaulichten Systeme und Verfahren eingesetzt werden kann, gemäß einer veranschaulichenden Implementierung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Systeme und Verfahren beziehen sich allgemein auf die nahtlose Mobilität von Benutzersitzungen mit Mehrfachzugang-Konnektivität. Mit zunehmender Nachfrage nach mobilen Datennetzen erhöhen Dienstanbieter die Bereitstellung von Long Term Evolution(LTE)-Netzen in vorhandenen und neu aufkommenden Spektren in so genannten Kleinzellennetzen (SCN). SCNs bestehen gemeinsam mit herkömmlichen Makrozellennetzen (MCN).
Eine weitere Entwicklung ist die projizierte Verfügbarkeit von LTE Carrier Aggregation (LTE-CA), die einem Benutzergerät (user equipment, UE) Zugang zu mehr als einem Funkträger bereitstellen kann. Mit LTE-CA kann ein System, das MCNs und SCNs beinhaltet, die unterschiedliche Netzanbieter nutzen, dem UE mehrere Funkschnittstellen bereitstellen. Zur weiteren Nutzung dieser neuen Architektur wird erwartet, dass UEs mit mehreren LTE-Funkschnittstellen in naher Zukunft verfügbar werden.
Mit einem mehrfachzugangsfähigen UE kann ein Benutzer sich gleichzeitig mit einem SCN und einem MCN verbinden. Die Konfiguration kann mehrere Vorteile bieten, zum Beispiel: ein vereinfachtes Modell für die Ermöglichung der Verbund- und Mobilitätsverwaltung zwischen disjunkten MCN und SCNs, höhere zusammengefasste Bandbreite pro UE, was zu einem besseren Benutzererlebnis führt, Redundanz, wenn ein UE schlechte Konnektivität oder Verbindungsfehler erlebt, und bessere Ausrichtung der Anwendungsanforderung mit spezifischen Zugangsnetzen (zum Beispiel Ausführen von Sprache auf MCNs und Bild auf SCNs).
In einem Mehrfachzugangssystem ist es vorteilhaft, die Mobilität von zustandsbehafteter Kommunikation, wie zum Beispiel Benutzersitzungen von einem Zugangsnetz zu einem anderen Zugangsnetz, ohne Unterbrechung des Benutzererlebnisses zu behandeln. Denken wir zum Beispiel an einen Benutzer, der an einem Sprach- oder Videoanruf über ein MCN beteiligt ist und sich in einem Gebäude bewegt, in dem die MCN-Abdeckung schlecht und die Kapazität geringer ist. Die Verbindungsqualität kann leiden oder der Anruf kann getrennt werden. Wenn ein SCN verfügbar ist, können der Anruf vom MCN übergeben werden, um das Benutzererlebnis zu verbessern. Die Systeme und Verfahren dieser Offenbarung stellen eine nahtlose Mobilität einer Benutzersitzung in einer Netzumgebung mit Mehrfachzugang bereit. Die nahtlose Mobilität kann so bereitgestellt werden, dass nur wenig oder keine Koordination zwischen Zugangsnetzelementen nötig ist.
Die Systeme und Verfahren können ein Protokoll für die Benachrichtigung von Pfadänderungen bei der Kommunikation zwischen dem UE und einem Zugangsgateway nutzen, das Zugang zu einem Paketdatennetz (PDN) bereitstellt. Das Zugangsgateway kann dem UE bei Mehrfachzugangsnetzen eine IP-Adresse zuweisen. Auch wenn das UE mit mehreren Netzen verbunden sein kann, wird davon ausgegangen, dass es fähig ist, zu einer bestimmten Zeit nur über ein Zugangsnetz auf das Internet zuzugreifen. Verbindungen mit anderen Zugangsnetzen können inaktiv, im Leerlauf oder im Standby bleiben. Das UE kann sich entscheiden, bei der zurzeit aktiven Verbindung aktiv und bei der zurzeit inaktiven Verbindung aktiv zu werden. In Systemen, in denen das UE zwischen inaktiven und aktiven Netzen für den Zugriff auf das Internet umschalten kann, benötigt das UE eine Möglichkeit, um das gewählte Zugangsnetz für die Kommunikation mit dem Zugangsgateway anzugeben, sodass das Zugangsgateway seinen Weiterleitungspfad entsprechend ändern kann. Die vorliegende Offenbarung präsentiert ein Signalisierungsprotokoll für die Aufrechterhaltung einer aktiven Verbindung in einem ersten Zugangsnetz und einer Standby-Verbindung in einem zweiten Zugangsnetz und die Ausführung einer Übergabe der aktiven Verbindung vom ersten Zugangsnetz zum zweiten Zugangsnetz.
1 ist ein Blockdiagramm eines Systems 100 für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe gemäß einer veranschaulichenden Implementierung. Das System kann einem Benutzergerät (UE) 120 Zugriff auf ein Paketdatennetz (PDN) 105, wie zum Beispiel das Internet, bereitstellen. Das System beinhaltet ein Zugangsgateway 110, wie zum Beispiel ein PDN-Gateway (PGW), und eines oder mehrere Zugangsnetze, zum Beispiel Zugangsnetz 1 130 und Zugangsnetz 2 140. Die Zugangsnetze 130 und 140 stellen Konnektivität zwischen dem UE 120 und dem Zugangsgateway 110 bereit. Das System 100 kann der System Architecture Evolution-Netzarchitektur entsprechen.
Das Zugangsgateway 110 stellt Konnektivität vom UE 120 zum externen PDN 105 bereit. Das Zugangsgateway 110 ist der Austritts- und Eintrittspunkt des paketbasierten Datenverkehrs zwischen dem UE 120 und Entitäten im PDN 105 und darüber hinaus. Das Zugangsgateway 110 kann Richtlinien zur Datennutzung durchsetzen, Paketfilterung durchführen und IP-Adressen für jedes UE 120 zuweisen. Das Zugangsgateway 110 kann Schnittstellen 112 und 114 für das jeweilige Zugangsnetz 130 bzw. 140 haben. Jede Schnittstelle kann einen UE-Kontext für jedes UE 120 aufrechterhalten, das über das Zugangsnetz verbunden ist, das mit der Schnittstelle assoziiert ist. Der UE-Kontext kann für jedes verbundene UE 120 Registrierungsinformationen, Kanal- und Frequenzinformationen, Zustandsinformationen für die Kommunikation zwischen dem UE 120 und dem Zugangsgateway 110 und einen oder mehrere Sequenznummernzähler und/oder Timer für die Durchsetzung von Übergaberichtlinien beinhalten. Das Zugangsgateway 110 dient als Anker für beide Zugangsnetze 130 und 140.
Die Zugangsnetze 130 und 140 beinhalten die Infrastruktur für den Transport der Kommunikation zwischen dem Zugangsgateway 110 und dem UE 120. Das Zugangsnetz 130 beinhaltet Elemente, wie zum Beispiel ein Serving Gateway (SGW) 132, einen eNodeB (eNB) 136 und eine Mobility Management Entity (MME) 134. Das Zugangsnetz 140 beinhaltet Elemente, wie zum Beispiel ein Serving Gateway (SGW) 142, einen eNodeB (eNB) 146 und eine Mobility Management Entity (MME) 144. Die MMEs 134 und 144 unterstützen die Schnittstelle zwischen dem jeweiligen SGW und eNB. Die Zugangsnetze 130 und 140 können von unterschiedlicher Art sein. Zum Beispiel kann jedes der Zugangsnetze 130 oder 140 ein Makrozellenetz (MCN) oder ein Kleinzellennetz (SCN) sein. Die Zugangsnetze 130 und 140 kann Verbindungen zwischen dem UE 120 und dem Zugangsgateway 110 übertragen. Die Verbindungen können aktiv sein, wie zum Beispiel die aktive Verbindung 150, oder inaktiv, wie zum Beispiel die Standby-Verbindung 160. Die aktive Verbindung 150 ermöglicht es dem UE 120, mit Entitäten im PDN 105 über das Zugangsgateway 110 zu kommunizieren. Dagegen ermöglicht die Standby-Verbindung 160 es dem UE 120, sich beim Zugangsgateway 110 für den Zweck der Kommunikation von Nachrichten zwischen dem UE 120 und dem Zugangsgateway 110 anzumelden, stellt aber keine Kommunikation zwischen dem UE 120 und dem PDN 105 bereit. Die Standby-Verbindung 160 kann jedoch vom UE 120 und dem Zugangsgateway 110 verwendet, um Keep-Alive- und Testnachrichten, Übergabeanforderungen und andere Befehle oder Zustandsinformationen zu kommunizieren.
Das UE 120 kann ein stationäres oder mobiles drahtloses Gerät sein, das für paketbasierte Kommunikation über das System 100 konfiguriert ist. Das UE 120 kann ein Mobiltelefon, ein Tablet, ein tragbarer Computer, ein tragbares Computergerät oder jedes beliebige Computergerät mit einem drahtlosen Netzadapter sein, der für die Kommunikation über Zugangsnetze 130 und 140 geeignet ist. Das UE 120 beinhaltet einen Anwendungsprozessor (AP) 124 für die Steuerung von Hardware- und Softwarefunktionen des UE 120. Das UE 120 beinhaltet ein Modem 122 mit einer Reihe von Empfängern (Rx) und Sendern (Tx). Jeder der Empfänger und Sender ist fähig, paketbasierte Kommunikation mit dem Zugangsgateway 110 über die Zugangsnetze 130 und 140 aufrechtzuerhalten. Das Modem 122 kann einen oder mehrere Empfänger und einen oder mehrere Sender haben. Auf Basis der Anzahl der Empfänger und Sender kann das UE 120 in einer von drei Szenarios betrieben werden:
Szenario 1: Das UE 120 hat einen einzigen Tx und einen einzigen Rx. Zu jeglicher Zeit ist das UE 120 aktiv und überträgt Daten in einem Einzelzugangsnetz – zum Beispiel die aktive Verbindung 150 in Zugangsnetz 1 130 – und ist in einem zweiten Netz angemeldet und im Leerlauf– zum Beispiel die Standby-Verbindung 160 im Zugangsnetz 2 140. Das Modem 122 kann den Empfänger Rx und den Sender Tx so abstimmen, dass sie auf Zugangsnetz 1 130 zugreifen, um mit der Schnittstelle 112 von Zugangsgateway 110 zu kommunizieren. Das Modem 122 kann somit Datenpakete über das PDN 105 über Zugangsgateway 110 kommunizieren. In Augenblicken der Leerlaufkommunikation in der aktiven Verbindung 150 kann das Modem 122 den Empfänger Rx erneut für Zugangsnetz 2 140 abstimmen, um mit der Schnittstelle 114 von Zugangsgateway 110 zu kommunizieren und Systeminformationen abzuhören, die durch das Zugangsgateway 110 übertragen werden. Nach einer Übergabe der aktiven Verbindung an Zugangsnetz 2 140 kann das Modem 122 den Rx und Tx hauptsächlich auf die jetzt aktive Verbindung 150 in Zugangsnetz 2 140 einstellen und den Rx regelmäßig auf die jetzige Standby-Verbindung in Zugangsnetz 1 130 erneut abstimmen.
Szenario 2: Das UE 120 hat einen einzigen Tx und zwei Rxs (Rx1, Rx2). Zu jeglicher Zeit ist nur ein Rx aktiv. Das UE 120 kann zum Beispiel aktiv sein und Daten über die aktive Verbindung 150 über Rx1 und Tx übertragen, und in einem zweiten Zugangsnetz über Rx2 angemeldet und im Leerlauf sein. Das Modem 122 kann Systeminformationen über die Standby-Verbindung 160 über Rx2 empfangen und nachfolgende Maßnahmen ergreifen. Eine Übergabe der aktiven Verbindung kann entweder durch Wechseln des aktiven Rx oder durch erneutes Abstimmen des jeweiligen Rx erfolgen. In einigen Implementierungen kann das Modem 122 Rx2 als aktiven Empfänger und Rx1 als Standby-Empfänger einstellen, wobei jeder Rx mit demselben Zugangsnetz 130 oder 140 wie zuvor kommuniziert. In einigen Implementierungen kann das Modem 122 Rx1 zur jetzt aktiven Verbindung 150 im Zugangsnetz 2 140 und Rx1 zur jetzigen Standby-Verbindung im Zugangsnetz 1 130 erneut abstimmen. In beiden Fällen kann das Modem 122 Tx zur jetzt aktiven Verbindung 150 im Zugangsnetz 2 140 erneut abstimmen.
Szenario 3: Das UE 120 zwei Rxs (Rx1, Rx2) und zwei Txs (Tx1, Tx2). Zu jeglicher Zeit ist nur ein Rx/Tx-Paar aktiv. Das UE 120 kann zum Beispiel aktiv sein und Daten über die aktive Verbindung 150 über Rx1 und Tx1 übertragen, und in einem zweiten Zugangsnetz über Rx2 und Tx2 angemeldet und im Leerlauf sein. Das UE-Modem 120 kann Systeminformationen über die Standby-Verbindung 160 über Tx2 und Rx2 senden und empfangen und nachfolgende Maßnahmen ergreifen. Eine Übergabe der aktiven Verbindung kann über das Wechseln des aktiven Rx und Tx oder durch erneutes Abstimmen des jeweiligen Rx und Tx erfolgen.
In jedem Szenario kann das System 100 ein Signalisierungsprotokoll für das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten zwischen dem UE 120 und dem Zugangsgateway 110 austauschen, um eine Übergabe der aktiven Verbindung 150 von Zugangsnetz 1 130 zu Zugangsnetz 2 140 durchzuführen. Die Übergabe der aktiven Verbindung 150 kann zwischen dem UE 120 und dem Zugangsgateway 110 direkt koordiniert werden, ohne Koordination zwischen den Elementen der Zugangsnetze (d. h. der SGWs 132 oder 142, der MMEs 134 oder 144 oder der eNBs 136 oder 146). Mithilfe des Signalisierungsprotokolls kann das System 100 eine zustandsbehaftete Benutzersitzung während der Übergabe der aktiven Verbindung 140 aufrechterhalten, sodass die Benutzersitzung nicht aktualisiert oder neu gestartet werden muss, sodass die Übergabe für einen Benutzer des UE 120 nahtlos erscheint. Das System 100 kann den Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung aufrechterhalten, indem es den UE-Kontext von der Schnittstelle 112, die mit der vorher aktiven Verbindung 150 assoziiert ist, zur Schnittstelle 114 überträgt, die mit der neuen aktiven Verbindung 150 assoziiert ist. Das System 100 kann eine Standby-Verbindung 160 im Zugangsnetz aufrechterhalten, die die vorher aktive Verbindung 150 überträgt. In einigen Implementierungen kann das System 100 einen Sequenzzähler und/oder einen oder mehrere Timer implementieren, um unerwünschte oder zu häufige Übergaben zu verhindern. In einigen Implementierungen kann das Zugangsgateway 110 dieselbe IP-Adresse für das UE 120 über die Schnittstellen 112 und 114 behalten. In einigen Implementierungen kann das Signalisierungsprotokoll eine Anwendungsprogrammierschnittstelle (application programming interface, API) nutzen, die Netzanfragen (die entweder durch das UE 120 oder das Zugangsgateway 110 initiiert wurden) für die Übergabe der aktiven Verbindung 150 zu einem anderen Zugangsnetz verarbeiten. Die Funktionsweise des Signalisierungsprotokolls ist unten in Bezug auf 2–5 genauer beschrieben.
2 ist ein Ablaufdiagramm eines Beispielverfahrens 200 der Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe gemäß einer veranschaulichenden Implementierung. Das Verfahren 200 beinhaltet das Aufbauen einer ersten Verbindung über ein erstes Zugangsnetz (Phase 210), das Aufbauen einer zweiten Verbindung über ein zweites Zugangsnetz, sodass die erste und die zweite Verbindung gleichzeitig bestehen (Phase 220), das Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung, und das Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung (Phase 230), das Transportieren von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzerinteraktion (Phase 240), das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten (Phase 250), und die Ermittlung, dass der Austausch der Übergabenachrichten ordnungsgemäß erfolgt (Entscheidungsblock 260). Wenn der Austausch der Übergabenachricht nicht ordnungsgemäß erfolgt, kehrt das Verfahren 200 zu Phase 240 zurück. Wenn der Austausch der Übergabenachricht ordnungsgemäß erfolgt, beinhaltet das Verfahren 200 das Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung und das Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung (Phase 270), das Fortsetzen der zustandsbehafteten Benutzersitzung über die zweite Verbindung (Phase 280), das optionale Austauschen einer Übergabeabschlussnachricht, die das anfordernde Gerät informiert. dass das antwortende Gerät im Zugangsnetz 2 140 aktiv ist (Phase 290) und das optionale Überwachen der Standby-Verbindung auf Nachrichten (Phase 295). Verfahren 200 kann symmetrisch zwischen dem Zugangsgateway 110 und dem UE 120 implementiert werden. Das heißt, sowohl das Zugangsgateway 110 als auch das UE 120 können Verbindungen aufbauen, die aktive Verbindung einstellen und die Übergabeanforderung initiieren. Somit wird für den Zweck der folgenden Beschreibung das Gerät, das die Übergabeanforderung initiiert, als „anforderndes Gerät” bezeichnet, und das Gerät, das auf die Übergabeanforderung antwortet, wird als „antwortendes Gerät” bezeichnet.
Das Verfahren 200 beinhaltet das Aufbauen einer ersten Verbindung über ein erstes Zugangsnetz (Phase 210). Das Modem 122 des UE 120 kann sich mit Zugangsnetz 1 130 verbinden und bei der Schnittstelle 112 des Zugangsgateways 110 anmelden. um die erste Verbindung aufzubauen. Die Schnittstelle 112 kann den UE-Kontext für die aktive Verbindung behalten und somit eine zustandsbehaftete Benutzersitzung über die erste Verbindung ermöglichen. Der UE-Kontext kann Registrierungsinformationen, Kanal- und Frequenzinformationen, Zustandsinformationen über die Kommunikation zwischen dem UE 120 und dem Zugangsgateway 110 beinhalten. Der AP 124 des UE 120 kann ähnliche Informationen für die Aufrechterhaltung der ersten Verbindung behalten.
Das Verfahren 200 beinhaltet das Aufbauen einer zweiten Verbindung über ein zweites Zugangsnetz, sodass die erste und zweite Verbindung gleichzeitig bestehen (Phase 220). Das Modem 122 des UE 120 kann sich mit Zugangsnetz 2 140 verbinden und bei der Schnittstelle 114 des Zugangsgateways 110 anmelden, um die zweite Verbindung aufzubauen. Die Schnittstelle 112 kann den UE-Kontext für die aktive Verbindung behalten und somit eine zustandsbehaftete Benutzersitzung über die zweite Verbindung ermöglichen. Der AP 124 des UE 120 kann ähnliche Informationen für die Aufrechterhaltung der zweiten Verbindung behalten.
Das Verfahren 200 beinhaltet das Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung und das Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung (Phase 230). Das Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung ermöglicht es dem UE 120, mit Entitäten im PDN 105 über das Zugangsgateway 110 zu kommunizieren. Das Zugangsgateway kann der ersten Verbindung eine IP-Adresse für die Verwendung beim Austauschen von Datenpaketen über das PDN 105 zuweisen. Das Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung ermöglicht es dem UE 120, sich beim Zugangsgateway 110 für den Zweck der Kommunikation von Nachrichten zwischen dem UE 120 und dem Zugangsgateway 110 anzumelden, stellt aber keine Kommunikation zwischen dem UE 120 und dem PDN 105 bereit. Die Standby-Verbindung kann jedoch vom UE 120 und dem Zugangsgateway 110 verwendet, um Keep-Alive- und Testnachrichten sowie andere Befehle oder Zustandsinformationen zu kommunizieren. Die Standby-Verbindung kann vor, gleichzeitig und nach Aufbau der aktiven Verbindung aufgebaut werden.
Das Verfahren 200 beinhaltet den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzerinteraktion (Phase 240). Wenn die aktive Verbindung aufgebaut ist, kann das UE 120 eine zustandsbehaftete Benutzersitzung mit Entitäten im gesamten PDN 105 aufbauen und aufrechterhalten. Die zustandsbehaftete Sitzung kann u. a. eine TCP-Verbindung, eine Browsing-Sitzung mithilfe eines sicheren Logins, einen Voice-over-Internet-Phone(VOIP)-Anruf, das Streamen von Medien wie zum Beispiel Audio oder Video oder jede andere zustandsbehaftete Kommunikation beinhalten.
Das Verfahren 200 beinhaltet das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten (Phase 250). Das UE 120 oder das Zugangsgateway 110 kann eine Bedingung erkennen, die angibt, dass eine Übergabe der aktiven Verbindung 150 angemessen sein kann. Eine der Schnittstellen 112 oder 114 oder das Modem 122 kann zum Beispiel Daten empfangen. die angeben, dass Zugangsnetz 1 130 überlastet oder sonst unterbrochen ist. Demgemäß kann das UE 120 oder das Zugangsgateway 110 den Austausch von Übergabenachrichten mit einer Übergabeinitiierungsnachricht initiieren. Das Gerät, das den Austausch der Übergabenachrichten initiiert, wird unten als anforderndes Gerät bezeichnet. Das antwortende Gerät kann mit einer Übergabebestätigungsnachricht antworten.
Das Verfahren 200 beinhaltet die Ermittlung, dass der Austausch der Übergabenachricht ordnungsgemäß erfolgt (Entscheidungsblock 260). Das UE 120 und das Zugangsgateway 110 kann eine Übergabeinitiierungsnachricht und eine Übergabebestätigungsnachricht über die aktive Verbindung austauschen. Falls das anfordernde Gerät eine Übergabeinitiierungsnachricht sendet und eine gültige Übergabebestätigungsnachricht vom anfordernden Gerät empfängt, kann das anfordernde Gerät den Austausch der Übergabenachricht als ordnungsgemäß betrachten. In einigen Implementierungen muss, damit der Austausch der Übergabenachricht als ordnungsgemäß betrachtet wird, die Übergabebestätigungsnachricht einen Statuscode ACCEPT (AKZEPTIEREN) beinhalten. Falls die Übergabebestätigungsnachricht einen Statuscode REJECT (ABLEHNEN) beinhaltet, wird der Übergabeaustausch als nicht ordnungsgemäß betrachtet. In einigen Implementierungen kann das antwortende Gerät vor Senden der Übergabebestätigungsnachricht prüfen, ob das Zugangsnetzwerk, das die Standby-Verbindung überträgt, Bedingungen zeigt, die für das Übertragen der aktiven Verbindung günstig sind. Eine Beispielsequenz der Ereignisse für das Ausführen einer Übergabe ist unten in Bezug auf 5 genauer beschrieben. In einigen Implementierungen können das UE 120 und das Zugangsgateway 110 Sequenzzähler und/oder einen oder mehrere Timer implementieren, um versehentliche Übergaben zu verhindern, die durch sich schnell wiederholende Anforderungen und Nachrichten verursacht werden, die aufgrund von Übertragungsverzögerungen in der falschen Reihenfolge empfangen werden. Ein Beispielverfahren der Verwendung eines Sequenznummernschemas zum Vermeiden übermäßiger Zugangsnetzübergaben ist unten in Bezug auf 3 genauer beschrieben. Ein Beispielverfahren der Verwendung von Timern zum Vermeiden übermäßiger Zugangsnetzübergaben ist unten in Bezug auf 4 genauer beschrieben. Falls das anfordernde Gerät ermittelt, dass der Austausch der Übergabenachricht ordnungsgemäß verlief, kann das Verfahren 200 mit Phase 270 fortfahren. Falls der Austausch nicht ordnungsgemäß war, kann das anfordernde Gerät die Nachrichten ignorieren und zu Phase 240 zurückkehren.
Das Verfahren 200 beinhaltet das Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung und das Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung (Phase 270). Das anfordernde Gerät kann die aktive Verbindung vom Zugangsnetz 1 130 zum Zugangsnetz 2 140 und die Standby-Verbindung vom Zugangsnetz 2 140 zum Zugangsnetz 1 130 übergeben. In einigen Implementierungen kann das anfordernde Gerät einen vorkonfigurierbaren Zeitraum nach Empfang der Übergabebestätigungsnachricht warten, bevor es die aktive Verbindung zu Zugangsnetz 2 140 wechselt. Während der Übergabe kann das Zugangsgateway 110 die Parameter des UE-Kontexts von Schnittstelle 112 zu Schnittstelle 114 umschalten. Ähnlich kann das UE 120 seine Rx und Tx von Zugangsnetz 1 130 zu Zugangsnetz 2 140 umleiten. Auf diese Weise kann die zustandsbehaftete Benutzersitzung trotz der Übergabe aufrechterhalten werden. Darüber hinaus müssen keine der Elemente von Zugangsnetz 1 130 oder Zugangsnetz 2 140 aktualisiert oder geändert werden, um die Kontinuität der zustandsbehafteten Benutzersitzung bei der Übergabe aufrechtzuerhalten.
Das Verfahren 200 beinhaltet die Fortsetzung der zustandsbehafteten Benutzersitzung über die zweite Verbindung (Phase 280). Da der UE-Kontext an der Schnittstelle 114 vorhanden ist, an der sich das UE 120 über die jetzt aktive Verbindung verbindet, kann das UE 120 die zustandsbehaftete Benutzersitzung fortsetzen, ohne die Benutzersitzung zu aktualisieren oder neu zu starten. Das Verfahren 200 kann zu Phase 240 zurückkehren und den Transport von Datenpaketen für die zustandsbehaftete Benutzersitzung fortsetzen.
In einigen Implementierungen kann das Verfahren 200 das Austauschen einer Übergabeabschlussnachricht beinhalten, die das anfordernde Gerät informiert, dass das antwortende Gerät im Zugangsnetz 2 140 aktiv ist (Phase 290). Das antwortende Gerät kann die Übergabeabschlussnachricht dem anfordernden Gerät über Zugangsnetz 2 140 senden. Die Übergabeabschlussnachricht kann eine Ausfallsicherheit für den Fall bereitstellen, dass die Übergabebestätigungsnachricht verloren geht.
In einigen Implementierungen kann das Verfahren 200 die Überwachung der Standby-Verbindung auf Nachrichten durch das UE 120 und/oder das Zugangsgateway 110 beinhalten (Phase 295). Die Nachrichten können Keep-Alive- oder Heartbeat-Nachrichten für die Prüfung der Funktionsfähigkeit der Standby-Verbindung und des Zugangsnetzes beinhalten, über die diese übertragen wird. Die Nachrichten können Zustands- oder Statusnachrichten sein, die das UE 120 oder das Zugangsgateway 110 verwenden können, um zu ermitteln, ob es möglicherweise angemessen ist, die aktive Verbindung wieder zurück zum Zugangsnetz 1 130 zu übertragen. In einigen Implementierungen kann das UE 120 Keep-Alive- oder Diagnosenachrichten an das Zugangsgateway 110 über die Standby-Verbindung übertragen. In einigen Implementierungen können die Nachrichten eine Übergabeinitiierungsnachricht beinhalten, die eine Übergabe der aktiven Verbindung zurück zum Zugangsnetz 1 130 anfordert. In einigen Fällen könnte die Übergabeinitiierungsnachricht, die über die Standby-Verbindung empfangen wurde, gesendet worden sein, weil das anfordernde Gerät erkennt, dass eine aktive Verbindung offline ist. In einigen Fällen könnte die Übergabeinitiierungsnachricht, die über die Standby-Verbindung empfangen wurde, das Ergebnis einer früher ausgegebenen Übergabeinitiierungsnachricht sein, die während des Wegs durch das Netz verzögert wurde. Um die Möglichkeit unerwünschter Übergaben zu minimieren und gleichzeitig Übergabeanforderungen über die Standby-Verbindung zu ermöglichen, kann das System 100 Sequenznummernzähler und/oder Anforderungstimer implementieren. Die Funktionsweise der Sequenznummernzähler ist unten in Bezug auf 3 genauer beschrieben. Die Funktionsweise der Anforderungstimer ist unten in Bezug auf 4 genauer beschrieben.
3 ist ein Ablaufdiagramm 300 eines Beispielverfahrens der Verwendung eines Sequenznummernschemas zur Verhinderung unerwünschter Zugangsnetzübergaben gemäß einer veranschaulichenden Implementierung. Das Verfahren 300 kann zusätzliche Ermittlungen darstellen, die bei der Entscheidung durchgeführt werden können, ob der Austausch der Übergabenachricht ordnungsgemäß erfolgt (z. B. in Phase 260 von Verfahren 200). Das Verfahren 300 beinhaltet das Inkrementieren eines Sequenznummernzählers (Phase 310), das Senden einer Übergabeinitiierungsnachricht einschließlich einer Sequenznummer, die dem aktuellen Zustand des Sequenznummernzählers entspricht (Phase 320), das Empfangen der Übergabeinitiierungsnachricht (Phase 325), das Ermitteln, ob die Sequenznummer größer als eine Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabeinitiierungsnachricht enthalten ist (Entscheidungsblock 330). Wenn die Sequenznummer nicht strikt größer als eine Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabeinitiierungsnachricht enthalten ist, kann das Verfahren 300 enden und zu Phase 240 von Verfahren 200 zurückkehren. Wenn die Sequenznummer strikt größer als die Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabeinitiierungsnachricht enthalten war, beinhaltet das Verfahren 300 das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht einschließlich der Sequenznummer (Phase 340), das Empfangen der Übergabebestätigungsnachricht (Phase 345), das Ermitteln, ob die Sequenznummer größer als eine Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabebestätigungsnachricht enthalten ist (Entscheidungsblock 350). Wenn die Sequenznummer nicht strikt größer als eine Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabebestätigungsnachricht enthalten ist, kann das Verfahren 300 enden und zu Phase 240 von Verfahren 200 zurückkehren. Wenn die Sequenznummer strikt größer als eine Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabebestätigungsnachricht enthalten ist, beinhaltet das Verfahren 300 das Akzeptieren der Übergabebestätigungsnachricht (Phase 360). Wie bei Verfahren 200 kann das Verfahren 300 symmetrisch zwischen dem Zugangsgateway 110 und dem UE 120 implementiert werden. Das heißt, sowohl das Zugangsgateway 110 als auch das UE 120 können einen Sequenznummernzähler aufrechterhalten und eine Übergabeanforderung initiieren. In der folgenden Beschreibung wird das Gerät, das die Übergabeanforderung initiiert, als „anforderndes Gerät 302” bezeichnet, und das Gerät, das auf die Übergabeanforderung antwortet, wird als „antwortendes Gerät 304” bezeichnet.
Das Verfahren 300 beinhaltet das Inkrementieren eines Sequenznummernzählers (Phase 310). Das anfordernde Gerät 302 kann einen Sequenznummernzähler aufrechterhalten. Der Sequenznummernzähler erhöht sich monoton und kann mit jeder erzeugten Übergabeinitiierungsnachricht inkrementiert werden. In einigen Implementierungen kann der Sequenznummernzähler von 0 bis 255 laufen. Der Sequenznummernzähler kann einen lokalen Roll-Over-Zähler „c” mit einem Anfangswert von 0 beinhalten. Jedes Mal, wenn der Sequenznummernzähler von 255 auf 0 zurückgesetzt wird, kann der Roll-Over-Zähler c inkrementiert werden. Somit kann die tatsächliche Sequenznummer als gleich c·256 + Sequenznummer berechnet werden.
Das Verfahren 300 beinhaltet das Senden einer Übergabeinitiierungsnachricht einschließlich einer Sequenznummer, die dem aktuellen Zustand des Sequenznummernzählers entspricht (Phase 320). Das anfordernde Gerät 302 erzeugt die Übergabeinitiierungsnachricht einschließlich der Sequenznummer und sendet sie an das antwortende Gerät 304. Die in der Übergabeninitiierungsnachricht enthaltene Sequenznummer kann eine Rohsequenznummer sein; das heißt ohne Berücksichtigung des lokalen Roll-Over-Zählers c.
Das Verfahren 300 beinhaltet das Empfangen der Übergabeinitiierungsnachricht vom anfordernden Gerät (Phase 325) und das Ermitteln, ob die Sequenznummer in der Übergabeninitiierungsnachricht größer als eine Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabenitiierungsnachricht enthalten ist (Entscheidungsblock 330). Das antwortende Gerät 304 speichert den Wert der Sequenznummer, der zuletzt empfangenen Übergabeninitiierungsnachricht enthalten ist, in einem lokalen Speicher. Das antwortende Gerät 304 empfängt die Übergabeinitiierungsnachricht und vergleicht die empfangene Sequenznummer mit dem Wert, der im lokalen Speicher gespeichert ist. Wenn die empfangene Sequenznummer kleiner oder gleich dem gespeicherten Wert ist, kann das antwortende Gerät 304 die Übergabeninitiierungsnachricht ignorieren oder dem anfordernden Gerät mit einer Übergabebestätigungsnachricht antworten, die einen Statuscode „reject” (ablehnen) enthält. Das Verfahren 300 endet und kehrt zu Phase 240 von Verfahren 200 zurück. Der niedrigere empfangene Sequenznummernwert kann darauf hinweisen, dass die Übergabeinitiierungsnachricht abgelaufen ist und möglicherweise im Datenverkehr verzögert wurde. In der Zwischenzeit kann das antwortende Gerät 304 wegen einer später gesendeten, aber früher empfangenen Übergabeinitiierungsnachricht bereits die Zustände geändert haben. Somit kann das Antworten auf die aktuelle Übergabeinitiierungsnachricht mit der niedrigeren Sequenznummer zu einer unnötigen oder unerwünschten Übergabe der aktiven Verbindung führen. Wenn die empfangene Sequenznummer größer als der gespeicherte Wert ist, kann das Verfahren 300 mit Phase 340 fortfahren.
Das Verfahren 300 beinhaltet das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht einschließlich der Sequenznummer (Phase 340). Das antwortende Gerät 304 kann eine Übergabebestätigungsnachricht erzeugen und die Sequenznummer in die Nachricht einbeziehen. Dies ist dieselbe Sequenznummer. die mit der letzten Übergabeinitiierungsnachricht empfangen wurde. Das antwortende Gerät 304 kann die Übergabebestätigungsnachricht zum anfordernden Gerät 302 zurücksenden.
Das Verfahren 300 beinhaltet das Empfangen der Übergabebestätigungsnachricht vom antwortenden Gerät (Phase 345) und das Ermitteln, ob die Sequenznummer in der Übergabebestätigungsnachricht größer als eine Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabebestätigungsnachricht enthalten ist (Entscheidungsblock 350). Das anfordernde Gerät 302 speichert den Wert der Sequenznummer, der zuletzt empfangenen Übergabebestätigungsnachricht enthalten ist, in einem lokalen Speicher. Das anfordernde Gerät 302 empfängt die Übergabebestätigungsnachricht und vergleicht die empfangene Sequenznummer mit dem Wert, der im lokalen Speicher gespeichert ist. Wenn die empfangene Sequenznummer kleiner oder gleich dem gespeicherten Wert ist, ignoriert das anfordernde Gerät 302 die Übergabebestätigungsnachricht. Das Verfahren 300 endet und kehrt zu Phase 240 von Verfahren 200 zurück. Der niedrigere empfangene Sequenznummernwert kann darauf hinweisen, dass die Übergabebestätigungsnachricht abgelaufen ist und möglicherweise im Datenverkehr verzögert wurde. In der Zwischenzeit kann das anfordernde Gerät 302 wegen einer später gesendeten, aber früher empfangenen Übergabebestätigungsnachricht bereits die Zustände geändert haben. Das Antworten auf die aktuelle Übergabebestätigungsnachricht mit der niedrigeren Sequenznummer kann zu einer unnötigen oder unerwünschten Übergabe der aktiven Verbindung führen. Wenn die empfangene Sequenznummer größer als der gespeicherte Wert ist, kann das Verfahren 300 mit Phase 360 fortfahren.
Das Verfahren 300 beinhaltet das Akzeptieren der Übergabebestätigungsnachricht (Phase 360). Das anfordernde Gerät 302 hat ermittelt, dass die Übergabebestätigungsnachricht in der ordnungsgemäßen Sequenz empfangen wurde und somit, vorbehaltlich weiterer Ermittlungen bezüglich der Gültigkeit der Nachricht, akzeptiert werden kann. Das Verfahren 300 kann enden und zu Entscheidungsblock 260 von Verfahren 200 zurückkehren.
4 ist ein Ablaufdiagramm eines Beispielverfahrens 400 der Verwendung von Timer zur Verhinderung unerwünschter Zugangsnetzübergaben gemäß einer veranschaulichenden Implementierung. Das Verfahren 400 kann zusätzliche Ermittlungen darstellen, die bei der Entscheidung durchgeführt werden können, ob der Austausch der Übergabenachricht ordnungsgemäß erfolgt (z. B. in Phase 260 von Verfahren 200). Das Verfahren 400 kann durch das antwortende Gerät durchgeführt werden, wenn es ermittelt, ob eine Übergabeinitiierungsnachricht ordnungsgemäß ist. Das Verfahren 400 beinhaltet das Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung (Phase 410), das Starten eines ersten Timers mit einer ersten Dauer und eines zweiten Timers mit einer zweiten Dauer, die länger als die erste Dauer ist (Phase 420), und das Transportieren von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung (Phase 430). Das Verfahren kann dann entweder das Empfangen einer Übergabeinitiierungsnachricht über den Standby-Kanal (Phase 440) oder das Empfangen einer Übergabeinitiierungsnachricht über den aktiven Kanal (Phase 460) beinhalten. Wenn die Übergabeinitiierungsnachricht über den Standby-Kanal empfangen wird, beinhaltet das Verfahren 400 die Ermittlung, ob die Übergabeinitiierungsnachricht, die über den Standby-Kanal empfangen wurde, vor Ablauf des ersten Timers empfangen wurde (Entscheidungsblock 450). Wenn die Übergabeinitiierungsnachricht über den aktiven Kanal empfangen wird. beinhaltet das Verfahren 400 die Ermittlung, ob die Übergabeinitiierungsnachricht, die über den aktiven Kanal empfangen wurde, vor Ablauf des zweiten Timers empfangen wurde (Entscheidungsblock 470). Wenn die Übergabeinitiierungsnachricht nach Ablauf des entsprechenden Timers empfangen wurde, kehrt das Verfahren 400 zu Phase 430 zurück. Wenn die Übergabeinitiierungsnachricht nach Ablauf des entsprechenden Timers empfangen wurde, beinhaltet das Verfahren 400 das Akzeptieren der Übergabeinitiierungsnachricht (Phase 480).
Das Verfahren 400 beinhaltet das Umschalten der aktiven Verbindung 150 zur zweiten Verbindung (Phase 410). Das Verfahren 400 beginnt am Umschaltpunkt der aktiven Verbindung zum Zugangsnetz, das der vorherigen Standby-Verbindung entspricht. Somit kann das Verfahren 400 zum Beispiel während Phase 270 von 400 starten.
Das Verfahren 400 beinhaltet das Starten eines ersten Timers mit einer ersten Dauer und eines zweiten Timers mit einer zweiten Dauer, die in einigen Implementierungen länger als die erste Dauer ist (Phase 420). Das UE 120 und/oder das Zugangsgateway 110 können ihre Timer zum Zeitpunkt der Übergabe der vorherigen aktiven Verbindung 150 beginnen. Die Timer können auf geeignete Werte eingestellt werden, um viele unerwünschte Übergaben zu verhindern, während gleichzeitig Übergaben häufig genug erlaubt werden, um sich an Änderungen der Netzwerkverbindungsbedingungen anzupassen, die in typischen Intervallen stattfinden. Der erste Timer kann zum Beispiel verwendet werden, um zu verhindern, dass eine Übergabeinitiierungsnachricht, die im Netzwerkverkehr verzögert wurde, eine unerwünschte Übergabe auslöst. und trotzdem eine schnelle Rückkehr zur vorher aktiven Verbindung ermöglicht, falls die neue aktive Verbindung nicht funktionsfähig ist. Ähnlich kann der zweite Timer verwendet werden, zu häufige Übergaben zu verhindern. In einigen Implementierungen kann der erste Timer so eingestellt werden, dass er eine Dauer in der Größenordnung von 1 Sekunde hat; jedoch kann jeder Wert von 0,1 Sek. bis 10 Sek. geeignet sein. In einigen Implementierungen kann der zweite Timer so eingestellt werden, dass er eine Dauer in der Größenordnung von 1 Minute hat; jedoch kann jeder Wert von 1 Sek. bis 10 Min. geeignet sein. In einigen Implementierungen hat der zweite Timer eine längere Dauer als der erste Timer.
Das Verfahren 400 beinhaltet den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung (Phase 430). Nach Abschluss des Umschalten von Phase 270 und der Fortführung der zustandsbehafteten Benutzersitzung von Phase 280 kann das Verfahren 200 zu Phase 240 zurückkehren und Datenpakete für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung transportieren. Somit kann sich Phase 430 von Verfahren 400 mit Phase 240 von Verfahren 200 überlappen.
Wenn das antwortende Gerät eine Übergabeinitiierungsnachricht über den Standby-Kanal empfängt, akzeptiert es keine Übergabeinitiierungsnachricht, außer der erste Timer ist abgelaufen. Das antwortende Gerät kann diese Prüfung verwenden, um alle restlichen Pakete zu ignorieren, die sonst eine unerwünschte Übergabe verursachen würden, und trotzdem eine relativ schnelle Übergabe zurück zum vorher aktiven Kanal (z. B. dem Standby-Kanal) ermöglichen, falls der zurzeit aktive Kanal nicht funktionsfähig ist. Dieser besondere Vorgang ist zwischen dem UE 120 und dem Zugangsgateway 110 nicht symmetrisch. Wenn das Zugangsgateway 110 das antwortende Gerät ist, kann das Zugangsgateway 110 auf jede beliebige Übergabeinitiierungsnachricht, die vor Ablauf des ersten Timers empfangen wurde, mit einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem Statuscode „reject” (ablehnen) antworten. Für jede beliebige Übergabeinitiierungsnachricht, die vom Zugangsgateway 110 nach Ablauf des ersten Timers empfangen wurde, kann das Zugangsgateway 110 mit einer Übergabebestätigungsnachricht antworten, die einen Statuscode „accept” (akzeptieren) hat, vorausgesetzt, alle anderen Bedingungen für die Übergabe sind erfüllt. Wenn das UE 120 jedoch das antwortende Gerät ist, kann das UE 120 alle Pakete ignorieren, die vor Ablauf des ersten Timers empfangen wurden, ganz gleich, ob das Paket eine Übergabeninitiierungsnachricht oder ein Datenpaket ist. Für alle Pakete, die nach Ablauf des ersten Timers empfangen wurden, kann das UE 120 mit einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem entsprechenden Statuscode antworten. Demgemäß kann das Verfahren 400 das Empfangen einer Übergabeinitiierungsnachricht über den Standby-Kanal durch das antwortende Gerät beinhalten (Phase 440). Nach Empfangen einer Übergabeinitiierungsnachricht über den Standby-Kanal beinhaltet das Verfahren 400 die Ermittlung durch das antwortende Gerät, ob die Übergabeinitiierungsnachricht, die über den Standby-Kanal empfangen wurde, vor Ablauf des ersten Timers empfangen wurde (Phase 450). Wenn die empfangene Übergabeinitiierungsnachricht vor Ablauf des ersten Timers empfangen wurde, kann das antwortende Gerät die Übergabeninitiierungsnachricht ignorieren oder dem anfordernden Gerät mit einer Übergabebestätigungsnachricht antworten, die einen Statuscode „reject” (ablehnen) enthält. Das Verfahren 400 kann zu Phase 430 zurückkehren. Wenn der erste Timer abgelaufen ist, bevor die Übergabeinitiierungsnachricht empfangen wurde, kann das Verfahren 400 mit Phase 480 fortfahren und die Übergabeinitiierungsnachricht akzeptieren.
Wenn das antwortende Gerät eine Übergabeinitiierungsnachricht über den aktiven Kanal empfängt, akzeptiert es keine Übergabeinitiierungsnachricht, außer der zweite Timer ist abgelaufen. Das antwortende Gerät kann den zweiten Timer verwenden, um zu häufige Übergaben zu verhindern, und gleichzeitig Übergaben häufig genug erlauben, um sich an Änderungen bei den Netzwerkbedingungen anzupassen, die in typischen Raten stattfinden. Demgemäß kann das Verfahren 400 das Empfangen einer Übergabeinitiierungsnachricht über den aktiven Kanal durch das antwortende Gerät beinhalten (Phase 460). Nach Empfangen einer Übergabeinitiierungsnachricht über den aktiven Kanal beinhaltet das Verfahren 400 die Ermittlung durch das antwortende Gerät, ob die Übergabeinitiierungsnachricht, die über den aktiven Kanal empfangen wurde, vor Ablauf des zweiten Timers empfangen wurde (Phase 470). Wenn die empfangene Übergabeinitiierungsnachricht vor Ablauf des zweiten Timers empfangen wurde, kann das antwortende Gerät die Übergabeninitiierungsnachricht ignorieren oder dem anfordernden Gerät mit einer Übergabebestätigungsnachricht antworten, die einen Statuscode „reject” (ablehnen) enthält. Das Verfahren 400 kann zu Phase 430 zurückkehren. Wenn der zweite Timer abgelaufen ist, bevor die Übergabeinitiierungsnachricht empfangen wurde, kann das Verfahren 400 mit Phase 480 fortfahren und die Übergabeinitiierungsnachricht akzeptieren.
Das Verfahren 400 beinhaltet das Akzeptieren der Übergabeinitiierungsnachricht (Phase 480). Das antwortende Gerät hat ermittelt, dass der Zeitpunkt der Übergabeinitiierungsnachricht angemessen ist, somit kann die Übergabeinitiierungsnachricht, vorbehaltlich weiterer Ermittlungen bezüglich der Gültigkeit der Nachricht, akzeptiert werden. Das Verfahren 400 kann enden und zu Entscheidungsblock 260 von Verfahren 200 zurückkehren.
5 zeigt eine Beispielsequenz der Ereignisse 500 für eine Übergabe gemäß einer veranschaulichenden Implementierung. Die Sequenz 500 stellt ein Beispielszenario dar, in dem ein UE einen einzigen Tx und Rx hat (Szenario 1). Die Sequenz 500 veranschaulicht ein Beispiel einer vom Zugangsgateway 110 initiierten Übergabe, die bei einem UE 120 durchgefährt wurde, das anfänglich auf Zugangsnetz 1 130 verbunden war und zu Zugangsnetz 2 140 übergeben wurde. Die Sequenz 500 stellt einen Beispielvorgang der in den 2–4 veranschaulichten Verfahren dar.
Die Sequenz 500 wird mit drei Zeitschienen veranschaulicht: einer Zeitschiene 502 des Zugangsgateways 110, einer Zeitschiene 504 des ersten UE 120, die UE-Aktionen in Bezug auf Zugangsnetz 2 darstellt, und einer Zeitschiene 506 des zweiten UE 120, die UE-Aktionen in Bezug auf Zugangsnetz 1 darstellt. Die Sequenz 500 beinhaltet das UE, das sich mit Zugangsnetz 1 verbindet (Phase 510), das UE, das sich mit Zugangsnetz 2 verbindet (Phase 515), das UE, das Pakete per Uplink in Zugangsnetz 2 (Phase 520) und Pakete per Downlink in Zugangsnetz 2 (Phase 525) übermittelt, das Zugangsgateway (PGW), das entscheidet, eine Übergabe anzufordern (Phase 530), das PGW, das eine Übergabeinitiierungsnachricht sendet (Phase 535), das UE, das sie Übergabeinitiierungsnachricht über Zugangsnetz 2 empfängt (Phase 540), einen Anwendungsprozessor (AP) des UE, der ein Modem des UE sondiert (Phase 545), den AP, der einen Messbericht vom Modem empfängt und entscheidet, die Kommunikation an Zugangsnetz 1 zu übergeben (Phase 550), das UE, das eine Übergabebestätigungsmeldung an das PGW über Zugangsnetz 2 sendet (Phase 555), das PGW, das die Übergabebestätigungsnachricht vom UE empfängt (Phase 560), den AP, der einen Schnittstellenwechselbefehl an das Modem ausgibt (Phase 565), das PGW, das den UE-Kontext zu Schnittstelle 1 wechselt (Phase 570), das UE, das die LTE-Serviceanforderung ausführt und den aktiven Zustand wiedergewinnt (Phase 575), das PGW, das Pakete per Downlink an das UE über Zugangsnetz 1 übermittelt (Phase 580) und das UE, das Pakete per Uplink an das PGW über Zugangsnetz 1 übermittelt (Phase 585).
Die Sequenz 500 beinhaltet das UE, das sich mit Zugangsnetz 1 verbindet (Phase 510). Phase 510 ist ähnlich Phase 210 von 2. Während der Initialisierung verbindet sich das UE mit Zugangsnetz 1 mithilfe des üblichen LET-Verfahrens. Das PGW weist IP-Adresse IP1 für die Verwendung durch das UE bei der Kommunikation über das Paketdatennetz (PDN) zu. An diesem Punkt kann das UE mithilfe von Zugangsnetz 1 auf das Internet zugreifen (oder Sprachanrufe durchführen); für den Zweck der Veranschaulichung hier wird jedoch angenommen, dass das UE keine Daten in Zugangsnetz 1 sendet und empfängt. Stattdessen bleibt die Verbindung in Zugangsnetz 1 im Leerlauf, nachdem das UE Zugangsnetz 2 erkannt und sich mit ihm verbunden hat.
Die Sequenz 500 beinhaltet das UE, das sich mit Zugangsnetz 2 verbindet (Phase 515). Phase 515 ist ähnlich Phase 210 von 2. Als weiterer Schritt bei der Initialisierung erkennt das UE Zugangsnetz 2 mithilfe des üblichen LET-Verfahrens und verbindet sich mit ihm. Dazu muss das UE den Sender (Tx) und den Empfänger (Rx) des UE zu den Funkparametern eines zweiten Zugangsnetzes wechseln, wodurch das UE in Zugangsnetz 1 in den Standby-Zustand geht. Dieser Vorgang ist ähnlich Phase 230 von 2. Das PGW kann dieselbe IP-Adresse IP1 für die Verwendung durch das UE bei der Kommunikation über das PDN zuweisen, nachdem es eine Sitzungseinrichtungsanforderung von Zugangsnetz 2 empfangen hat, und es kann demgemäß den Downlink-Weiterleitungskontext für das UE zu Zugangsnetz 2 verlagern. Dies unterscheidet sich von der normalen PDN-Konnektivität für den Mehrfachzugriff dahingehend. dass jeder Netzverbindung eine eindeutige IP-Adresse bereitgestellt wird. An diesem Punkt kann das UE mithilfe von Zugangsnetz 2 auf das Internet zugreifen (oder Sprachanrufe durchführen).
Die Sequenz 500 beinhaltet das Übermitteln von Paketen per Uplink durch das UE in Zugangsnetz 2 (Phase 520) und das Übermitteln von Paketen per Downlink in Zugangsnetz 2 (Phase 525). Phasen 520 und 525 sind ähnlich Phase 240 von 2. Das UE beginnt eine Internetsitzung mithilfe von Tx und Rx in Zugangsnetz 2 und empfängt Downlink-Pakete vom PGW und sendet Uplink-Pakete zum PGW. Das UE kann sein Rx regelmäßig mit Zugangsnetz 1 erneut abstimmen, um beliebige Netzwerkinformationen abzuhören. Das UE kann außerdem den Tx regelmäßig mit Zugangsnetz 1 erneut abstimmen, wenn der Tx in Zugangsnetz 2 im Leerlauf ist, und Keep-Alive- und Diagnosenachrichten an das PGW senden.
Die Sequenz 500 beinhaltet ein Zugangsgateway (PGW), das entscheidet, eine Übergabe anzufordern (Phase 530), und das PGW, das eine Übergabeinitiierungsnachricht sendet (Phase 535). Wenn es ein Steuerereignis am PGW gibt, das dazu führt, dass der UE-Verkehr zu Zugangsnetz 1 verschoben wird, sendet das PGW eine Übergabeinitiierungsnachricht (HI-Nachricht) an das UE in Zugangsnetz 2. An diesem Punkt ist die Übergabe im Gange, aber noch nicht abgeschlossen. Demgemäß fährt das PGW mit der Weiterleitung von Downlink-Paketen in Zugangsnetz 2 fort. Die Sequenz 500 beinhaltet das UE, das die Übergabeinitiierungsnachricht über Zugangsnetz 2 empfängt (Phase 540).
Die HI-Nachricht wird durch einen Anwendungsprozessor (AP) des UE verarbeitet. Die Sequenz 500 beinhaltet den AP, der ein Modem der UE sondiert (Phase 545). Mithilfe einer Anwendungsprogrammierschnittstelle (API) kann der AP einen Messbericht vom Modem für Schnittstelle 1 (die der Verbindung des Modems zu Zugangsnetz 1 entspricht) anfordern oder er kann einen vor kurzem zwischengespeicherten Bericht verwenden. Die Sequenz 500 beinhaltet den AP, der einen Messbericht vom Modem empfängt und entscheidet, die Kommunikation zu Zugangsnetz 1 zu übergeben (Phase 550).
Die Sequenz 500 beinhaltet das UE, das eine Übergabebestätigungsnachricht über Zugangsnetz 2 an das PGW sendet (Phase 555). Wenn der AP auf Basis seiner lokalen Logik entscheidet, dass die Bedingungen für das Wechseln zu Zugangsnetz 1 günstig sind, sendet der AP eine Übergabebestätigung (HA) mit einem Statuscode „Accept” (Akzeptieren) an das PGW. Wenn der AP entscheidet, dass die Bedingungen für eine Übergabe nicht günstig sind, sendet der AP die HA-Nachricht mit einem Statuscode „Reject” (Ablehnen). Alternativ kann das Modem auf Basis der Richtlinienkonfiguration, die dem Modem vom AP bereitgestellt wird, entscheiden, ob es die HI-Anforderung akzeptiert oder ablehnt.
Die Sequenz 500 beinhaltet das PGW, das die Übergabebestätigungsnachricht vom UE empfängt (Phase 560). Wenn der Statuscode auf „Accept” (Akzeptieren) eingestellt ist, wartet das PGW eine konfigurierbare Zeitdauer und wechselt dann den aktiven Kanal zu Zugangsnetz 1. Die konfigurierbare Zeitdauer von mehreren Millisekunden bis zu mehreren Sekunden betragen und sie kann es jeglichem Datenverkehr, der vom UE im Gange ist, erlauben, das PGW zu erreichen. Wenn der Statuscode auf „Reject” (Ablehnen) eingestellt ist, setzt das PGW die Weiterleitung von Paketen zum Zugangsnetz 2 des UE fort. Der Austausch von Übergabenachrichten der Phasen 535–560 ist Phasen 240 und 260 in 2 ähnlich. In einigen Implementierungen kann der Austausch von Übergabenachrichten von Phasen 535–560 außerdem die Sequenznummer- und Timerverifizierungsvorgänge beinhalten, die in 3 und 4 beschrieben sind.
Die Sequenz 500 beinhaltet den AP, der einen Schnittstellenwechselbefehl zum Modem ausgibt (Phase 565). Der AP wartet für eine konfigurierbare Zeitdauer nach Senden der HA-Nachricht und wechselt die aktive Schnittstellen, indem er das Modem anweist, den Tx und Rx zu Zugangsnetz 1 zu leiten. In einigen Implementierungen kann der AP eine Zeitdauer warten, die etwa der Hälfte der Umlaufzeit (round trip time, RTT) zwischen dem UE und dem PGW entspricht. Diese Pause gibt dem PGW Zeit, um die HA-Nachricht zu empfangen und seine eigene Umschaltung zu beginnen.
Die Sequenz 500 beinhaltet das PGW, das den UE-Kontext zu Schnittstelle 1 wechselt (Phase 570).
Die Sequenz 500 beinhaltet das UE, das das Umschalten ausführt und den aktiven Zustand in Zugangsnetz 1 wiedergewinnt (Phase 575). Das Modem stimmt den Rx und Tx erneut mit Zugangsnetz 1 ab und ermöglicht so dem UE, Datenverkehr mithilfe von Schnittstelle 1 zu senden und zu empfangen. In einigen Implementierungen sendet der AP eine Übergabeabschlussnachricht (HC-Nachricht) mithilfe des neu aktiven Zugangsnetzwerks 1. Diese Nachricht dient dazu, das PGW zu informieren, dass das UE in Zugangsnetz 1 aktiv ist, und stellt eine Ausfallsicherung bereit, falls die HA-Nachricht verloren geht. Phasen 565–575 sind in Bezug auf die Funktionsweise ähnlich Phase 270 von 2.
Die Sequenz 500 beinhaltet das Übermitteln von Paketen per Downlink zum UE durch das PGW in Zugangsnetz 1 (Phase 580) und das Übermitteln von Paketen per Uplink zum PGW durch das UE über Zugangsnetz 1 (Phase 585). Phasen 580 und 585 sind in Bezug auf die Funktionsweise der Rückkehr von Verfahren 200 zu Phase 240 ähnlich, wie in 2 dargestellt. Bei erfolgter Übergabe bleibt die IP-Adresse im neuen aktiven Zugangsnetz gleich. Dies ermöglicht die Fortsetzung bestehender Benutzersitzungen, ohne die Sitzungen neu starten zu müssen. Darüber hinaus beinhaltet die Übergabe keine anderen Knoten (wie zum Beispiel eNB, MME, SGW), um das Verfahren zu koordinieren. sie findet mithilfe der Signalisierung von Ende zu Ende zwischen dem UE und dem PGW statt. Daher wird auch erwartet, dass die Übergabelatenz kurz ist.
In manchen Fällen kann die HI-Nachricht, die durch das PGW gesendet wird. verloren gehen. Wenn das PGW nicht in innerhalb eines konfigurierbaren HA_Empfangen_Timers eine HA-Nachricht empfängt, kann das PGW die HI-Nachricht erneut senden (an derselben Schnittstelle wie die ursprüngliche HI-Nachricht, vorausgesetzt. die Schnittstelle ist noch die aktive Schnittstelle für das UE). Bei einigen Implementierungen kann es sein, dass das PGW die HI-Nachricht nicht mehr als konfigurierbare HI_Rx_Mal erneut senden kann. Wenn der AP eine HI-Nachricht empfängt, während er eine vorher empfangene HI-Nachricht verarbeitet, kann er die doppelte HI-Nachricht stillschweigend ignorieren.
Das obige Verfahren funktioniert auch, wenn ein UE für doppelte aktive Empfänger (Rx1, Rx2) und einen einzigen abstimmbaren Sender (Tx) fähig ist (Szenario 2). In diesem Fall kann das PGW mehrere Downlink-Schnittstellen für denselben IP-Fluss gleichzeitig verwenden. Das UE kann jedoch nur eine einzige Schnittstelle für Uplink verwenden. Somit kann der gesamte Anwendungsverkehr vom UE zum PGW nur an einer einzigen TX-Schnittstelle gesendet werden. In einem solchen Szenario kann die Signalisierung vom PGW verwendet werden, um die Uplink-Schnittstelle zu ändern (von Standby zu aktiv und umgekehrt).
Außerdem ist die Signalisierung, die in Sequenz 500 veranschaulicht ist. ebenfalls vom UE zum PGW symmetrisch. In anderen Worten, die Übergabeinitiierung kann vom UE ausgelöst werden. Wenn der AP im UE entscheidet, eine Übergabe der aktiven Sitzung auf Basis einer gewissen lokalen Steuerlogik durchzuführen, kann er eine HI-Nachricht an das PGW senden, das ähnlich mit einer HA-Nachricht mit einem entsprechenden Statuscode antworten kann. Sobald die HA-Nachricht mit Statuscode „Accept” (Akzeptieren) empfangen wird, gibt der AP den Wechselbefehl an das Modern aus, um den Rx und Tx erneut abzustimmen. Das PGW wechselt auf seiner Seite den UE-Kontext zur vorherigen Standby-Schnittstelle nach Ablauf eines konfigurierbaren Timers.
6 ist ein Blockdiagramm, das eine allgemeine Architektur für ein Computersystem 900 veranschaulicht, das zur Implementierung von Elementen der hierin beschriebenen und veranschaulichten Systeme und Verfahren eingesetzt werden kann, gemäß einer veranschaulichenden Implementierung. Das Computersystem 900 kann bei der Implementierung von Verfahren genutzt werden, die eine Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe aufrechterhält, wie in 2–5 dargestellt.
Als allgemeiner Überblick beinhaltet das Computersystem 910 mindestens einen Prozessor 950 für die Durchführung von Aktionen in Übereinstimmung mit den Anweisungen und eines oder mehrere Speichergeräte 970 oder 975 für das Speichern von Anweisungen und Daten. Das veranschaulichte Beispielcomputersystem 910 beinhaltet einen oder mehrere Prozessoren 950 in Kommunikation über einen Bus 915 mit mindestens einem Netzwerkschnittstellen-Controller 920 mit einem oder mehreren Netzwerkschnittstellen-Ports 922, die eines oder mehrere Netzwerkgeräte 924, Speicher 970 und beliebige andere Geräte 980 verbinden, z. B. eine E/A-Schnittstelle. Im Allgemeinen führt ein Prozessor 950 Anweisungen aus, die vom Speicher empfangen werden. Der veranschaulichte Prozessor 950 ist in Zwischenspeicher 975 integriert oder direkt mit ihm verbunden.
Genauer kann der Prozessor 950 jede Logikschaltung sein, die Anweisungen verarbeitet, z. B. Anweisungen, die aus dem Speicher 970 oder Zwischenspeicher 975 geholt werden. In vielen Ausführungsformen ist der Prozessor 950 eine Mikroprozessoreinheit oder einen Prozessor für spezielle Zwecke. Das Computergerät 900 kann auf einem beliebigen Prozessor oder einem Satz von Prozessoren basieren, der/die in der Lage ist/sind, wie hierin beschrieben zu funktionieren. In einigen Implementierungen kann der Prozessor 950 in der Lage sein, die Verfahren der Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe auszuführen, wie in 2–5 dargestellt. Der Prozessor 950 kann ein Einkern- oder Mehrkernprozessor sein. Der Prozessor 950 kann mehrere Prozessoren sein. In einigen Implementierungen kann der Prozessor 950 so konfiguriert sein, dass er Vorgänge mit mehreren Threads durchführt. In einigen Implementierungen kann der Prozessor 950 eine oder mehrere virtuelle Maschinen oder Container zusammen für einen Hypervisor oder Container-Manager für die Verwaltung des Betriebs der virtuellen Maschinen oder Container hosten. In solchen Implementierungen können die in 2–5 dargestellten Verfahren in der virtuellen oder containerisierten Umgebung implementiert werden, die auf Prozessor 950 bereitgestellt wird.
Der Speicher 970 kann jedes Gerät sein, das für die Speicherung computerlesbarer Daten geeignet ist. Der Speicher 970 kann ein Gerät mit festem Speicher oder ein Gerät für das Lesen von Wechselspeichermedien sein. Beispiele beinhalten alle Formen von nicht flüchtigem Speicher. Medien und Speichergeräten, Halbleiterspeichergeräten (z. B. EPROM, EEPROM, SDRAM und USB-Flash-Speichergeräte), magnetische Datenträger, magnetooptische Datenträger und optische Datenträger (z. B. CD-ROM, DVD-ROM und Blu-Ray^®-Discs). Ein Computersystem 900 kann eine beliebige Anzahl von Speichergeräten 970 haben. In einigen Implementierungen kann der Speicher 970 Anweisungen beinhalten, die den Verfahren der Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzwerkübergabe entsprechen, die in 2–5 dargestellt ist. In einigen Implementierungen unterstützt der Speicher 970 virtuellen oder containerisierten Speicher, auf den durch eine virtuelle Maschine oder Containerausführungsumgebungen zugegriffen werden kann, die durch Computersystem 910 bereitgestellt werden.
Der Zwischenspeicher 975 ist im Allgemeinen in Form eines Computerspeichers, der für schnelle Lesezeiten in enger Nähe zu dem Prozessor 950 platziert ist. In einigen Implementierungen ist der Zwischenspeicher 975 Teil von oder auf demselben Chip wie der Prozessor 950. In einigen Implementierungen gibt es mehrere Zwischenspeicherebenen 975, z. Beispiel Zwischenspeicherschichten L2 und L3.
Der Netzwerkschnittstellen-Controller 920 verwaltet den Datenaustausch über die Netzwerkschnittstellen 922 (manchmal als Netzwerkschnittstellen-Ports bezeichnet). Der Netzwerkschnittstellen-Controller 920 behandelt die physischen und Datenverbindungsschichten des OSI-Modells für die Netzwerkkommunikation. In einigen Implementierungen werden Aufgaben des Netzwerkschnittstellen-Controllers durch den Prozessor 950 behandelt. In einigen Implementierungen ist der Netzwerkschnittstellen-Controller 920 Teil des Prozessors 950. In einigen Implementierungen hat ein Computersystem 910 mehrere Netzwerkschnittstellen-Controller 920. Die Netzwerkschnittstellen 922 sind Verbindungspunkte für physische Netzwerkverbindungen. In einigen Implementierungen unterstützt der Netzwerkschnittstellen-Controller 920 drahtlose Netzwerkverbindungen und ein Schnittstellenport 922 ist ein drahtloser Empfänger/Sender. Im Allgemeinen tauscht ein Computergerät 910 Daten mit anderen Computergeräten 924 über physische oder drahtlose Verbindungen mit einer Netzwerkschnittstelle 922 aus. In einigen Implementierungen implementiert der Netzwerkschnittstellen-Controller 920 ein Netzwerkprotokoll, wie zum Beispiel Ethernet.
Die anderen Netzwerkgeräte 924 sind mit dem Computergerät 910 über einen Netzwerkport 922 verbunden. Die anderen Netzwerkgeräte 924 können sich mit Computergeräten, Netzwerkgeräten oder anderen Computergeräten mit Netzwerkfunktion gleichrangig verbinden. Zum Beispiel kann ein erstes Netzwerkgerät 924 ein Netzwerkgerät wie ein Hub, eine Bridge, einem Switch oder ein Router sein, der das Computergerät 910 mit einem Datennetzwerk wie dem Internet verbindet.
Die anderen Geräte 980 können eine E/A-Schnittstelle, serielle Anschlüsse für externe Geräte und beliebige zusätzliche Coprozessoren beinhalten. Computersystem 910 kann zum Beispiel eine Schnittstelle (z. B. eine Universal Serial Bus(„USB”)-Schnittstelle) für das Anschließen von Eingabegeräten (z. B. eine Tastatur, ein Mikrofon, eine Maus oder ein anderes Zeigegerät), Ausgabegeräten (z. B. Videoanzeige, Lautsprecher oder Drucker) oder zusätzlichen Speichergeräten (z. B. tragbarer Flash-Speicher oder ein externes Medienlaufwerk) beinhalten. In einigen Implementierungen beinhaltet ein Computergerät 900 zusätzliche Geräte 980 wie zum Beispiel einen Coprozessor, z. B. kann ein mathematischer Coprozessor dem Prozessor 950 bei Berechnungen mit hoher Präzision oder komplexen Berechnungen helfen.
Implementierungen des Gegenstands und die in dieser Spezifikation beschriebenen Vorgänge können in digitalen elektronischen Schaltungen oder in Computer-Software implementiert sein, die in einem greifbaren Medium, Firmware oder Hardware verkörpert sind, einschließlich der in dieser Spezifikation offenbarten Strukturen und ihrer strukturellen Entsprechungen oder in Kombinationen von einer oder mehreren von ihnen. Implementierungen des in dieser Beschreibung beschriebenen Gegenstandes können als eines oder mehrere Computerprogramme implementiert werden, die auf einem greifbare Medium verkörpert sind, d. h. als eines oder mehrere Module mit Computerprogrammanweisungen, die auf einem oder mehreren Computerspeichermedien codiert sind, um von einem Datenverarbeitungsgerät ausgeführt zu werden bzw. den Betrieb desselben zu steuern. Bei einem Computerspeichermedium kann es sich um ein computerlesbares Speichergerät, ein computerlesbares Speichersubstrat, ein frei adressierbares oder serielles Zugriffsspeicher-Array oder eine -Vorrichtung oder eine Kombination aus einem oder mehreren derselben handeln, oder kann darin beinhaltet sein. Bei dem Computerspeichermedium kann es sich auch um eine oder mehrere separate Komponenten oder Medien handeln (z. B. mehrere CDs, Datenträger oder andere Speichervorrichtungen), oder sie können darin beinhaltet sein. Das Computerspeichermedium kann greifbar und nicht flüchtig sein.
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Vorgänge können als Vorgänge implementiert werden, die durch eine Datenverarbeitungsvorrichtung an Daten ausgeführt werden, die auf einer oder mehreren computerlesbaren Speichervorrichtung(en) gespeichert, oder von anderen Quellen empfangen werden. Die Vorgänge können in der nativen Umgebung der Datenverarbeitungsvorrichtung oder in einer oder mehreren virtuellen Maschinen oder Containern ausgeführt werden, die von der Datenverarbeitungsvorrichtung gehostet werden.
Ein Computerprogramm (auch bezeichnet als Programm, Software, Softwareanwendung, Script oder Code) kann in einer beliebigen Form von Programmiersprache geschrieben sein, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, deklarativer oder verfahrensorientierter Sprachen, und das Programm kann in jeder beliebigen Form eingesetzt sein, darunter als unabhängiges Programm oder als ein Modul, eine Komponente, eine Subroutine, ein Objekt oder eine andere Einheit, die zur Benutzung in einer Rechenumgebung geeignet ist. Ein Computerprogramm kann, muss jedoch nicht, einer Datei in einem Dateisystem entsprechen. Ein Programm kann in einem Teil einer Datei gespeichert sein, die andere Programme oder Daten enthält (z. B. ein oder mehrere Scripts, die in einem Dokument in Markup-Sprache gespeichert sind), in einer einzelnen Datei speziell für das betreffende Programm oder in mehreren koordinierten Dateien (z. B. Dateien, die ein oder mehrere Module. Unterprogramme oder Teile von Code speichern). Ein Computerprogramm kann auf einem Computer oder mehreren Computern oder einer oder mehreren virtuellen Maschinen oder Containern eingerichtet sein oder ausgeführt werden, die an einem Standort angeordnet sind oder über mehrere Standorte verteilt sind und über ein Kommunikationsnetz verbunden sind. Zu Beispielen für Kommunikationsnetze zählen ein lokales Netzwerk („LAN”), ein Fernnetzwerk („WAN”), eine netzübergreifende Verbindung (z. B. das Internet) und Peer-to-Peer Netzwerke (z. B. Ad-Hoc Peer-to-Peer Netzwerke).
Die in dieser Beschreibung dargestellten Prozesse und Logikabläufe können durch einen oder mehrere programmierbare Prozessoren durchgeführt werden, die eines oder mehrere Computerprogramme ausführen, um Aktionen durch das Arbeiten mit Eingabedaten und das Erzeugen von Ausgaben auszuführen. Die Prozesse und Logikabläufe können auch durch eine vorhabensgebundene Logikschaltung, wie z. B. einen FPGA (Universalschaltkreis) oder einen ASIC (anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis) ausgeführt, und das Gerät in Form derselben implementiert werden.
Auch wenn diese Spezifikation viele spezifische Implementierungsdetails enthält, sollten diese nicht als Einschränkungen des Umfangs von Erfindungen oder der Ansprüche ausgelegt werden, sondern als Beschreibungen von Merkmalen, die für bestimmte Implementierungen bestimmter Erfindungen spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die innerhalb dieser Beschreibung im Zusammenhang mit separaten Implementierungen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzelnen Implementierung implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Kontext einer einzelnen Implementierung beschrieben sind, auch in mehreren Implementierungen getrennt oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Darüber hinaus können, auch wenn Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen wirkend beschrieben werden oder sogar anfänglich als solche beansprucht werden, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in manchen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.
Gleichermaßen sollte, obwohl die Vorgänge in den Zeichnungen in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, dies nicht so verstanden werden, dass die besagten Vorgänge in der dargestellten Reihenfolge oder in fortlaufender Reihenfolge durchgeführt werden müssen, oder dass alle veranschaulichten Vorgänge durchgeführt werden, um die erwünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können Multitasking und Parallelverarbeitung von Vorteil sein. Darüber hinaus sollte die Trennung verschiedener Systemmodule und Komponenten in den oben beschriebenen Implementierungen nicht als in allen Implementierungen erforderlich ausgelegt werden, auch gilt es zu verstehen, dass die beschriebenen Programmkomponenten und Systeme im Allgemeinen in einem einzelnen Softwareprodukt oder in mehreren Softwareprodukten gebündelt integriert werden können.
Verweise auf „oder” können als einschließend ausgelegt werden, sodass alle Begriffe, die mithilfe von „oder” beschrieben werden, einen beliebigen einzelnen, mehr als einen oder alle beschriebenen Begriffe angeben können. Die Begriffe „erster,” „zweiter,” „dritter,” usw. sollen nicht notwendigerweise eine Reihenfolge angeben und dienen im Allgemeinen nur der Unterscheidung zwischen gleichartigen oder ähnlichen Gegenständen oder Elementen.
Gemäß Ausführungsformen werden Systeme und Verfahren für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe bereitgestellt. Das Verfahren kann das Aufbauen einer ersten Verbindung zwischen einem Benutzergerät und einem Zugangsnetz über ein erstes Zugangsnetz und einer zweiten Verbindung über ein zweites Zugangsnetz beinhalten, sodass die erste und die zweite Verbindung gleichzeitig bestehen. Das Verfahren kann das Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung und das Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung beinhalten. Das Verfahren kann das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway beinhalten. Das Verfahren kann das Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung und das Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung beinhalten. Das Verfahren kann das Fortsetzen der zustandsbehafteten Benutzersitzung beinhalten, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten hinweg aufrechterhalten wird.
Verschiedene Änderungen der in dieser Offenbarung beschriebenen Implementierungen können Fachleuten problemlos offensichtlich sein, und die hierin definierten, generischen Prinzipien können auf andere Implementierungen angewandt werden, ohne vom Geist oder Umfang dieser Offenbarung abzuweichen. Somit sind die Ansprüche nicht als Einschränkung der hierin dargestellten Implementierungen gedacht, sondern sollen dem breitest möglichen Umfang entsprechen, der mit dieser Offenbarung. den Prinzipien und den hierin offenbarten neuartigen Merkmalen übereinstimmt.

Claims

System für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe, umfassend ein Zugangsgateway mit einem Prozessor und einem Speicher, der Anweisungen enthält, die das Zugangsgateway zu Folgendem veranlassen: Aufbauen einer ersten Verbindung mit einem Benutzergerät über ein erstes Zugangsnetz; Aufbauen einer zweiten Verbindung mit dem Benutzergerät über ein zweites Zugangsnetz, sodass die zweite Verbindung und die erste Verbindung gleichzeitig bestehen; Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät; Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung; Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten mit dem Benutzergerät über die aktive Verbindung; Umschalten, vorbehaltlich des Abschlusses der Reihe von Übergabenachrichten, der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung; Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung; und Fortsetzen der zustandsbehafteten Benutzersitzung zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät über die zweite Verbindung, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten der zweiten Verbindung hinweg aufrechterhalten wird.
System nach Anspruch 1, wobei das Benutzergerät eine erste Funkschnittstelle umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie sich mit einem Kleinzellennetz (small-cell network, SCN) verbindet, und eine zweite Funkschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie sich mit einem Makrozellennetz (macro cellular network, MCN) verbindet.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Zugangsgateway dieselbe IP-Adresse für die aktive Verbindung über die erste Verbindung und über das Umschalten zur zweiten Verbindung hinweg.
System nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Zugangsgateway eine erste Schnittstelle beinhaltet, die den Kontext eines ersten Benutzergeräts speichert und mit dem ersten Zugangsnetz kommuniziert, und eine zweite Schnittstelle, die den Kontext eines zweiten Benutzergeräts speichert und mit dem zweiten Zugangsnetz kommuniziert; wobei: das Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung das Übertragen des Kontexts des ersten Benutzergeräts zur zweiten Schnittstelle umfasst.
System nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Zugangsgateway so konfiguriert ist, dass es die Standby-Verbindung auf Nachrichten überwacht.
System für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe, umfassend ein Benutzergerät mit einem Prozessor und einem Speicher, der Anweisungen enthält, die das Benutzergerät zu Folgendem veranlassen: Aufbauen einer ersten Verbindung mit einem Zugangsgateway über ein erstes Zugangsnetz; Aufbauen einer zweiten Verbindung mit dem Zugangsgateway über ein zweites Zugangsnetz, sodass die zweite Verbindung und die erste Verbindung gleichzeitig bestehen; Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway; Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung; Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten mit dem Zugangsgateway über die aktive Verbindung; Umschalten, vorbehaltlich des Abschlusses der Reihe von Übergabenachrichten, der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung; Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung; und Fortsetzen der zustandsbehafteten Benutzersitzung zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway über die zweite Verbindung, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten der zweiten Verbindung hinweg aufrechterhalten wird.
System nach Anspruch 6, wobei das Benutzergerät eine erste Funkschnittstelle umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie sich mit einem Kleinzellennetz (small-cell network, SCN) verbindet, und eine zweite Funkschnittstelle, die so konfiguriert ist, dass sie sich mit einem Makrozellennetz (macro cellular network, MCN) verbindet.
System nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Benutzergerät eine einzelne Funkschnittstelle umfasst, und das Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung das erneute Abstimmen der Funkschnittstelle mit dem zweiten Zugangsnetz umfasst.
System nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 8, wobei das Benutzergerät mit dem Zugangsgateway mithilfe derselben IP-Adresse für die aktive Verbindung über die erste Verbindung und über das Umschalten zur zweiten Verbindung hinweg kommuniziert.
System nach irgendeinem der Ansprüche 6 bis 9, wobei das Zugangsgerät so konfiguriert ist, dass es die Standby-Verbindung auf Nachrichten überwacht.
Verfahren für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe, umfassend: das Aufbauen einer ersten Verbindung mit einem Benutzergerät über ein erstes Zugangsnetz durch ein Zugangsgateway; das Aufbauen einer zweiten Verbindung mit dem Benutzergerät über ein zweites Zugangsnetz durch das Zugangsgateway, sodass die zweite Verbindung und die erste Verbindung gleichzeitig bestehen; das Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät durch das Zugangsgateway; das Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung durch das Zugangsgateway; das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät über die aktive Verbindung; das Umschalten, vorbehaltlich des Abschlusses der Reihe von Übergabenachrichten, der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung; das Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung durch das Zugangsgateway; und das Fortsetzen der zustandsbehafteten Benutzersitzung zwischen dem Zugangsgateway und dem Benutzergerät über die zweite Verbindung, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten der zweiten Verbindung hinweg aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 11, umfassend: das Beibehalten derselben IP-Adresse für die aktive Verbindung über die erste Verbindung und über das Umschalten zur zweiten Verbindung hinweg durch das Zugangsgateway.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, umfassend: das Überwachen der Standby-Verbindung auf Nachrichten durch das Zugangsgateway.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 13. wobei das Austauschen der Reihe von Übergabenachrichten Folgendes umfasst: das Inkrementieren eines Sequenznummernzählers durch das Zugangsgateway; das Senden einer Übergabeinitiierungsnachricht einschließlich einer Sequenznummer, die einem aktuellen Zustand des Sequenznummernzählers entspricht, vom Zugangsgateway zum Benutzergerät; das Empfangen einer Übergabebestätigungsnachricht einschließlich der Sequenznummer am Zugangsgateway vom Benutzergerät, wobei das Benutzergerät die Übergabebestätigungsnachricht vorbehaltlich einer Ermittlung sendet, dass die Sequenznummer größer als die vorherige Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabeinitiierungsnachricht enthalten ist; und das Akzeptieren der Übergabebestätigungsnachricht durch das Zugangsgateway vorbehaltlich einer Ermittlung, dass die Sequenznummer größer als die Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabebestätigungsnachricht enthalten ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 11 bis 14, umfassend: das Starten eines ersten Timers mit einer ersten Dauer und eines zweiten Timers mit einer zweiten Dauer, die länger als die erste Dauer ist, durch das Zugangsgateway nach Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung; das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem Ablehnungsstatuscode für eine Übergabeinitiierungsnachricht, die vom Benutzergerät über die Standby-Verbindung vor Ablauf des ersten Timers empfangen wurde; und das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem Ablehnungsstatuscode für eine Übergabeinitiierungsnachricht, die vom Benutzergerät über die aktive Verbindung vor Ablauf des zweiten Timers empfangen wurde.
Verfahren für die Aufrechterhaltung einer Benutzersitzung während einer Zugangsnetzübergabe, umfassend: das Aufbauen einer ersten Verbindung mit einem Zugangsgateway über ein erstes Zugangsnetz durch ein Benutzergerät; das Aufbauen einer zweiten Verbindung mit dem Zugangsgateway über ein zweites Zugangsnetz durch das Benutzergerät, sodass die zweite Verbindung und die erste Verbindung gleichzeitig bestehen; das Einstellen der ersten Verbindung als aktive Verbindung für den Transport von Datenpaketen für eine zustandsbehaftete Benutzersitzung zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway durch das Benutzergerät; das Einstellen der zweiten Verbindung als Standby-Verbindung durch das Benutzergerät; das Austauschen einer Reihe von Übergabenachrichten zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway über die aktive Verbindung; das Umschalten, vorbehaltlich des Abschlusses der Reihe von Übergabenachrichten, der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung; das Einstellen der ersten Verbindung als Standby-Verbindung durch das Benutzergerät und Fortsetzen der zustandsbehafteten Benutzersitzung zwischen dem Benutzergerät und dem Zugangsgateway über die zweite Verbindung, sodass der Zustand der zustandsbehafteten Benutzersitzung über das Umschalten der zweiten Verbindung hinweg aufrechterhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 16, umfassend: das Beibehalten derselben IP-Adresse für die aktive Verbindung über die erste Verbindung und über das Umschalten zur zweiten Verbindung hinweg durch das Zugangsgateway.
Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, umfassend: das Überwachen der Standby-Verbindung auf Nachrichten durch das Zugangsgateway.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 18, wobei das Austauschen der Reihe von Übergabenachrichten Folgendes umfasst: das Inkrementieren eines Sequenznummernzählers durch das Benutzergerät: das Senden einer Übergabeinitiierungsnachricht einschließlich einer Sequenznummer, die einem aktuellen Zustand des Sequenznummernzählers entspricht, vom Benutzergerät zum Zugangsgateway; das Empfangen einer Übergabebestätigungsnachricht einschließlich der Sequenznummer am Benutzergerät vom Zugangsgateway, wobei das Zugangsgateway die Übergabebestätigungsnachricht vorbehaltlich einer Ermittlung sendet, dass die Sequenznummer größer als die vorherige Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabeinitiierungsnachricht enthalten ist; und das Akzeptieren der Übergabebestätigungsnachricht durch das Benutzergerät vorbehaltlich einer Ermittlung, dass die Sequenznummer größer als die Sequenznummer ist, die in einer früher empfangenen Übergabebestätigungsnachricht enthalten ist.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 16 bis 19, umfassend: das Starten eines ersten Timers mit einer ersten Dauer und eines zweiten Timers mit einer zweiten Dauer, die länger als die erste Dauer ist, durch das Benutzergerät nach Umschalten der aktiven Verbindung zur zweiten Verbindung; das Ignorieren des Pakets für ein Paket, das vom Zugangsgateway über die Standby-Verbindung vor Ablauf des ersten Timers empfangen wurde; das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem entsprechenden Statuscode für ein Paket, das vom Zugangsgateway über die Standby-Verbindung nach Ablauf des ersten Timers empfangen wurde; und das Senden einer Übergabebestätigungsnachricht mit einem Ablehnungsstatuscode für eine Übergabeinitiierungsnachricht, die vom Zugangsgateway über die aktive Verbindung vor Ablauf des zweiten Timers empfangen wurde.