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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung bezieht sich auf Telekommunikationssysteme. Insbesondere,
und nicht einschränkend,
ist die Erfindung auf ein System und ein Verfahren zum Abrechnen
von Benutzern von Telekommunikationsdiensten in einem Telekommunikationsnetzwerk
auf der Grundlage der berichteten Verkehrslast in dem Netzwerk gerichtet.
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Beschreibung
der verwandten Technik
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Drahtlose
Telekommunikationsnetzwerke entwickeln sich von der zweiten Generation
(2G) Schaltkreis-vermittelter Netzwerke in eine dritte Generation
(3G) Paket-vermittelter Netzwerke. Eine Bezugsarchitektur für ein drahtloses
3G Netzwerk wird durch das Third Generation Partnership Project (3GPP)
entwickelt. Die 3GPP Netzwerkarchitektur verwendet das Session Initiation
Protocol (SIP), das durch die Internet Engineering Task Force (IETF)
für eine
Ruf- bzw. Anrufeinstellsignalisierung entwickelt wurde. Medien werden
dann durch das Bestehen der IP Netzwerke transportiert. Der SIP
Standard wird detaillierter beschrieben in RFC 2432.
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In
einem SIP Netzwerk registrieren Benutzer ihre Existenz auf einem
Unternetzwerk durch eine Call State Control Function (CSCF). Jeder
Benutzer hat eine einzigartige SIP IP, die eine Adresse ist, die dem
Benutzer auf verschiedene Endgeräte
folgt. Wenn der Benutzer zum Beispiel an seinem Schreibtisch sitzt,
kann er sich selbst als an diesem Tisch registrieren. Das Tischtelefon
sendet eine SIP REGISTER Nachricht mit der einzigartigen SIP ID
des Benutzers und die Telefonhardware ID an die CSCF, so dass sie
weiß wo
sie den Benutzeranruf routen muss. Die REGISTER Nachricht enthält auch
einen Anwesenheitszustand, der den laufenden Zustand des Benutzers
anzeigt. Zum Beispiel kann der Benutzer bestimmen, dass er sich
an dem Tisch befindet, aber derzeit nicht verfügbar ist.
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Der
Anwesenheitszustand in der REGISTER Nachricht wird an einen Presence
and Instant Massaging (PIM) Server geroutet, der zu der CSCF gehört. Der
PIM Server stellt anderen Benutzern auf dem Netzwerk den Benutzeranwesenheitszustand
bereit und ermöglich
auch den Benutzern den Anwesenheitszustand anderer Benutzer zu überwachen.
Der Benutzer kann vor Platzieren eines Anrufs den Anwesenheitszustand
anderer Parteien bestimmen (z.B. registriert, nicht registriert,
beschäftigt,
etc.) von einem Display wie einem Telefon- oder Computerdisplay
auf seinem Tisch.
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Ein
Herkunftsbenutzer muss nicht die exakte Bestimmungsadresse spezifizieren,
die zu dem Bestimmungsbenutzer gehört. Das 3GPP Netzwerk verwendet
Decknamen, die zu einem besonderen Benutzer gehören, um automatisch die Identität ihrer
registrierten Endgeräte
oder Vorrichtungen zu bestimmen, und um automatisch Kommunikationen
mit den registrierten Vorrichtungen über ein bestehendes IP Netzwerk
zu formatieren und zu liefern. Somit stellt die 3GPP Netzwerkarchitektur
einen zentralisierten und unabhängigen
Kommunikationssteuerungsmechanismus bereit. Für einen registrierten Benutzer halten
das 3GPP Netzwerk und zugehörige
Elemente die Spur der exakten Stelle des Benutzers und die Identität des registrierten
Endgerätes
des Benutzers und routen und ermöglichen
demgemäß eine Kommunikation
mit dem registrierten Benutzer über
das bestehende IP Netzwerk.
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Beim
Abrechnen des Benutzers für
Telefondienste haben Bereitsteller traditionellerweise einen Betrag
gleich einer Abrechnungsrate (z.B. $0.10/Minute) mal der Dauer des
Anrufes abgerechnet. Die Abrechnungsrate ist historischerweise während verschiedener
Perioden des Tages und der Woche eingestellt worden. Zum Beispiel
wurden für
Nächte
und Wochenenden typischerweise niedrigere Raten verwendet als die
Spitzenrate, die während
des Arbeitswochentages verwendet wird. Diese Einstellungen in der
Abrechnungsrate sind gemacht worden, infolge abgeschätzter Veränderungen
der Verkehrslast in dem Netzwerk. Da die Last typischerweise während des
Arbeitswochentages am höchsten
ist, wird eine höhere
Rate für
Anrufe während
dieser Zeitdauer belastet.
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Jedoch
vertraut das traditionelle Verfahren zum Einstellen der Abrechnungsrate
auf eine grobe Abschätzung
der Verkehrslast auf dem Netzwerk auf der Grundlage historischer
Mittelwerte von Verkehrslasten zu verschiedenen Tageszeiten. Zu
jeder besonderen Zeit kann die tatsächliche Verkehrslast niedriger
oder höher
sein als die historischen Mittelwerte, und somit kann der Benutzer
mit einer Rate belastet werden, die entweder zu hoch oder zu niedrig
für die
tatsächlichen
Netzwerkbedingungen ist. Es wird daher vorteilhaft sein ein System
und ein Verfahren zum Abrechnen von Benutzern von Telekommunikationsdiensten
in einem Telekommunikationsnetzwerk zu haben auf der Grundlage der
berichteten Verkehrslast in dem Netzwerk zu der Zeit, zu der der Benutzer
den Anruf platziert.
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US 6,006,085 (Ericsson,
D1), herausgegeben am 12. Dezember 1999, offenbart ein System zum Überwachen
der Funkkanalkapazität
innerhalb eines drahtlosen Kommunikationsnetzwerkes zum Bereitstellen
flexibler Belastungsraten auf der Grundlage des Funkkanalverwendungspegels
innerhalb eines besonderen Dienstbereiches.
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WO
01/91446 A2 (Nokia Corp., D2), veröffentlicht am 29. November
2001, offenbart ein System zum Handhaben mehrfacher Belastungsdaten, die
durch verschiedene Netzwerke und Netzwerkknoten erstellt werden
(wie SGSN, GGSN und CSCF).
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EP 1 161 104 A1 (Ericsson,
D2), veröffentlicht
am 5. Dezember 2001, offenbart ferner ein effizientes Anrufsteuerungsnetzwerk
zum Steuern von Anrufen in einem mobilen Kommunikationsnetzwerk, wobei
das mobile Kommunikationsnetzwerk wenigstens ein schaltkreisvermittelndes
Zugriffsnetzwerk und wenigstens ein paketvermittelndes Zugriffsnetzwerk
umfasst. Dementsprechend offenbart sie das SIP basierte Steuerungsnetzwerk
und IP oder schaltkreisbasierte Verbindungsnetzwerk.
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US 5,970,403 (Ericsson,
D4), herausgegeben am 19. Oktober 1999, offenbart ferner ein lastbasiertes
Belasten innerhalb eines mobilen Kommunikationsnetzwerkes, wobei
ein besonderer Schwellwertpegel zugehörig zu einer Funkkanalverwendung verglichen
wird und in Antwort auf eine Bestimmung von der Bewertung, dass
ein besonderes Zellgebiet unter-verwendet wird, eine Nachricht an
alle Mobilstationen ausgesendet wird, die sich derzeit innerhalb
des besonderen Zellbereiches bewegen, die anzeigt, dass eine verminderte
Luft-Zeitrate angeboten wird.
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US 5,991,378 (Alcatel, D5),
herausgegeben am 23. November 1999, offenbart ferner ein Verfahren
und ein System zum Einstellen einer Belastung für einen Kommunikationsdienst
in einem besonderen Telekommunikationsnetzwerk.
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WO
97/37503 (British Telecommunications, D6), veröffentlicht am 9. Oktober 1997,
offenbart ebenso ein Echtzeitbelastungsverfahren innerhalb eines
mobilen Kommunikationsnetzwerkes.
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Jedoch
offenbart keine der obigen Referenzen ein System zum Bereitstellen
eines flexiblen Belastungsverfahrens auf der Grundlage eines Benutzerteilnehmens,
bei der ein Anrufeinstellen und Steuern durch ein SIP basiertes
Netzwerk durchgeführt wird
und eine tatsächliche
Verbindung schon durch ein anderes IP basiertes Netzwerk durchgeführt wird. Die
vorliegende Erfindung stellt ein derartiges System und ein Verfahren
bereit.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren für einen
Dienstknoten in einem Telekommunikationsnetzwerk bereit, um allgemein sich
selbst zu registrieren als spezifizierte Diensttypen aufweisend,
und gewisse Fähigkeiten
aufweisend, die zu den Typen von Diensten gehören, die sie anbietet. Ein
modifizierter Presence and Instant Massaging (PIM) Server stellt
dann diese Dienstfähigkeitsinformation
an Benutzer bereit, die an dem Dienst teilnehmen. Insbesondere berichtet
die vorliegende Erfindung die Netzwerkverkehrslast an den PIM Server
und der PIM Server wiederum stellt Verkehrslastinformation an die
Benutzer bereit, um so den Benutzern zu ermöglichen die derzeitige gültige Abrechnungsrate
vor Platzieren eines Anrufes zu bewerten.
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Somit
ist gemäß einem
Aspekt die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Abrechnen
eines Anrufs gerichtet, der durch einen Benutzer in einem Telekommunikationsnetzwerk
auf der Grundlage einer berichteten Verkehrslast in dem Netzwerk
durchgeführt
wird. Das Verfahren schließt
die Schritte ein zum Senden einer Registrierungsnachricht von wenigstens
einer Media Gateway Control Function (MGCF) an einen Anwesenheitsserver
in dem Netzwerk. Die Registrierungsnachricht wird modifiziert, um
eine Verkehrslast für
die MGCF einzuschließen.
Dem folgt ein Bestimmen einer Abrechnungsrate für den Benutzer auf der Grundlage
der durch die MGCF berichtete Verkehrslast und Anwenden der bestimmten
Abrechnungsrate auf den Anruf zum Berechnen einer Belastung für den Anrufer.
Das Verfahren kann auch eine Registrierung eines Benutzers in dem
Netzwerk einschließen,
der an einem netzwerklastbasierten Abrechnungsdienst teilnimmt und
Senden einer Anzeige der durch die MGCF berichtete Verkehrslast
von dem Anwesenheitsserver an den Benutzer.
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Gemäß einem
anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren gerichtet
zum Abrechnen eines Anrufes, das die Schritte einschließen zum
Senden einer Registrierungsnachricht, die eine Verkehrslast für die MGCF
von wenigstens einer MGCF an einen Anwesenheitsserver in dem Netzwerk
einschließt;
und Senden einer Aktualisierung der Netzwerklast von der MGCF an
den Anwesenheitsserver, wenn immer die Verkehrslast der MGCF sich
um einen Schwellwertbetrag ändert.
Das Verfahren schließt
ein Registrieren eines Benutzers in dem Netzwerk ein, der an dem
netzwerklastbasierten Abrechnungsdienst teilnimmt; und Senden einer
Anzeige der derzeitigen durch die MGCF berichteten Verkehrslast
von dem Anwesenheitsserver an den Benutzer. Wenn der Benutzer den
Anruf platziert, sendet der Anwesenheitsserver die berichtete Verkehrslast
an einen Abrechnungsknoten. Der Abrechnungsknoten bestimmt dann
eine Abrechnungsrate für
den Benutzer auf der Grundlage der durch den Anwesenheitsserver
berichteten Verkehrslast. Das Verfahren schließt auch ein Bestimmen von Parametern
des Anrufs bezogen auf eine Netzwerk-Ressourcen-Verwendung durch
eine Call State Control Function (CSCF) ein; und Senden der Parameter
von der CSCF an den Abrechnungsknoten. Der Abrechnungsknoten berechnet
dann eine Belastung für
den Anruf auf der Grundlage der bestimmten Abrechnungsrate und der
auf die Netzwerk-Ressourcen-Verwendung bezogenen Parameter.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf ein System
in einem Telekommunikationsnetzwerk zum Abrechnen eines Anrufs,
der durch einen Benutzer auf der Grundlage einer berichteten Verkehrslast
in dem Netzwerk platziert wird. Das System schließt wenigstens
eine MGCF ein, die eine Registrierungsinformation einschließlich einer
für die
MGCF berichteten Verkehrslast an das Netzwerk sendet. Das System schließt auch
einen PIM Server ein, der die Registrierungsinformation von MGCF
empfängt
und die berichtete Verkehrslast an einen Abrechnungsknoten sendet.
Eine CSCF bestimmt Parameter des Rufs bezogen auf eine Netzwerk-Ressourcen-Verwendung
und sendet die Parameter an den Abrechnungsknoten. Der Abrechnungsknoten
bestimmt eine Abrechnungsrate auf der Grundlage der berichteten
Verkehrlast und rechnet eine Belastung für den Anruf auf der Grundlage
der bestimmten Abrechnungsrate und den auf eine Netzwerk-Ressourcen-Verwendung
bezogenen Parametern.
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Gemäß noch einem
anderen Aspekt ist die vorliegende Erfindung gerichtet auf ein System
zum Abrechnen eines Anrufs auf der Grundlage einer berichteten Verkehrslast
in dem Netzwerk. Das System schließt ein, ein Mittel zum Steuern
von durch das Netzwerk übertragenen
Daten, wobei das Datensteuerungsmittel ein Mittel zum Senden einer
Registrierungsinformation und einer berichteten Verkehrslast an
das Netzwerk einschließt.
Das System schließt auch
ein Mittel zum Empfangen der Registrierungsinformation von dem Datensteuerungsmittel
und Senden der berichteten Verkehrslast an ein Abrechnungsmittel
ein. Ein Mittel zum Einstellen und Steuern des Anrufes schließt ein Mittel
zum Bestimmen von Parametern des Anrufs bezogen auf eine Netzwerk-Ressourcen-Verwendung
und Senden der Parameter an das Abrechnungsmittel ein. Schließlich schließt das System
ein Abrechnungsmittel zum Bestimmen einer Abrechnungsrate auf der
Grundlage der berichteten Verkehrslast und Berechnen einer Belastung
für den
Anruf auf der Grundlage der bestimmten Abrechnungsrate und der auf
die Netzwerkressourcenverwendung bezogenen Parameter ein.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Erfindung wird besser verstanden, und ihre zahlreichen Aufgaben
und Vorteile werden dem Fachmann deutlicher durch Bezugnahme auf
die folgenden Zeichnungen in Verbindung mit der beigefügten Beschreibung,
in denen:
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1 (Stand
der Technik) ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Teils einer
typischen 3GPP Netzwerkarchitektur;
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2 (Stand
der Technik) ist ein Signalisierungsdiagramm, das eine typische
Anrufeinstellsignalisierung darstellt, unter Verwenden einer SIP
Signalisierung in der 3GPP Netzwerkarchitektur von 1;
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3 (Stand
der Technik) ist ein Flussdiagramm, das die Schritte des bestehenden
Verfahrens zum Berechnen einer Belastung für einen Anruf in einem Telekommunikationsnetzwerk
darstellt;
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4 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Teils einer 3GPP Netzwerkarchitektur,
die gemäß der Lehre
der vorliegenden Erfindung modifiziert ist; und
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen einer Belastung
für einen
Anruf in einem Telekommunikationsnetzwerk darstellt.
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Detaillierte
Beschreibung der Ausführungsformen
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In
den Zeichnungen werden gleiche oder ähnliche Elemente durch identische
Bezugszeichen über
die verschiedenen Ansichten dessen bezeichnet, und verschiedene
dargestellte Elemente sind nicht notwendigerweise maßstabsgerecht.
Bezugnehmend nun auf 1, ist ein Blockdiagramm eines Teils
einer typischen 3GPP Netzwerkarchitektur 10 abgebildet.
Der dargestellte Teil ist geeignet zum Einstellen eines Anrufs zwischen
einem Herkunftsbenutzer, der Terminal-A 11 verwendet, und
einem terminierenden Benutzer, der Terminal-B 12 verwendet. Ein
prinzipaler Knoten in der 3GPP Architektur ist die Call State Control
Function (CSCF). Jede der Parteien weist eine zugehörige CSCF
auf. Die CSCF ist im wesentlichen eine Vermittlung, die den Parteien
einen Zugriff auf das Netzwerk bereitstellt und die Anrufeinstellsignalisierung
zwischen den Parteien routet. Jede CSCF schließt eine Proxi CSCF (P-CSCF), eine
Interrogating CSCF (I-CSCF) und eine Servicing CSCF (S-CSCF) ein.
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Die
P-CSCF ist der erste Punkt eines Kontaktes für eine Benutzerregistrierung
zu dem Netzwerk. Wenn Terminal-A 11 registriert, bestimmt
die Herkunfts-P-CSCF 13 das Heimnetzwerk 14, das
zu dem Herkunftsbenutzer gehört,
und führt
eine Authentifizierung und Verifizierung mit dem spezifizierten
Heimnetzwerk durch. Wenn Terminal-A einen Anruf verursacht, fragt
die Herkunfts-I-CSCF 15 einen zu Terminal-A zugehörigen Herkunfts-Home-Subscriber-Server
(HSS) 16 nach einer Benutzerinformation ab. Der HSS ist
die Masterdatenbasis für
einen gegebenen Benutzer und ist die Netzwerkentität, die die teilnehmerbezogene
Information enthält
zum Unterstützen
der Netzwerkentitäten,
die tatsächlich
den Anruf/die Sitzung handhaben. Der HSS wird ferner verwendet zum
Bestimmen und Lokalisieren der Herkunftsbenutzer-S-CSCF 17.
Die Herkunfts-S-CFCF stellt einen Dienstaufruf und andere Benutzermerkmale
bereit, die für
den teilnehmenden Benutzer verfügbar
sind. Die Herkunfts-S-CSCF
schließt
ebenfalls einen Presence and Instant Massaging (PIM) Server 18 ein.
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Der
terminierende (gerufene) Benutzer weist ebenso ein zugehöriges Heimnetzwerk 21 auf.
Das terminierende Heimnetzwerk schließt eine terminierende I-CSCF 22,
einen terminierenden HSS 23 und eine terminierende S-CSCF 24 mit
einem PIM Server 25 ein. Terminal-B registriert sich bei
dem terminierenden Heimnetzwerk durch eine terminierende P-CSCF 26.
Wenn einmal ein Anrufeinstellen vollständig ist, wird ein Medium zwischen
den zwei Parteien über
ein bestehendes IP Netzwerk 27 unter Verwenden des Real
Time Protocol (RTP) ausgetauscht. Innerhalb des IP Netzwerkes steuert
ein erste Media Gateway Control Function (MGCF-1) einen Zugriff auf
das IP Netzwerk für
Terminal-A, und MGCF-2 steuert einen Zugriff in das IP Netzwerk
für Terminal-B.
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2 ist
ein Signalisierungsdiagramm, das eine typische Anrufeinstellsignalisierung
darstellt, die ein SIP Signalisieren in der 3GPP Netzwerkarchitektur
von 1 darstellt. Als erstes registrieren sich die zwei
Endgeräte
zu dem Netzwerk. Terminal-A 11 sendet eine REGISTER Nachricht 31 an
die Herkunfts-P-CSCF 13. Die Herkunfts-P-CSCF verwendet
eine in dem „From" Feld der REGISTER
Nachricht spezifizierten Domäne,
um das zu dem besonderen Benutzer gehörige Heimnetzwerk zu bestimmen,
und führt
eine Authentifizierung und Verifizierung zu bzw. bei dem spezifizierten
Heimnetzwerk durch. Die Domain Name Server (DNS) Aufzeichnung für das Heimnetzwerk
zeigt auf die Herkunfts-I-CSCF, und in Schritt 32 sendet
die P-CSCF die REGISTER Nachricht an die Herkunfts-I-CSCF 15.
In Schritt 33 fragt die I-CSCF den zu dem besonderen Herkunftsteilnehmer
zugehörigen
Herkunfts-HSS 16 nach der Adresse der laufenden S-CSCF 18 des
Herkunftsbenutzers. Wenn dieses eine anfängliche Registrierung zu dem
Netzwerk ist, weist Terminal-A keine S-CSCF auf. In diesem Fall gibt der HSS
ein Auswahlkriterium zu der I-CSCF zurück, und die I-CSCF wählt eine
geeignete S-CSCF für
den Benutzer aus einer Mehrzahl von verfügbaren S-CSCFs in dem Herkunfts-Heimnetzwerk 14.
Wenn die Registrierung eine Registrierung ist, gibt der HSS die
Adresse der derzeitigen Herkunfts-S-CSCF an die Herkunfts-I-CSCF,
wie in Schritt 34 gezeigt, wo die Information zwischengespeichert
ist.
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In
Schritt 35 wird die REGISTER Nachricht an die Herkunfts-S-CSCF 18 weitergeleitet.
In 36 fragt die Herkunfts-S-CSCF den Herkunfts-HSS nach einer
User-A-Profilinformation an, um zu bestimmen, an welchen Telefonmerkmalen
der Herkunftsserver teilnimmt oder welche er aktiviert hat, wie
ein Anrufblockieren, Anrufweiterleiten, Sprachnachricht und dergleichen.
In Schritt 37 gibt der HSS die Profilinformation an die
Herkunfts-S-CSCF zurück,
wo die Information zwischengespeichert ist.
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Ähnlich sendet
Terminal-B 12 eine REGISTER Nachricht 38 an die
terminierende P-CSCF 26. Die terminierende P-CSCF bestimmt
das Heimnetzwerk 21, das zu dem besonderen Benutzer gehört, von
der REGISTER Nachricht und führt
eine Authentifizierung und Verifizierung mit dem spezifizierten Heimnetzwerk
durch. In 39 wird die REGISTER Nachricht an die terminierende
I-CSCF 22 weitergeleitet. Die terminierende I-CSCF fragt den terminierenden
HSS 23 in Schritt 41 zum Identifizieren und Lokalisieren
der terminierenden S-CSCF 24 an, wo der Bestimmungsteilnehmer
derzeit registriert ist. Wenn dieses eine anfängliche Registrierung zu dem Netzwerk
ist, weist Terminal-B keine S-CSCF auf. In diesem Fall gibt der
HSS ein Auswahlkriterium an die I-CSCF, und die I-CSCF wählt eine
geeignete S-CSCF für
den Benutzer aus einer Mehrzahl von verfügbaren S-CSCFs in dem terminierenden
Heimnetzwerk aus. Wenn die Registrierung eine Wiederregistrierung
ist, wird die Adresse der terminierenden S-CSCF an die terminierende
I-CSCF in Schritt 42 zurückgegeben, in der die Information
zwischengespeichert ist. In Schritt 43 wird die REGISTER
Nachricht an die terminierende S-CSCF 24 weitergeleitet. In
Schritt 44 fragt die terminierende S-CSCF den terminierenden
HSS um USER-B-Profilinformation
an, um zu Bestimmen, an welchen Telefonmerkmalen der terminierende
Benutzer teilnimmt oder die aktiviert sind. In Schritt 45 gibt
der terminierende HSS die Profilinformation an die terminierende
S-CSCF, in der die Information zwischengespeichert ist.
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Danach
initiiert Terminal-A 11 eine Anrufeinstellung zu Terminal-B
durch Senden einer SIP INVITE Nachricht 46 an die Herkunfts-P-CSCF 13.
SIP ermöglichte
Multimediakommunikationen schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf
Sprache, Video, Momentnachrichten, Anwesenheit und eine Anzahl von
anderen Datenkommunikationen. In Schritt 47 wird die INVITE
Nachricht weitergeleitet an die Herkunfts-I-CSCF 15, die für den Herkunftsteilnehmer
zu dem Heimnetzwerk gehört,
und in 48 wird die SIP INVITE Nachricht weitergeleitet
an die zuvor identifizierte S-CSCF 18.
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Die
Herkunfts-S-CFCF 18 stellt einen Dienstanruf und andere
Benutzermerkmale bereit, die an Terminal-A 11 verfügbar sind.
Beim Verifizieren, dass dieser besondere Benutzer in der Lage ist
diese besondere Anrufverbindung zu initiieren, übermittelt die Herkunfts-S-CSCF
dann die SIP INVITE Nachricht in Schritt 49 an die terminierende
I-CSCF 22, die zu dem Heimnetzwerk 21 des terminierenden
Teilnehmers gehört.
In 51 wird die INVITE Nachricht dann weitergeleitet an
die terminierende S-CSCF. In 52 bestimmt die terminierende
S-CSCF aus dem terminierenden Benutzerprofil die P-CSCF 26,
die derzeit den terminierenden Terminal-B 12 bedient. In 53 wird
die INVITE Nachricht weitergeleitet an die terminierende P-CSCF, die dann weiterleitet
an Terminal-B in Schritt 54.
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Terminal-B 12 antwortet
mit einer SIP 200 OK Nachricht in 55. Die terminierende
P-CSCF 26 leitet die 200 OK Nachricht an die S-CSCF 24 weiter in
das Heimnetzwerk von Terminal-B in 56, und die terminierende
S-CSCF sendet die 200 OK Nachricht an die terminierende I-CSCF 22 in 57.
In 58 sendet die terminierende I-CSCF die 200 OK Nachricht
an die Herkunfts-S-CSCF 18 in
das Heimnetzwerk 14 des Terminals-A. Die Herkunfts-S-CSCF 18 leitet
die 200 OK Nachricht in 59 weiter an die Herkunfts-I-CSCF 15,
und in 61 sendet die Herkunfts-I-CSCF 15 die 200 OK Nachricht
an die Herkunfts-P-CSCF 13. Schließlich sendet in 62 die
Herkunfts-P-CSCF 13 die 200 OK Nachricht an Terminal-A 11.
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In
Schritt 63 antwortet Terminal-A durch Senden einer Bestätigung an
die Herkunfts-P-CSCF 13, die die Bestätigung in Schritt 64 weiterleitet
an die Herkunfts-I-CSCF 15. In 65 sendet die Herkunfts-I-CSCF
die Bestätigung
an die Herkunfts-S-CSCF,
die sie in Schritt 66 an die terminierende I-CSCF 22 in
das Heimnetzwerk 21 von Terminal-B weiterleitet. Die terminierende
I-CSCF sendet die Bestätigung
an die terminierende S-CSCF 24 in Schritt 67,
die sie dann weiterleitet an die terminierende P-CSCF 26 in
Schritt 68. Schließlich
leitet die terminierende P-CSCF in Schritt 69 die Bestätigung an
Terminal-B 12 weiter.
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Wenn
einmal das Bestimmungsendgerät identifiziert
worden ist und bestätigt
worden ist, kann einer RTP Datenkanal 70 zwischen Terminal-A 11 und
Terminal-B 12 eingerichtet werden. Medien werden dann zwischen
MGCF-1 28 und MGCF-2 29 in das bestehende IP Netzwerk 27 geroutet,
und es wird keine weitere Partizipierung durch das 3GPP Netzwerk
gefordert, solange bis der Anruf vervollständigt ist und die Sitzung heruntergezogen
wird. Zu dieser Zeit wird die Dauer des Anrufs an den Abrechnungsserver
(nicht gezeigt) berichtet, der die Belastung für den Anruf auf der Grundlage
der Anrufdauer und der gültigen
Abrechnungsrate zu der Zeit des Anrufs bestimmt.
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3 ist
ein Flussdiagramm, das die Schritte des bestehenden Verfahrens zum
Berechnen einer Belastung für
einen Anruf in einem Telekommunikationsnetzwerk darstellt. In Schritt 71 verursacht
ein Benutzer, wie ein User-A, einen Anruf. Gewisse Benutzer können Teilnahmen
aufweisen, die ihnen spezielle Abrechnungsraten bereitstellen. Diese
Information wird in dem Benutzerprofil in dem HSS gespeichert und
wird zu der Benutzer-S-CSCF während
des Registrierungsprozesses heruntergeladen. In Schritt 72 wird
dann bestimmt, ob User-A zu einer speziellen Abrechnungsrate berechtigt
ist oder nicht. Wenn das Profil anzeigt, dass USER-A zu einer spezielle
Abrechnungsrate berechtigt ist, bewegt sich der Prozess zu Schritt 73,
in dem die spezielle Abrechnungsrate auf den Anruf angewendet wird.
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Wenn
jedoch User-A nicht zu einer spezielle Abrechnungsrate berechtigt
ist, bewegt sich der Prozess von Schritt 72 zu Schritt 74,
in dem bestimmt wird, ob der durch Benutzer-A verursachte Anruf
an einem Wochentag verursacht wird. Wenn der Anruf nicht an einem
Wochentag verursacht wird, bewegt sich der Prozess zu Schritt 75,
in dem eine Wochenendabrechnungsrate auf den Anruf angewendet wird. Wenn
jedoch der Anruf an einem Wochentag verursacht wird, bewegt sich
der Prozess von Schritt 74 zu Schritt 76, in dem
bestimmt wird, ob der durch User-A verursachte Anruf während der
Spitzenzeitdauer des Tages verursacht wird oder nicht. Wenn der
Anruf nicht während
der Spitzenzeitdauer verursacht wird, bewegt sich der Prozess zu
Schritt 77, in dem eine Nebenzeitabrechnungsrate auf den
Anruf angewendet wird. Wenn jedoch der Anruf während der Spitzenzeitdauer
verursacht wird, bewegt sich der Prozess von Schritt 76 zu
Schritt 78, in dem eine Spitzenabrechnungsrate auf den
Anruf angewendet wird.
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In
Schritt 79 beendet der User-A den Anruf, und die Anrufdauer
wird in Schritt 81 berechnet. Danach können Daten an den Abrechnungsserver
oder einen anderen Abrechnungsknoten gesendet werden, zum Berechnen
der Belastung für
den Anruf, die die angewendete Abrechnungsrate multipliziert mit der
Anrufdauer ist.
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Es
wird sehr deutlich, dass das traditionelle Verfahren einer Einstellung
der Abrechnungsrate, mit der ein Benutzer in einem Telekommunikationsnetzwerk
belastet wird, auf eine grobe Abschätzung der Verkehrslast in dem
Netzwerk auf der Grundlage historischer Mittelwerte der Verkehrslast
zu verschiedenen Zeiten des Tages und der Woche vertraut. Zu jeder
besonderen Zeit kann die tatsächliche
Verkehrslast niedriger oder höher
sein als die historischen Mittelwerte, und somit kann dem Benutzer
eine Rate belastet werden, die entweder zu hoch oder zu niedrig für die tatsächlichen
Netzwerkbedingungen ist. Die vorliegende Erfindung stellt ein System
und ein Verfahren zum Abrechnen eines Benutzers von Telekommunikationsdiensten
auf der Grundlage der tatsächlich
berichteten Verkehrslast in dem Netzwerk bereit, zu der Zeit, zu
der der Benutzer platziert.
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4 ist
ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Teils einer 3GPP Netzwerkarchitektur,
die gemäß der Lehre
der vorliegenden Erfindung modifiziert ist. Die vorliegende Erfindung
stellt ein Verfahren für
Knoten in dem IP Netzwerk 27 bereit zum allgemeinen Registrieren
ihrer zu dem 3GPP Netzwerk, wie es spezifizierte Diensttypen aufweist
und gewisse Möglichkeiten
zugehörig
zu den Typen von Diensten aufweist, die es anbietet. In einer beispielhaften dargestellten
Ausführungsform
wird MGCF-3 91, die den Zugriff auf das IP Netzwerk für Terminal-A 11 steuert,
modifiziert zum Registrieren bei einem modifizierten PIM Server 92 in
der S-CSCF 17. Die REGISTER Nachricht 93 wird
in der vorliegenden Erfindung modifiziert zum Einschließen der
Dienstfähigkeiten
der registrierenden MGCF-3 und der derzeitigen Verkehrslast der
MGCF-3. Die MGCF-3 sendet eine neue REGISTER Nachricht, wann immer
die Verkehrslast um einen Schwellwertumfang infolge vordefinierter
Auslöseereignisse
sich verändert. Ähnlicherweise
registrieren die anderen MGCFs in dem IP Netzwerk, wie modifizierte
MGCF-4 94, ebenfalls bei dem PIM Server 92. MGCF-4
sendet eine neue REGISTER Nachricht 95, wann immer sich
seine Verkehrslast um einen Schwellwertumfang verändert. Jede
MGCF kann die Verkehrslast anzeigen, zum Beispiel als eine Prozentzahl
von der gesamten MGCF Bandbreitenkapazität. Aus dieser Information kann
ein gesamter Netzwerklastpegel berechnet werden.
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Der
Netzwerkoperator richtet dann ein Abrechnungsschema auf der Grundlage
der tatsächlichen
Verkehrslast zu der Zeit des Anrufes ein. Anstelle nur zwei oder
drei Abrechnungspegel auf der Grundlage abgeschätzter Mittelwertlastpegel während Spitzen-
und Nebenzeiten aufzuweisen, kann der Operator eine größere Anzahl
von Abrechnungspegeln einrichten oder kann einen gleitenden Maßstab verwenden,
der sich mit der tatsächlichen
Verkehrslast einstellt. Wenn zum Beispiel die Netzwerkverkehrslast
0–10%
ist, können
Anrufe zu der niedrigsten Abrechnungsrate pro Minute des Netzwerkes abgerechnet
werden. Für
jede 10%, die sich die Verkehrslast erhöht, können Anrufe zu progressiv höheren Raten
abgerechnet werden, solange bis die Netzwerkverkehrslast 91–100% erreicht,
und Anrufe zu der höchsten
Rate pro Minute des Netzwerkes abgerechnet werden können.
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User-A,
der sich bei dem Netzwerk und dem PIM Server 92 registriert
hat, kann an einem netzwerklastbasierten Abrechnungsdienst teilnehmen.
Wenn dies der Fall ist, sendet der PIM Server Echtzeitberichte des
Verkehrspegels an das Endgerät
von User-A. Endgeräte
in dem 3G Netzwerk sind mit einer Anzeige ausgerüstet und die Netzwerkverkehrslast
kann kontinuierlich in einem Bereich von 0–100% angezeigt werden. Mit
der auf dem Endgerät
angezeigten Verkehrslast, kann User-A die derzeitige Abrechnungsrate
vor Platzieren eines Anrufs bewerten. Während dem, was zuvor als Spitzenzeit
bekannt war, kann der Benutzer herausfinden, dass Perioden bestehen,
bei der die Verkehrslast geringer ist und ein Anruf kann tatsächlich bei
einer niedrigeren Rate durchgeführt
werden. Alternativ kann der Benutzer während Nebenzeitenstunde herausfinden,
dass Perioden bestehen, während
der die Verkehrslast höher ist,
und jeder getätigte
Anruf wird dann bei einer höheren
Rate abgerechnet, die andernfalls erwartet würde. Der Benutzer kann dann
entscheiden, ob er fortfährt
und den Anruf durchführt.
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Der
Körper
der SIP REGISTER Nachricht kann eine anschauliche xml oder einen
anderen Code aufweisen, der die MGCF Fähigkeiten und eine derzeitige
Verkehrslast beschreibt. Diese Information wird durch den PIM Server
für alle
registrierten Dienstbereitsteller beibehalten, so dass wenn eine Sitzung
durch einen Benutzer angefragt wird, der PIM Server die Anfrage
an den Server mit den richtigen Fähigkeiten weiterleiten kann.
Der Dienst kann in einem Dienst-Tag an dem Ende der URI identifiziert werden
(z.B. Service = Konferenz oder Service = Zugriffsknoten, etc.).
Alternativ kann die Quelladresse den Dienst identifizieren in der
Form von
[email protected].
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Der
PIM Server 92 wird modifiziert zum Erkennen der MGCFs als
Dienstbereitsteller und zum Berechnen einer Netzwerkverkehrslast
von den durch die MGCFs berichteten Verkehrslasten. Zusätzlich berichtet
der PIM Server die Netzwerklast an den teilnehmenden Benutzer, wenn
Benutzer sich registrieren und teilnehmen an dem netzwerklastbasierten
Abrechnungsdienst. Der PIM Server speichert den vorliegenden Zustand
und die Dienstfähigkeiten
jedes registrierten Benutzers. Der PIM Server kann eine vordefinierte
Liste von Diensttypen einschließen,
die sich als Benutzer registrieren können. Knoten, die diese Diensttypen
bereitstellen, registrieren sich als Benutzer bei dem PIM Server,
aber der PIM Server klassifiziert sie als Dienstbereitsteller. Eine
Anzahl von Benutzern kann als Bereitsteller eines einzelnen Dienstes
registriert sein. Vorzugsweise jedoch kann ein Parameter zu der
REGISTER Nachricht an das Ende der URI hinzugefügt werden, der besagt, zum
Beispiel Dienst = Zugriffsknoten. Mit dieser Notierung ist es sicher,
dass der PIM Server diese Registrierung als einen Dienst erkennen
wird. Wenn der PIM Server diesen Nutzer nicht konfiguriert hat,
weil er zum Beispiel nicht in der Lage ist einen besonderen Typ
von Dienstregistrierung zu handhaben, wird eine Fehlernachricht
zurückgegeben.
Zusätzlich
kann eine größere Anzahl
von Diensten verfügbar
gemacht werden, da die Dienste nicht auf eine besonders vordefinierte
Liste beschränkt
ist.
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Wenn
ein teilnehmender Benutzer einen Anruf vervollständigt, bestimmt die S-CSCF 17 die
Anrufdauer. Diese Information entlang der berichteten Netzwerkverkehrslast
wird dann an einen Abrechnungsknoten 96 gesendet, der zum
Beispiel ein Durchmesserprotokoll verwendet. Der Abrechnungsknoten
bestimmt dann die anwendbare Abrechnungsrate und berechnet eine
endgültige
Belastung für
den Anruf.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform
des Verfahrens der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen einer Belastung
für einen
Anruf in einem Telekommunikationsnetzwerk darstellt. In Schritt
101 registriert
ein Benutzer, wie ein User-A, bei dem Netzwerk und dem PIM Server
92,
und nimmt an dem netzwerklastbasierten Abrechnungsdienst teil. Terminal-A
sendet eine SUBSCRIBE Nachricht an die S-CSCF
17 und identifiziert
den gewünschten
Dienst als den netzwerklastbasierten Abrechnungsdienst. Beim Verwenden
des SIP Protokolls kann die SUBSCRIBE Nachricht wie folgt formatiert
sein:
SUBSCRIBE
[email protected] SIP/2.0
From: "Me"<
[email protected]>;tag=4321
To: "Me" <
[email protected]>;service=loadbilling
...
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In
Schritt
102 registrieren die MGCFs in dem IP Netzwerk
27,
wie MGCF-3
91 und MGCF-4
94, bei dem PIM Server
und schließen
ihren Verkehrslastpegel in ihre Registrierungsnachrichten ein. In
der bevorzugten Ausführungsform
wird eine Erweiterung in der SIP REGISTER Nachricht platziert, die
den Dienst bzw. die Dienste identifiziert, die durch Registrierungsentität unterstützt werden,
in diesem Fall ein Zugriffsknoten. Die REGISTER Nachricht von einer MGCF
kann wie folgt formatiert sein:
REGISTER
[email protected] SIP/2.0
From: "Access Node" <
[email protected]>;
service=accessnode;tag=1234
To: "Access Node" <
[email protected]>
...
Content-Type: application/service+xml
<media=audio>
<media=video>
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Auf
diese Weise muss der PIM Server nicht eine vordefinierte Liste von
Dienstbenutzernamen aufrechterhalten. Anstelle dessen reflektiert
der Wert des „Dienst=" Parameters den Typ
von angebotenen Diensten. Diese vermindert die Belastung des Servers
erheblich, da eine weniger spezielle Bereitstellung durchgeführt werden
muss zum Beherbergen von Dienstbenutzern.
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In
Schritt 103 senden die MGCFs wann immer es erforderlich
ist eine Aktualisierungsregistrierungsnachricht an den PIM Server,
durch eine Veränderung
in ihrem Anwesenheitszustand oder Verkehrslast. In Schritt 104 berechnet
und speichert der PIM Server die Netzwerkverkehrslast auf der Grundlage
der Netzwerkverkehrslasten, die durch die MGCFs berichtet werden.
Der PIM Server erkennt die MGCFs als Dienstbereitsteller für den netzwerklastbasierten
Abrechnungsdienst. In Schritt 105 sendet der PIM Server
die Echtzeitnetzwerkverkehrslastinformation an USER-A, der an dem
netzwerklastbasierten Abrechnungsdienst teilnimmt. User-A kann dann
vor Verursachen eines Anrufes den Netzwerkverkehrslastpegel von
seinem Endgerät
bestimmen.
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In
Schritt 106 verursacht der User-A einen Anruf, und der
Anruf/Sitzung wird in Schritt 107 durchgeführt. In
Schritt 108 beendet der User-A den Anruf, und in 109 bestimmt
die S-CSCF 17 die
Anrufdauer. In Schritt 111 berichtet die S-CSCF an den
Abrechnungsknoten 96 die Anrufdauer und den Netzwerkverkehrslastpegel,
der zu der Zeit berichtet wurde, zu der User-A den Anruf verursacht
hat. In Schritt 112 bestimmt der Abrechnungsknoten die
Abrechnungsrate entsprechend der berichteten Netzwerkverkehrslast
und wendet die Abrechnungsrate auf den Anruf an. In Schritt 113 berechnet
der Abrechnungsknoten die Belastung für den Anruf durch Multiplizieren
der angewendeten Abrechnungsrate mit der Anrufdauer, wie durch die
S-CSCF berichtet.
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Es
wird geglaubt, dass der Betrieb und der Aufbau der vorliegenden
Erfindung aus der vorangegangenen detaillierten Beschreibung deutlich
wird. Während
das gezeigte und beschriebene System und Verfahren gekennzeichnet
worden ist, wie es bevorzugt wird, sollte deutlich verstanden werden,
dass verschiedene Veränderungen
und Modifizierungen darin gemacht werden können ohne von dem Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung, wie in den folgenden Ansprüchen ausgeführt, abzurücken. Zum Beispiel
sollte es dem Fachmann deutlich sein, dass die vorliegende Erfindung
nicht auf Bereitstellen eines Abrechnungsdienstes begrenzt ist,
der die Belastung für
einen Anruf auf der Grundlage der Anrufdauer berechnet. Die Erfindung
ist gleichenfalls anwendbar auf Abrechnungsverfahren, die das Volumen
von übertragenen
Daten während
des Anrufes/Sitzung als Basis zum Berechnen der Belastung für einen
Anruf verwenden. Wenn die Anrufdauer verwendet wird, wird die Abrechnungsrate
ausgedrückt als
Kosten pro Zeiteinheit. Wenn das Volumen von übertragenen Daten während des
Anrufs verwendet wird, wird die Abrechnungsrate ausgedrückt als
Kosten pro Volumeneinheit von Daten. In beiden Szenarien verwendet
die vorliegende Erfindung die berichtete Netzwerkverkehrslast zum
Bestimmen einer Abrechnungsrate, die dann auf entweder die Anrufdauer
oder das Volumen von übertragenen
Daten angewendet wird, zum Berechnen der Belastung für einen Anruf.
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Zusätzlich sind,
obwohl die Verwendung einer spezifischen Netzwerkarchitektur und
spezifischen Nachrichten und Signalisierungsprotokollen mit Bezugnahme
auf derzeit bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung beschrieben worden sind, derartige Architekturen und Signalisierungsimplementierungen
nur darstellend. Dem gemäß wird der
Schutzbereich der vorliegenden Erfindung nur durch die hiernach
aufgeführten
Ansprüche
definiert.