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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren einer Datenübertragung
in einem mobilen oder einem festen (statischen) Telekommunikationssystem.
Die Erfindung ist insbesondere geeignet zur Verwendung in einem
System, das eine heterogene Mischung aus mobilen und festen Endvorrichtungen oder
Clients aufweist mit unterschiedlichen Verbindungsressourcen und
Anforderungen.
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Protokolle,
die anfangs für
eine Internetverbindung entwickelt wurden, wie das weithin bekannte TCP
(Transmission Control Protocol), das eine Datenübertragung steuert, und das
IP (Internet Protocol), das ein Routing steuert, sind nun weitgehend Plattform-unabhängig und
sehen robuste Verbindungen zum Beispiel zwischen Clients und Servern
vor. Jedoch wurden TCP/IP und das zugehörige UDP (User Datagram Protocol)
entwickelt, als ein Zugriff zu dem Internet fast ausschließlich von
und zu festen Knoten erfolgte.
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Das
Aufkommen von Laptops, mobiler (zellularer) Telefone, tragbarer
Vorrichtungen (PDAs) und anderer tragbarer Vorrichtungen, für die eine
Internetverbindung möglich
ist, hat jedoch veranlasst, dass diese herkömmlichen Protokolle überdacht
werden.
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Zum
Beispiel nimmt das Internetprotokoll an, dass die Endpunktverbindung
an einem festen Ort ist und folglich die IP-Adresse der Form AAA.BBB.CCC.DDD
mit dem Endpunkt-Computer-Identifizierer verbunden ist. Das Problem
dabei ist, dass, wenn sich der Computer bewegt, aber die IP-Adresse
dieselbe bleibt, keine Information für den Datensender verfügbar ist,
die anzeigt, wohin sich der Computer bewegt hat. Somit muss die
IP-Adresse jedes Mal aktualisiert werden, wenn sich ein Computer
bewegt, was zu großen
Verzögerungen
bei der Datenübertragung
führt,
während
der Computer in Bewegung ist.
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Es
gibt eine Vielzahl von weiteren grundlegenden Unterschieden bezüglich der
Art des Betriebs von mobilen und festen Vorrichtungen. Zum Beispiel
neigen mobile Vorrichtungen dazu, begrenzte Energieressourcen zu
haben (häufig
eine wiederaufladbare Batterie), die gegen dauerhafte Verbindung
und/oder hohe Übertragungsleistung
sprechen. Auch neigen eine drahtlose Übertragung und ein Empfang
von Daten dazu, anfälliger
gegenüber
Unterbrechungen und Ausfälle
zu sein als verdrahtete Verbindungen, insbesondere wenn sich die
mobile Vorrichtung bewegt. Es ist folglich insbesondere wünschenswert,
dass mobile Internet-Verbindungen für eine Trennung ohne negative
Folgen optimiert werden, wenn eine Datenübertragung unterbrochen wird,
gekoppelt mit einer schnellen und nahtlosen Wiederverbindung, sobald
möglich.
Zwischen solchen Zeitpunkten sollte die Stilllegung so effizient sein,
wie möglich.
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Diese
Probleme werden diskutiert in "Reconsidering
Internet Mobility" von
Snoeren et al, in Proc. 8th Workshop an Hot Topics in Operating
Systems (HOTOS-VIII).
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Viele
Ansätze
für die
drahtlose Verbindung von mobilen Vorrichtungen mit dem Internet
wurden vorgeschlagen. Zum Beispiel schlägt das mobile Internetprotokoll
(Mobile IP-Mobile Internet Protocol), dargestellt in Request For
Comments (RFC) 2002, die Verwendung eines „Heimat-Agenten" vor, der ein Roamen
der mobilen Vorrichtung ermöglicht
durch Identifizieren einer statische Heimatadresse unabhängig von
dem tatsächlichen
Punkt der Verbindung der mobilen Vorrichtung. Daten werden an die
und von der mobilen Vorrichtung getunnelt durch ein Paket-Weiterleiten über eine
Heimverbindung zu dem Heimat-Agent. Diese Anordnung ist transparent
für Schichten
in dem TCP/IP-Stack oberhalb von IP; Einträge der Domain-Namens-Dienste (DNS – domain name
services) betreffen eine Heimatadresse und berücksichtigen nicht den tatsächlichen
Internet-Zugriffspunkt.
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Das
mobile IP Version 6, definiert in verschiedenen IETF-Entwürfen, schlägt eine
Vielzahl von Verbesserungen zu dem mobilen Internetprotokoll vor,
wie die Verwendung einer Care-of-Adresse, die eine temporäre Adresse
ist, welche die aktuelle nicht-Heimat-Position des Internetverbindungsknoten
der mobilen Vorrichtung identifiziert (um triangulare Routingprobleme
zu verringern, zum Beispiel). Die Probleme des mobilen IPs Version
6 umfassen die Verwaltung auf der Netzwerkebene der Verwendung des
Heimat-Agents, der dazu neigt, das Heimatnetzwerk mit unnötigem Verkehr
zu verstopfen. Die Notwendigkeit einer Voraussagbarkeit erfordert, dass
ein Teil der bereits begrenzten Bandbreite-Ressourcen reserviert
wird. Das Tunneln des gesamten Verkehrs entlang der Tunnel-Verbindung
verhindert eine Auswahl von unterschiedlichen oder optimierten Wegen
für unterschiedliche
Datentypen. Eine Sitzungsmobilität
zwischen unterschiedlichen mobilen Vorrichtungen wird nicht unterstützt.
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Ein
weiterer beispielhafter Ansatz, um die Ansprüche von mobilen Internet-Verbindungen
zu adressieren, wird dargelegt in „An end-to-end Approach to Host Mobility": 6th ACM/IEEE Int.
Conf. an Mobile Computing and Networking, 2000. Hier werden sichere
dynamische Aktualisierungen des DNS eingesetzt, um die Position
der mobilen Vorrichtung zu verfolgen, so dass eine Steuerung über die
Mobilität
an die mobile Vorrichtung selbst übergeben wird. Ein neuer Satz
von TCP-Verbindungs-Migrations-Protokollen wird ebenfalls definiert.
Diese umfassen die Verwendung eines Tokens, der eine vorher hergestellte
Verbindung zu einem Adresse/Anschluss-Paar identifiziert. Die Vorrichtungen
an jedem Ende der Verbindung müssen
folglich verhandeln, um sich auf einen Wert für den Identifizierungs-Token zu
einigen. Eine vorher begonnene TCP-Verbindung muss erneut gestartet
werden, wenn eine Adressänderung
in dieser Technik auftritt.
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Noch
ein weiterer Ansatz setzt eine Sitzungsebene-Mobilitäts-Verwaltung (SLM – Session Layer
Mobility Management) ein, die die Verwaltung der Mobilität der mobilen
Vorrichtung von der Basisstation oder dem Heimat-Agent auf die mobile
Vorrichtung selbst verschiebt. SLM arbeitet über TOP und schaltet TCP-Ströme zwischen
Verbindungen. SLM hat zwei Teile; einen Sitzungsverwaltungs-Teil, der
sich auf der mobilen Vorrichtung befindet und eine dynamische Verbindung
während
einer Sitzung verwaltet, und einen Positions-Verwaltungs-Teil, der sich in dem Kommunikationsnetzwerk
befindet und die Positionierung der Vorrichtung in dem Netzwerk unterstützt.
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Die
Verwendung eines herkömmlichen
dynamischen Host-Konfigurations-Protokolls
(DHCP – dynamic
host configuration protocol), um IP-Adressen zu mobilen Vorrichtungen
zuzuweisen, wenn sie sich zwischen Basisstationen bewegen, erfordert,
dass jede mobile Vorrichtung, die an dem Netzwerk hängt, für eine IP-Netzwerkverbindung
aktiviert sein muss. Dieses setzt Begrenzungen auf die Verschiedenartigkeit
der Vorrichtungen, die an das Netzwerk angehängt werden können. Die
Techniken, die in den vorangehenden zwei Dokumenten dargestellt
werden, sind ebenfalls begrenzt durch die Notwendigkeit, dass die
mobile oder andere Endvorrichtung IP-aktiviert ist.
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"Advocating a remote
socket architecture for Internet access using Wireless LANs", Special Issue of
MONET an Wireless Internet and Intranet Access (1999) befürwortet
einen Ansatz, der eine entfernte Socket-Architektur einsetzt. Ein
Socket, wie für
Fachleute offensichtlich ist, arbeitet, um Daten herauszuholen,
die in TOP-Paketen empfangen werden, und leitet die Daten an eine
Anwendung weiter. In der anderen Richtung arbeitet das Socket, um
Daten in einem Socket-Puffer in TCP-Pakete zusammenzupacken. In
diesem Dokument lokalisiert die vorgeschlagene Architektur eine
Socket-Schnittstelle und den TCP/IP-Stack auf einer Basisstation
eines drahtlosen Netzwerks, mit einer Benutzerschnittstelle auf
der mobilen Vorrichtung. Anwendungen auf der mobilen Vorrichtung
werden über
ein lokales Socket-Modul unter Verwendung eines „Last Hop"-Protokolls geleitet.
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Die
Basisstation dient folglich als ein Proxy für die mobile Vorrichtung.
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Während die
Architektur, die in diesem Dokument beschrieben wird, eine Kommunikation
mit oder zwischen nicht-IP-aktiviert en Vorrichtungen ermöglicht,
hat sie eine Vielzahl von Nachteilen. Es wird nur ein stationärer drahtloser
Zugriff betrachtet, so dass die schwierigen Probleme einer mobilen
Vorrichtung und/oder einer Sitzungsmobilität nicht adressiert werden.
Außerdem
ist das primäre
Ziel dieser Architektur die Verbesserung einer TCP-Leistung über eine drahtlose
Verbindung.
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Es
ist demgemäß ein Ziel
der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren einer Datenübertragung
vorzusehen, das geeignet ist zur Verwendung mit einer heterogenen
Mischung von Endvorrichtungen. Die Erfindung versucht, ein Verfahren vorzusehen,
das die unterschiedlichen Begrenzungen von beispielsweise festen
Internet-Verbindungen adressiert,
wie Desktop-Personalcomputer, die über ein LAN mit dem Internet
verbunden sind, und auch die von mobilen Vorrichtungen, einschließlich auch solcher
Vorrichtungen, die nicht IP-Netzwerk aktiviert sind.
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EP 1150521 offenbart ein
Verfahren zum Aufbau einer Sitzung zwischen einem Host und einem
mobilen Endgerät
eines mobilen Netz werks.
US 6201962 offenbart
ein Verfahren zum Aufbau einer Sitzung zwischen einem mobilen Endgerät und einem
festen Host in einem Netzwerk.
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Gemäß Anspruch
1 der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen ein Kommunikationsverfahren zwischen
Endvorrichtungen, die mit einem Telekommunikationsnetzwerk verbunden
sind, wobei das Netzwerk einen lokalen Netzwerkzugriffspunkt aufweist
mit einer Vielzahl von zuweisbaren Kommunikationskanälen, wobei
das Verfahren aufweist: Zuteilen eines Kommunikationskanals an jede
der Endvorrichtungen, die mit dem Netzwerk verbunden sind; Führen einer
lokalen Netzwerkzugriffspunkttabelle an dem lokalen Netzwerkzugriffspunkt,
die jeden zugeteilten Kanal mit einer Identifizierung der Endvorrichtung
querverweist, welcher er zugeteilt ist; Führen an jeder Endvorrichtung,
der ein Kommunikationskanal zugeteilt wurde, einer Endvorrichtungstabelle,
die den zugeteilten Kommunikationskanalidentifizierer für diese
Endvorrichtung enthält;
Auswählen an
einer initiierenden Endvorrichtung eines ersten Sitzungsidentifizierers
(Sitzungs-ID) aus
einem ersten Array, das zumindest einen zuweisbaren Sitzungs-ID
aufweist; Hinzufügen
des ersten Sitzungs-IDs zu der Endvorrichtungstabelle der initiierenden
Endvorrichtung; Weiterleiten des ersten Sitzungs-IDs von der initiierenden
Endvorrichtung an den Netzwerkzugriffspunkt; Weiterleiten von der
initiierenden Endvorrichtung an den an den lokalen Netzwerkzugriffspunkt
eines entfernten Endvorrichtungsidentifizierers, der die Identität einer
entfernten Endvorrichtung anzeigt, mit der die initiierende Endvorrichtung
kommunizieren soll; Aktualisieren der Tabelle der initiierenden
Endvorrichtung mit dem entfernten Endvorrichtungsidentifizierer
und mit dem ersten Sitzungs-ID; Zurücksenden einer Kommunikationsbeginnanforderung
an die initiierende Endvorrichtung; und Übertragen von Daten als eine
Vielzahl von Paketen, von denen jedes den ersten Sitzungs-ID enthält, um ein
Routing der Pakete zwischen der initiierenden Endvorrichtung und
der entfernten Endvorrichtung über
den lokalen Netzwerkzugriffspunkt zu steuern.
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Solch
ein Kommunikationsverfahren liefert einige Vorteile. Ein Führen von
Tabellen an den Endvorrichtungen und Netzwerkzugriffspunkten, wobei die
Information zwischen einem Netzwerkzugriffspunkt und einer Endvorrichtung
geteilt wird, die an das Netzwerk durch diesen verbunden ist, verwendet effizient
die Bandbreitenressourcen über
drahtlose Netzwerke, während
eine Verbindung zu „festen" Endvorrichtungen über verdrahtete
Verbindungen nicht betroffen ist. So kann eine heterogene Mischung
von Endvorrichtungen an das Netzwerk effizient angehängt werden.
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Das
Verfahren ist auch insbesondere nützlich, da es eine Verbindung
zu und von Vorrichtungen ermöglicht,
ob sie Internetprotokoll(IP)-aktiviert
sind oder nicht. Dies ist, da die Endvorrichtung und der Netzwerkzugriffspunkt
jeweils Tabellen führen,
die eine zuweisbare IP-Adresse zu einer Kommunikationskanalnummer
zwischen dem Netzwerkzugriffspunkt und der Endvorrichtung zuordnen
können. Wenn
die Endvorrichtung IP-aktiviert ist, können Daten gesendet werden
zum Beispiel als TCP/IP-Pakete unter Verwendung der IP-Adresse dieser Endvorrichtung,
aber wenn sie es nicht ist, können
weiter Daten gesendet werden unter Verwendung der Zuordnung zwischen
der Kommunikationskanalnummer und der zugewiesenen IP-Adresse.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
des Verfahrens sind in den anhängigen
Ansprüchen
2–26.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist
ein Telekommunikationsnetzwerk weiter einen entfernten Netzwerkzugriffspunkt
auf, mit dem die die entfernte Endvorrichtung verbunden ist, wobei
der ent fernte Netzwerkzugriffspunkt auch eine Vielzahl von zuweisbaren
Kanälen
hat. Das Verfahren kann dann weiter aufweisen: Zuteilen eines Kommunikationskanals
für den
entfernten Netzwerkzugriffspunkt an jede der Endvorrichtungen, die
mit dem Netzwerk verbunden ist über
den entfernten Netzwerkzugriffspunkt; und Führen an dem entfernten Netzwerkzugriffspunkt
einer entfernten Netzwerkzugriffspunkttabelle, welche die Kanäle, die
diesen Vorrichtungen zugeteilt sind, die mit dem Netzwerk über den
entfernten Netzwerkzugriffspunkt verbunden sind, mit einem entsprechenden
Endvorrichtungsidentifizierer querverweist.
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Das
Verfahren der bevorzugten Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung ermöglicht
eine Kommunikation zwischen zwei Endvorrichtungen über erste
und zweite Netzwerkzugriffspunkte. Das Verbindungsverfahren zwischen
solchen Netzwerkzugriffspunkten ist normalerweise eine verdrahtete
Verbindung mit hoher oder sehr hoher Bandbreite und in bevorzugten
Ausführungsbeispielen können Daten
als IP-Datagramme zwischen zwei Netzwerkzugriffspunkte übertragen
werden. So sieht das Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Kompatibilität mit dem
Internet und vorhandenen Telekommunikationsnetzwerk-Hardware und
Datenübertragungsprotokollen
vor.
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Vorzugsweise
ist die entfernte Endvorrichtung für Internetprotokoll (IP) aktiviert,
wobei die lokalen und entfernten Zugriffspunkttabellen geführt werden
mit Querverweisen für
jeden zugeteilten Kanal mit einer entsprechenden IP-Adresse, die
jeweils von den lokalen und entfernten Zugriffspunkttabellen zugewiesen
wird, und wobei der entfernte Endvorrichtungsidentifizierer eine
IP-Adresse ist, die von dem entfernten Netzwerkzugriffspunkt zugewiesen
wird, wobei das Verfahren weiter aufweist: Weiterleiten von Daten,
die von der initiierenden Endvorrichtung an den lokalen Netzwerkzugriffspunkt
zu übertragen sind,
als eine Vielzahl von Sitzungspaketen, die jeweils den ersten Sitzungs-ID
umfassen; Einkapseln an dem lokalen Netzwerkzugriffspunkt der Daten
in jedem Sitzungspaket in ein Transportebenenpaket, wie TCP oder
UDP; Einfügen
des ersten Sitzungs-IDs in jedes Transportebenenpaket; Einkapseln
jedes Transportebenenpakets in ein Internetprotokollpaket; und Weiterleiten
jedes IP-Pakets an den entfernten Netzwerkzugriffspunkt zur Übertragung
an die entfernte Endvorrichtung.
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Wenn
die Endvorrichtung IP-ativiert ist, können die verschiedenen Protokolle
der TCP/IP-Suite eingesetzt werden, um eine zuverlässige Transport- und Überlastungs-Steuerung
sicherzustellen. Das Verfahren umfasst vorzugsweise die Überprüfung von
Tabellen an den Netzwerkzugriffspunkten, um zu sehen, ob die Ziel-Endvorrichtung
IP-aktiviert ist, und Leiten der Daten in Übereinstimmung mit dieser Information.
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Alternativ
kann die Endvorrichtung nicht für IP
aktiviert sein. Die lokalen und entfernten Zugriffspunkttabellen
werden in diesem Fall geführt
mit Querverweisen für
jeden zugeteilten Kanal mit einer entsprechenden IP-Adresse, die
jeweils durch die lokalen und entfernten Netzwerkzugriffspunkttabellen zugewiesen
werden. Der entfernte Endvorrichtungsidentifizierer ist vorzugsweise
eine IP-Adresse, die von dem entfernten Netzwerkzugriffspunkt zugewiesen
ist. In diesem Fall kann das Verfahren weiter aufweisen: Durchsuchen
der entfernten Netzwerkzugriffspunkttabelle des entfernten Netzwerkzugriffspunkts
bei Empfang eines IP-Pakets; und Weiterleiten dieses IP-Pakets an die entfernte
Endvorrichtung so wie es ist, wenn der Suchschritt anzeigt, dass
die IP-Adresse in dem IP-Paket nicht in der Liste der IP-Adressen
zu finden ist, die in der entfernten Netzwerkzugriffspunkttabelle
geführt
wird.
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In
diesem Fall kann jedes Paket zwischen dem entfernten Netzwerkzugriffspunkt
und der initiierenden Endvorrichtung über die erste Endvorrichtung als
Sitzungspaket einschließlich
des ersten Sitzungs-IDs
in einem Header-Teil jedes Sitzungspakets, und zwischen der entfernten
Endvorrichtung und dem entfernten Netzwerkzugriffspunkt als ein Sitzungspaket
einschließlich
des zweiten Sitzungs-IDs in seinem Header-Teil übertragen werden. Das Verfahren
kann dann weiter aufweisen: Ersetzen, an dem entfernten Netzwerkzugriffspunkt,
des ersten Sitzungs-IDs in den Sitzungspaketen mit dem abgeglichenen
(mapped) zweiten Sitzungs-ID, wenn die Sitzungspakete von der initiierenden
Endvorrichtung angekommen sind.
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So
ermöglichen
die Tabellen, die an den Netzwerkzugriffspunkten geführt werden,
eine nahtlose Verbindung zwischen Endvorrichtungen über ein verteiltes
Netzwerk; die initiierenden Endvorrichtung muss nicht unbedingt
die IP-Adresse kennen, die der entfernten Endvorrichtung durch den
entfernte Netzwerkzugriffspunkt zugewiesen wurde, sondern nur die
IP-Adresse des entfernten Netzwerkzugriffspunktes selbst. Ein Routing
von Daten ist somit transparent für die Endvorrichtungen.
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In
besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen
wird ein Anwendungsidentifizierer zusammen mit den Sitzungspaketen
gesendet. Dieser Anwendungsidentifizierer identifiziert eine von
der entfernten Endvorrichtung einzusetzende Anwendung. Vorzugsweise
weist das Verfahren dann weiter auf: Feststellen an dem entfernten
Netzwerkzugriffspunkt und auf der Basis des empfangenen Anwendungsidentifizierers,
ob die entfernte Endvorrichtung die Anforderung akzeptieren kann,
die Anwendung einzusetzen; und Weiterleiten von Daten von der initiierenden
Vorrichtung zur Verwendung durch die Anwendung in dem Fall, dass
die entfernte Endvorrichtung die Anforderung akzeptieren kann.
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Die
entfernte Endvorrichtung kann am Annehmen der Anforderung aus mehreren
Gründen
gehindert werden. Erstens kann die entfernte Endvorrichtung nur
erlauben, dass nur eine einzelne Sitzung zu gegebener Zeit aktiv
ist. Alternativ kann sie mehrere Abschnitte unterstützen, aber
alle diese können bereits
verwendet werden. Drittens kann es sein, dass die Endvorrichtung
keine derartige Anwendung unterstützen kann. Wenn zum Beispiel
die Endvorrichtung ein mobiles oder zellulares Telefon ist, kann es
nicht in der Lage sein, ein Streaming-Video zu akzeptieren.
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Weithin
bekannte Anschlussnummern können
verwendet werden, um Endvorrichtungs-Anwendungen zu identifizieren.
Wie für
Fachleute offensichtlich ist, sind bestimmte Anschlussnummern für weithin
bekannte Dienste reserviert, und Request For Comments (RFC 1060)
beschreibt die Dienstnamen und ihre zugewiesenen oder weithin bekannten
Anschlussnummern zusammen mit dem relevanten Protokoll. Zum Beispiel
werden dem Dateiübertragungsprotokoll
(FTP – File
Transfer Protokol) die Anschlussnummern 20 und 21 in RFC 1060 zugewiesen.
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Wenn
die entfernte Endvorrichtung für
IP aktiviert ist, ist es für
diese entfernte Endvorrichtung nicht notwendig, Sitzungs-IDs zu
kennen. Sitzungs-IDs werden an dem entfernten Netzwerkzugriffspunkt
in der entfernten Netzwerkzugriffspunkttabelle gespeichert. Somit
ist es in diesem Fall vorzuziehen, dass der entfernte Netzwerkzugriffspunkt eine
Anforderung zurück
an die initiierende Endvorrichtung sendet, um eine Datenübertragung
zu starten. Wenn die entfernte Endvorrichtung im Gegensatz dazu
nicht für
IP aktiviert ist, dann verwendet das Daten-Routing Sitzungs-IDs
und es in diesem Fall vorzuziehen, dass die entfernte Endvorrichtung stattdessen
eine Datenübertragung
durch Zurücksenden
einer Beginn-Anforderung selbst initiiert, über den entfernten Netzwerkzugriffspunkt
und, wenn anwendbar, den lokalen Netzwerkzugriffspunkt zu der initiierenden
Endvorrichtung.
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In
einem weiteren besonders bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung
ist es möglich, den
Verbindungspunkt der entfernten Endvorrichtung von einem ersten
entfernten Netzwerkzugriffspunkt zu einem zweiten anderen entfernten
Netzwerkzugriffspunkt zu ändern.
In diesem Fall kann das Verfahren weiter aufweisen: Zuteilen eines
neuen entfernten Kommunikationskanals für eine Kommunikation zwischen
der entfernten Endvorrichtung und dem zweiten entfernten Netzwerkzugriffspunkt,
wobei der neue entfernte Kommunikationskanal einen zugehörigen neuen
entfernten Kommunikationskanalidentifizierer hat; Weiterleiten des
neuen entfernten Kommunikationskanalidentifizierers von dem zweiten
entfernten Netzwerkzugriffspunkt zu dem ersten entfernten Netzwerkzugriffspunkt;
Zurücksenden
der Inhalte der ersten entfernten Netzwerkzugriffspunkttabelle von
dem ersten entfernten Netzwerkzugriffspunkt zu dem zweiten entfernten
Netzwerkzugriffspunkt, wobei der neue entfernte Kommunikationskanalidentifizierer
als eine Routing-Steuerung eingesetzt wird; Ersetzen des alten entfernten Kommunikationskanalidentifizierers,
der von der ersten entfernten Netzwerkzugriffspunkttabelle empfangen
wird, durch den neuen entfernten Kommunikationskanalidentifizierer;
Hinzufügen
der Inhalte des ersten entfernten Netzwerkzugriffspunkts, einschließlich des
neuen entfernten Kommunikationskanalidentifizierers, zu der zweiten
entfernten Netzwerkzugriffspunkttabelle; und Übertragen von Daten zwischen
der initiierenden und der entfernten Endvorrichtung über den
lokalen Netzwerkzugriffspunkt und den zweiten entfernten Netzwerkzugriffspunkt.
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Ein
derartiger Ansatz ermöglicht
ein nahtloses Roaming von Endvorrichtungen, wenn zum Beispiel die
Vorrichtung ein mobiles oder zellulares Telefon oder ein mobiler
Laptop/PDA ist. Wichtig ist, dass die Endvorrichtungen keine IP-Adressänderungen kennen,
die aufgerufen werden, wenn sie in Bewegung sind.
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Außerdem ist
es für
eine laufende Sitzung zwischen einer ersten und einer zweiten Endvorrichtung
möglich,
nahtlos übertragen
zu werden. Spezifisch können
Daten, die von einer ersten lokalen oder initiierenden Endvorrichtung
an eine erste entfernte Endvorrichtung gesendet werden, derart übertragen werden,
dass die Daten stattdessen an eine zweite entfernte Endvorrichtung
gesendet werden. Dies kann wünschenswert
sein, wenn eine geeignetere entfernte Endvorrichtung verfügbar wird.
Zum Beispiel kann ein Benutzer der ersten entfernten Endvorrichtung
in einem Büro
ankommen, das einen Personalcomputer mit einem festen Zugang zum
Internet hat. Wenn bei der Ankunft der Benutzer gerade eine Videokonferenz
mit der lokalen oder initiierenden Endvorrichtung unterhält, ist
es offensichtlich wünschenswert,
dass diese Kommunikation weitergeht über den Personalcomputer aufgrund
seines Zugangs zum Internet mit (normalerweise) höherer Bandbreite.
Das Verfahren von bevorzugten Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung sieht eine nahtlose Übergabe
(handover) zwischen den zwei entfernte Endvorrichtungen vor ohne
eine Unterbrechung der Sitzung.
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In
einem weiteren bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung werden
die Sitzungspakete, die übertragen
werden, derart modifiziert, um eine Nachricht des Typs der zu übertragenden
Daten zu umfassen. Dies ist insbesondere nützlich bei gemischten Media-Vorrichtungen, die
zum Beispiel getrennte Video-Verarbeitungs-, Audio-Verarbeitungs- und
andere Anwendungs-Verarbeitungs-Vorrichtungen
umfassen. Durch Identifizieren des Typs der zu über tragenden Daten kann eine
derartige gemischte Media-Endvorrichtung
automatisch feststellen, wie die empfangenen Daten am besten zu
handhaben und anzuzeigen/auszugeben sind.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist in Anspruch 27 vorgesehen
eine Datenbank für
einen Netzwerkzugriffspunkt in einem Telekommunikationsnetzwerk,
die aufweist: (a) einen Querverweis zwischen (i) einem einer Vielzahl
von Kommunikationskanälen,
die für
eine Kommunikation zwischen dem Netzwerkzugriffspunkt und einer Endvorrichtung
zugewiesen sind, und (ii) einem entsprechenden Vorrichtungsidentifizierers
für diese Endvorrichtung,
welcher der Kommunikationskanal zugewiesen ist; (b) einen ersten
Sitzungsidentifizierer (Sitzungs-ID), der von einer initiierenden
Endvorrichtung empfangen wird und aus einem einer Vielzahl von Sitzungs-IDs
gewählt
wird, die von dieser Endvorrichtung gespeichert sind; und (c) einen
entfernten Endvorrichtungsidentifizierer, der das Ziel von Daten
anzeigt, die von der initiierenden Endvorrichtung zu senden sind;
wobei die Datenbank konfiguriert ist, ein Routing von Datenpaketen,
die den ersten Sitzungs-ID enthalten, zwischen den initiierenden
und den entfernten Endvorrichtungen über den Netzwerkzugriffspunkt
zu erlauben.
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Die
Erfindung erstreckt sich auch auf einen lokalen Netzwerkzugriffspunkt
für ein
Telekommunikationsnetzwerk gemäß Anspruch
28, wobei der lokale Netzwerkzugriffspunkt aufweist: eine Vielzahl von
Kommunikationskanälen,
von denen zumindest einige für
eine Kommunikation mit einer entsprechenden Vielzahl von Endvorrichtungen
zugewiesen sind; und eine Datenbank unter der Steuerung des lokalen
Netzwerkzugriffspunkts, wobei die Datenbank umfasst: (a) einen Querverweis
zwischen den zugewiesenen Kommunikationskanälen und einer Identifizierung
einer Endvorrichtung, welcher der Kanal zugeteilt ist; (b) einen
ersten Sitzungsidentifizierer (Sitzungs- ID), der von einer initiierenden Endvorrichtung weitergeleitet
wird und aus einem einer Vielzahl von Sitzungs-IDs gewählt wird,
die von dieser Endvorrichtung gespeichert sind; und (c) einen entfernten Endvorrichtungsidentifizierer,
der das Ziel von Daten anzeigt, die von der initiierenden Endvorrichtung
zu senden sind; wobei der lokale Netzwerkzugriffspunkt ausgebildet
ist, Pakete von Daten zu leiten, wobei jedes der Pakete den Sitzungs-ID
enthält,
gemäß den Inhalten
der Datenbank.
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Weitere
Aspekte der Erfindung betreffen ein Telekommunikationsnetzwerk,
das erste und zweite Netzwerkzugriffspunkte aufweist, die betriebsfähig sind
in Übereinstimmung
mit dem oben beschriebenen Verfahren, und auch ein derartiges Netzwerk,
mit dem Endvorrichtungen verbunden sind.
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Die
Erfindung kann in die Praxis umgesetzt werden auf vielfältige Weise,
wobei eine davon auf beispielhafte Weise beschrieben wird und unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, wobei:
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1 ein
beispielhaftes Telekommunikationsnetzwerk zeigt, das eine Vielzahl
von Netzwerkzugriffspunkten oder Basisstationen aufweist, und eine
Vielzahl von Endvorrichtungen, die miteinander über die Basisstationen verbindbar
sind;
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2 eine
Informationstabelle für
eine Endvorrichtung zeigt, die mit dem Netzwerk von 1 verbunden
ist, und Information in Übereinstimmung mit
einem Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält;
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3 eine
Informationstabelle für
eine Basisstation in dem Netzwerk von 1 zeigt,
die Information enthält
ebenfalls in Übereinstimmung
mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung;
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4 ein
Flussdiagramm für
eine anfängliche
Einrichtung (set-up) einer Basisstation zeigt, wenn sie zu dem Netzwerk
der 1 hinzugefügt wird;
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5 das
Format eines Sitzungsdatenpakets und eines zugehörigen Sitzungssteuerungspakets
zeigt, wobei jedes in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung ist;
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6 ein
Flussdiagramm für
die erste Phase des Aufbaus einer Verbindung zwischen einer initiierenden
und einer entfernten Endvorrichtung des Netzwerks von 1 zeigt, über eine
Basisstation oder Basisstationen dieses Netzwerks;
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7 ein
Flussdiagramm für
die zweite Phase eines derartigen Verbindungsaufbaus zeigt;
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8 ein
Flussdiagramm für
die dritte Phase eines derartigen Verbindungsaufbaus zeigt;
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9 ein
Flussdiagramm für
eine Kommunikation von Daten zwischen Endvorrichtungen nachfolgend
auf den Aufbau einer Verbindung zeigt;
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10 ein
Flussdiagramm der nahtlosen Verschiebung einer Verbindung einer
Endvorrichtung von einer erster zu einer zweiten Basisstation zeigt, während eine
Sitzung stattfindet;
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11 ein
Flussdiagramm der Verschiebung einer Sitzung von einer ersten zu
einer zweiten Endvorrichtung zeigt, während die Sitzung stattfindet;
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12 ein
modifiziertes Sitzungsdatenpaket in Übereinstimmung mit einem alternativen
Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt, zur Verwendung mit einer
derartigen gemischten Media-Endvorrichtung;
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13 eine
modifizierte Endvorrichtungs-Informationstabelle zur Verwendung
mit einer gemischten Media-Vorrichtung zeigt; und
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14 eine
modifizierte Basisstations-Informationstabelle zur Verwendung mit
einer gemischten Media-Vorrichtung zeigt.
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Unter
Bezugnahme zuerst zu 1 wird eine vereinfachte schematische
Darstellung eines Telekommunikationsnetzwerks 10 gezeigt.
Das Netzwerk weist eine Vielzahl von festen Zugriffspunkten oder
Basisstationen 20 auf, die miteinander verbunden sind.
Mit jeder Basisstation 20 ist eine oder mehrere Endvorrichtungen
verbunden. Zum Beispiel sind ein Laptop-Computer 40 und
ein mobiles Telefon 50 jeweils über drahtlose Kommunikationskanäle 60, 70 mit
der Basisstation A verbunden. Ein fester Computer, wie ein Personalcomputer 80,
ist über
eine feste (verdrahtete) Verbindung 90 mit der Basisstation
B verbunden, eine gemischte Media-Vorrichtung 100, die
unten in weiterem Detail erläutert
wird, ist über eine
drahtlose Verbindung 110 mit der Basisstation C verbunden,
und ein weiteres mobiles Telefon 120 ist ebenfalls mit
der Basisstation C über
eine drahtlose Kommunikationsverbindung 130 verbunden.
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Das
Netzwerk 10 umfasst auch eine zentrale Datenbank, die einen
Pool von zuweisbaren Internetprotokoll(IP)-Adressen aufweist. Der
Zweck dieses zentralen IP-Adressen-Pools wird in Zusammenhang mit 4 unten
erläutert.
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Die
folgende Beschreibung erläutert
die anfängliche
Einrichtung (set-up)
einer neuen Basisstation, wenn sie in das Netzwerk 10 konfiguriert
wird, die Weise, wie Endvorrichtungen eine Kommunikation untereinander
herstellen, und den Kommunikationsprozess, sobald eine Verbindung
hergestellt wurde. Roaming von Endvorrichtungen und eine Übertragung
von Sitzungen zwischen Endvorrichtungen wird ebenso erläutert. Die
spezifische Beschreibung ist in dem Kontext von zwei mobilen Endvorrichtungen,
die eine Kommunikation über
ein festes IP-Netzwerk herstellen. Es sollte jedoch angemerkt werden,
dass die Eigenschaft der Endvorrichtung (mobil oder fest) nicht
wichtig ist; in der Tat ist ein wünschenswertes Merkmal der vorliegenden
Erfindung, dass eine Kommunikation zwischen einer heterogenen Mischung von
Endvorrichtungen möglich
ist. Ferner, obwohl ab hier die peripheren Zugriffsknoten als Basisstationen 20 bezeichnet
werden, sollte es offensichtlich sein, dass diese drahtlose Basisstationen,
feste Zugriffspunkte oder Vorrichtungen sein können, die beide Fähigkeiten
liefern. So sollen Referenzen auf Basisstationen umfassen, was tatsächlich eine
nahtlose Zugriffsvorrichtung ist.
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Jede
der Endvorrichtungen, die mit dem Netzwerk 10 verbunden
ist, speichert oder hat Zugriff zu einer Informations-Struktur,
die als eine Endvorrichtungs-Informationstabelle bezeichnet wird.
Ein Beispiel dieser Informationstabelle wird in 2 gezeigt.
Die Endvorrichtungs-Informationstabelle enthält drei Hauptkategorien. Die
erste Informationskategorie speichert einen Identifizierer für einen
Kommunikationskanal zwischen einer Endvorrichtung und ihrer lokalen
Basisstation. Dieser wird durch die Basisstation bei deren Verbindung
zu ihm zugeteilt, und dies wird weiter in Zusammenhang mit 4 erläutert.
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Die
zweite Kategorie einer Information wird als die Vorrichtungsprofilkategorie
bezeichnet und diese enthält
eine Anzahl von Vorrich tungs-spezifischen Einträgen. Diese Einträge zeigen
den/die Namen an, den/die die Vorrichtung verwendet, die weithin
bekannten Anschlussnummern, die sie unterstützen kann, ob sie IP-aktiviert
ist oder nicht, und wie viele entfernt beginnende Sitzungen sie
gleichzeitig unterstützen
kann oder dazu vorbereitet ist.
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Die
letzte Informationskategorie, die in der Endvorrichtungs-Informationstabelle
geführt
wird, wird als „Sitzungsinformation" bezeichnet. Sie
enthält eine
aktualisierbare Liste von Sitzungsidentifizierern für eine Sitzung,
an der diese Endvorrichtung beteiligt ist. Diese Sitzungsidentifizierer,
als Session_IDorig bezeichnet, sind mit der Speicherposition der
Anwendung verbunden, die zu diesem Sitzungs-ID gehört. Das
zweite Stück
der Information, die in dem Sitzungs-Informationsabschnitt der Endvorrichtungsinformationstabelle
gespeichert ist, listet eine Liste verfügbarer (das heißt, zuweisbarer)
lokaler IDs für
lokal-entstehende Sitzungen. Diese Liste zeigt die Verfügbarkeit
von Sitzungs-IDs gesteuert durch die Endvorrichtung an. Die Zahl
der Einträge
in dieser letzten Teilkategorie definiert die maximale Anzahl von
lokal-enstehenden Sitzungen, die gleichzeitig unterstützt werden
können.
-
3 zeigt
eine Informationstabelle, die ähnlich
ist zu der, die in 2 gezeigt wird, aber dieses
mal durch die verschiedenen Basisstationen 20 geführt wird.
Die Basisstation-Informationstabelle enthält zwei getrennte Abschnitte, „senden" und „empfangen". Diese getrennten
Abschnitte behandeln ein Weiterleiten von Daten zum Beispiel von
der lokalen oder initiierenden Endvorrichtung, durch ihre zugehörige Basisstation
und weiter zu einer anderen Basisstation für eine letztendliche Übertragung
an eine entfernte Endvorrichtung, und zum Handhaben von Daten, die
in die andere Richtung gehen, das heißt, empfangen an der Basisstation
von einer entfernten Basisstation oder einer entfernten Endvorrichtung
zum Weiterleiten zu rück
an die lokale oder initiierende Endvorrichtung. Der Inhalt der Basisstation-Informationstabelle
wird unten weiter erläutert.
-
Unter
Bezugnahme nun auf 4, wird eine Erläuterung
des anfänglichen
Aufbaus einer Basisstation, wenn sie das erste Mal zu dem Netzwerk
hinzugefügt
wird, erläutert.
In dem vorliegenden Beispiel unter Bezugnahme auf 1 wird
angenommen, dass das Netzwerk anfangs nur Basisstationen B, C, D
und E enthält
und dass die Basisstation A zum ersten Mal hinzugefügt werden
muss.
-
In
Schritt 200 sendet die Basisstation A zuerst eine vordefinierte
Adresszuteilungsnachricht, die durch das Netzwerk 10 erkannt
wird und an einen geeigneten Adresszuteilungs-Server geleitet wird,
der den IP-Adress-Pool 30 unterhält. Ein Empfang an den geeigneten
IP-Adresszuteilungs-Servern
wird in Schritt 210 in 4 gezeigt.
-
Dann,
sobald eine Kommunikation hergestellt ist, fordert die Basisstation
A die Anzahl von IP-Adressen an, die sie für eine Zuteilung auf der Basis
benötigt,
dass sie eine IP-Adresse für
jeden ihrer Kommunikationskanäle
benötigt.
Dies wird in Schritt 220 gezeigt. Obgleich dieses Verfahren
möglicherweise
ein Zuteilen einer großen
Anzahl von Adressen beinhaltet (es ist typischerweise eine sehr
große
Anzahl von Kommunikationskanälen
für jede
Basisstation verfügbar),
ist es ein relativ statisches Verfahren, sobald die anfängliche
Aufbau-Phase abgeschlossen ist.
Dies ist, da Adress-Aktualisierungen nur benötigt werden, wenn eine feste
Netzwerkausrüstung
zu dem Netzwerk hinzugefügt
wird oder daraus entfernt wird und/oder wenn eine erneute Adressenzuteilung erforderlich
ist aus Betriebsgründen.
Wenn eine Basisstation aus dem Netzwerk entfernt wird, sendet sie ihre
zugeteilten IP-Adressen an den Adresszuteilungs-Server zurück für eine erneute
andere Zuteilung.
-
Die
Verhältnisse
zwischen den zugeteilten IP-Adressen und den Kommunikationskanälen der physikalischen
Ebene werden in den Senden- und Empfangen-Teilen der Basisstation-Informationstabelle
gespeichert, die in 3 gezeigt wird. Dies wird in
Schritt 230 in 4 gezeigt. Wie in 3 zu
sehen, umfassen die Senden- als auch Empfangen-Teile der Basisstation-Informationstabelle
jeweils einen Eintrag für
jede IP-Adresse und Kommunikationskanal, die/der durch die Basisstation
A gesteuert wird. Jeder dieser Einträge hat wiederum auch eine detailliertere
Information, die zu diesen gehören.
Für den Senden-Teil
der Basisstation-Informationstabelle ist diese detaillierte Information
in zwei Kategorien angeordnet, bezeichnet als lokal-entstehende
Sitzungen und entfernt-entstehende Sitzungen. Die Kategorie der
lokal-entstehenden Sitzung enthält
die Beziehungen, die lokal zugeteilte Sitzungs-ID mit entfernten
IP-Adressen und weithin bekannten Anschlussnummern haben. Die Kategorie
der entfernt-entstehenden Sitzung enthält die Beziehungen, die lokal
zugeteilte Sitzungs-IDs mit entfernten IP-Adressen, entfernt-zugeteilten
Sitzungs-IDs und weithin bekannten Anschlussnummern haben. Sowohl
die lokal-entstehenden Sitzungs- als auch die entferntentstehenden
Sitzungskategorien enthalten auch Anzeigen, ob die entfernte Endvorrichtung
oder -vorrichtungen, die verbunden werden sollen, IP-aktiviert sind
oder nicht. Für
den empfangenden Teil der Basisstation-Informationstabelle wird
ebenfalls eine ähnliche
Ansammlung von Einträgen
geführt.
Jedoch wird eine zusätzliche
Kategorie, als "Endvorrichtungsinformation" bezeichnet, ebenfalls
in dem empfangenden Teil der Basisstation-Informationstabelle geführt. Die
Kategorie der lokal-entstehenden Sitzungen des empfangenden Teils
der Basisstation-Informationstabelle enthält die Beziehungen, die lokal
zugeteilte Sitzungs-IDs mit weithin bekannten Anschlussnummern haben.
Die Kategorie der entfernt-entstehenden Sitzungen des empfangenden Teils
der Basisstation-Informationstabelle enthält die Beziehungen, die entfernte
IP-Adressen und entfernt-zugeteilte Sit zungs-IDs mit lokal-zugeteilten
Sitzungs-IDs und weithin bekannten Anschlussnummern haben. Die Endvorrichtungsinformations-Kategorie enthält zwei
Teilkategorien, als „Allgemeine
Information" und "Lokale IDs für entfernt-entstehende Sitzungen" bezeichnet. Die
Teilkategorie "Allgemeine Information" zeigt an, welche
weithin bekannte Anschlussnummern durch die Endvorrichtung unterstützt werden,
und definiert die maximale Anzahl von entferntentstehenden Sitzungen,
welche die Endvorrichtung unterstützen kann und/oder dafür vorbereitet ist.
Die "Lokale IDs
für entferntentstehende
Sitzungen"-Teilkategorie
der Endvorrichtungsinformation in dem empfangenden Teil der Basisstation-Informationstabelle
zeigt den Verfügbarkeits-Status
der Sitzungs-IDs an, die zugeteilt wurden zur Verwendung durch entfernt-entstehende
Sitzungen. Die tatsächliche
Anzahl verfügbarer
IDs wird bestimmt durch den zweiten Eintrag unter der Überschrift "Allgemeine Information".
-
Obgleich
die Basisstation-Informationstabelle mehrere Referenzen auf weithin
bekannte Anschlussnummern enthält,
sind diese Einträge
nicht unbedingt notwendig. Sie ermöglichen jedoch, dass eine Kompatibilität mit herkömmlichen
IP-Netzwerken erzielt wird.
-
Ein
Führen
einer Basisstation-Informationstabelle, wie in 3 gezeigt,
an der Basisstation und eine getrennte Endvorrichtungs-Informationstabelle an
Endvorrichtungen liefert eine Bandbreiteneffiziente Lösung. Somit,
während
angemerkt werden sollte, dass die Basisstation-Informationstabelle
stattdessen auf einer Endvorrichtung installiert werden kann, würde dies
die Bandbreiten-effiziente Lösung
aufheben.
-
Zurück nun zu 4,
sobald die Basisstation-Informationstabelle an der Basisstation
A (Schritt 230) aufgestellt wurde, ist es dann notwendig,
eine Konnektivität
zwischen einer Endvorrichtung und der Basisstation herzustellen.
In dem vorliegenden Beispiel wird angenommen, dass die mobile Vorrichtung 50 mit
der Basisstation A zu verbinden ist.
-
Der
Signalisierungskanal in der drahtlosen Verbindung 70, der
die mobile Vorrichtung 50 mit der Basisstation A verbinden
soll, wird verwendet, um eine solche Konnektivität herzustellen. Sobald eine physikalische
Konnektivität
hergestellt ist, tauschen die mobile Vorrichtung 50 und
die Basisstation A eine Information aus. Wie in 4 zu
sehen, sendet in Schritt 240 die Basisstation A an die
mobile Vorrichtung 50 die Kanal-ID, die sie der mobilen
Vorrichtung 50 zugeteilt hat. In Schritt 250 wiederum
sendet die mobile Vorrichtung 50 ihr Vorrichtungsprofil
zurück
zu der Basisstation A. Die ausgetauschte Information wird in geeigneten
Kategorien der Basisstation- und Endvorrichtungs-Informationstabellen
gespeichert, die in 2 und 3 dargestellt
werden.
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Es
sollte angemerkt werden, dass schließlich die Endvorrichtung-Profil-Information
automatisch erlangt werden kann von zum Beispiel einer zentralen Vorrichtung/Benutzer-Profil-Speichervorrichtung
in dem Netzwerk 10. Dies würde die Menge von Information
minimieren, die zwischen der mobilen Vorrichtung 50 und
ihrer Basisstation A ausgetauscht wird. Es sollte ebenfalls angemerkt
werden, dass ein identisches Verfahren eingesetzt werden kann, wenn eine
feste Vorrichtung, wie der Personalcomputer 80, mit dem
Netzwerk 10 verbunden wird (in diesem Fall über die
Basisstation B).
-
Wenn
eine Endvorrichtung von dem Netzwerk getrennt wird, wird das Verfahren,
das oben beschrieben wird, einfach umgekehrt.
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Die
vorangehende Beschreibung einer Aktivierung der mobilen Vorrichtung 50 ist
bevorzugt, da sie die verfügbare
Zugangsbandbreite über
die Verbindung 70 am effizientesten verwendet. Jedoch sollte
angemerkt werden, dass die Basisstation A einfach die mobile Vorrichtung 50 über die
IP-Adresse informieren könnte,
die sie verwendet. Die mobile Vorrichtung 50 könnte dann
diese IP-Adresse auf herkömmliche
Weise verwenden, was eine Kommunikation unter Verwendung von herkömmlichen IP-Netzwerkverbindungsverfahren
ermöglichen
würde.
-
Die
anfängliche
Einrichtung umfasst vorzugsweise auch passende Sicherheitsüberprüfungen.
Diese bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung und werden folglich
nicht weiter beschrieben.
-
Vor
der Beschreibung der Einrichtung einer Verbindung zwischen zwei
Endvorrichtungen, wird zuerst die Form des Typs des Datenpakets,
das in Übereinstimmung
mit einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet wird, unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Das Paket wird im Folgenden als ein „Sitzungspaket" bezeichnet und nimmt
zwei Formen an, ein Sitzungsdatenpaket (zur Übertragung von Daten, wie Text
oder Bilder) zwischen den Endvorrichtungen, und ein zugehöriges Sitzungssteuerungspaket,
das verwendet wird insbesondere bei der Einrichtung einer Verbindung,
wie in den Fluss-Diagrammen der 6 bis 8 beschrieben wird.
-
Das
Sitzungsdatenpaket hat einen Headerteil, der zwei Felder enthält, eines
zum Tragen eines Sitzungs-IDs und eines zum Tragen von zwei Anzeige-Feldern.
Diese Anzeige-Felder werden verwendet, um anzuzeigen, zu welcher
IP-Adresse in dem IP-Header der Sitzungs-ID gehört, und ob die Sitzungsdatenpaket-Nutzlast
Anwendungs- oder Steuerungsdaten sind. Das Erstere ist bevorzugt,
aber nicht entscheidend; es ist aufgrund der Vollständigkeit
enthalten, da in der Zukunft Netzwerkknotenanforderungen erfordern
können,
dass das IP-Adresse-Sitzungs-ID-Paar verwendet wird. Außerdem sollte
ange merkt werden, dass die Verwendung anderer universeller Header-Felder nicht ausgeschlossen
ist und dies aus einer Vielzahl von anderen Gründen notwendig werden kann,
wie Paketlänge
etc.
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Um
die Menge einer notwendigen Steuerungssignalisierung zu begrenzen,
sind alle Sitzungs-IDs, die mit binärem Null enden, für lokal-entstehende
Sitzungen reserviert, und die mit binärem 1 enden, sind für entfernt-entstehende
Sitzungen reserviert. Dies sind die Kategorien in den Tabellen von 2 und 3,
bezeichnet als Session_IDorig und session_IDrec. Ein Sitzungs-ID,
zum Beispiel "0000", ist reserviert
zur Verwendung durch Sitzungspakete, die allgemeine Steuerungsanweisungen
tragen.
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Das
Nutzlast-Typ-Feld zeigt einfach an, ob die Sitzungspaketnutzlast
eine Anwendungsdaten- oder Steuerungs-Information ist. Der Sitzungssteuerungs-Paket-Header
zeigt an, welche bestimmte Steuerungsfunktion getragen wird. Ein
Sitzungssteuerungspaket ist immer in einem Sitzungsdatenpaket eingekapselt,
und das Sitzungsdatenpaket ist eingekapselt, wie für das zugrunde
liegende Netzwerkprotokoll passend, das verwendet wird (zum Beispiel
ein IP-Datagramm). Für
den Fall einer IP-Netzwerkverbindung wird angenommen, dass ein vorher
zugeteilter und eindeutiger Protokoll-Anzeiger für das Identifizieren besteht,
dass ein IP-Datagramm ein Sitzungspaket trägt. Zusätzlich, wenn eine Basisstation diesen
bestimmten Anzeiger in einem IP-Datagramm-Header erfasst, extrahiert
sie immer das Sitzungspaket.
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Unter
Bezugnahme nun auf 6 wird ein Flussdiagramm für die erste
Phase der Einrichtung einer Verbindung zwischen einer initiierenden
und einer entfernten Endvorrichtung des Netzwerks von 1 über eine
oder mehrer Basisstationen dieses Netzwerks gezeigt. In dem spezifischen
Ausführungsbeispiel
von 6 wird angenom men, dass eine Verbindung zwischen
der mobilen Vorrichtung 50, die mit der Basisstation A
verbunden ist, und der mobilen Vorrichtung 120, die mit
der Basisstation C verbunden ist, hergestellt werden soll.
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In
der ersten Phase der Verbindung beginnt die mobile Vorrichtung 50,
die eine Kommunikation mit der mobilen Vorrichtung 120 herstellen
möchte, durch
Auswahl und Reservieren eines nichtverwendeten IDs aus der Sitzungs-Informationskategorie
in der Endvorrichtungs-Informationstabelle der mobilen Vorrichtung 50.
Dies wird in den Schritten 270 und 280 gezeigt.
-
Dann
erzeugt die mobile Vorrichtung 50 einen neuen Eintrag in
die „aktive
Sitzungen"-Teilkategorie
(2). Die verfügbare
Sitzungs-Liste wird
in Folge aktualisiert, so dass der zugeteilte Sitzungs-ID nicht
neu zugeteilt werden kann, bis er nicht mehr verwendet wird.
-
Dann
sendet die mobile Vorrichtung 50 ein Sitzungspaket, das
ein hergestelltes „Phase
I"-Steuerungspaket
enthält,
an die Basisstation A (Schritt 300). Das „Phase
I"-Steuerungspaket
enthält
die weithin bekannte Anschlussnummer für den Dienst, der an der mobilen
Vorrichtung 120 angefordert wird, und entweder den Namen
der entfernten Endvorrichtung oder ihre IP-Adresse. Außerdem enthält das „Phase
I"-Steuerungspaket
eine Information, die identifiziert, ob die mobile Vorrichtung 120 IP-aktiviert ist
oder nicht. In Schritt 310 bestimmt die Basisstation A,
ob das „Phase
I"-Steuerungspaket
einen Namen enthält.
Wenn es dies tut, dann wird dieser Name an einen „Domain
Naming Service" (DNS) 15 (1) gesendet.
Dieser löst
den Namen in eine Adresse auf. Spezifisch sendet der DNS 15 die
IP-Adresse für die entfernte
mobile Vorrichtung 120 zurück, plus eine Anzeige darüber, ob
diese entfernte mobile Vorrichtung 120 eine IP-aktivierte Vorrichtung
ist oder nicht. Wenn diese Information bereits in dem „Phase I"-Steuerungspaket
vorhanden ist, dann wird dieser Schritt der Domain-Name-Auflösung ausgelassen.
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Sobald
diese Schritte unternommen sind, hat die Basisstation A dann genügend Information,
um die Basisstation-Informationstabelle zu füllen, und spezifischer, um
den neuen Sitzungseintrag zu erzeugen, der in der lokal-entstehenden
Sitzungskategorie in sowohl den sendenden als auch den empfangenden
Teilen der Basisstation-Informationstabelle benötigt wird.
Der Erstere wird unter dem geeigneten Kanal-ID und der Letztere
unter der geeigneten lokalen IP-Adresse
eingefügt
(siehe 3).
-
Die
Basisstation A weiß nun
auch, ob die entfernte mobile Vorrichtung 120 IP-aktiviert
ist oder nicht. 7 zeigt die Phase II des Verbindungsaufbauverfahrens,
das nur verwendet wird, wenn die entfernte mobile Vorrichtung 120 nicht
IP-aktiviert ist. Wenn die Phase II aufgerufen wird, fügt die Basisstation
A die weithin bekannte Anschlussnummer, die zu der neuen Sitzung
gehört,
in ein hergestelltes „Phase II"-Steuerungspaket
in Schritt 350 ein. Das „Phase II"-Steuerungspaket
wird dann in ein Sitzungspaket in Schritt 360 eingekapselt
und dies wiederum wird in ein IP-Datagramm in Schritt 370 gebündelt. Die
Information, die für
das Einkapselungsverfahren erforderlich ist, wird erlangt aus der „lokal-entstehende
Sitzungen"-Kategorie in dem
sendenden Teil der Informationstabelle, die durch die Basisstation
A gespeichert wird. Zusätzlich
wird das Sitzungs-ID-Zugehörigkeits-Feld
in dem Sitzungspaket-Header auf den geeigneten Zustand eingestellt.
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In
Schritt 380 wird das IP-Datagramm an die Basisstation C
gesendet. Da die Daten als ein IP-Datagramm gesendet werden, handhaben
Zwischenknoten, wie Basisstation B oder Basisstationen D und E in 1,
es wie jedes andere IP-Datagramm, das heißt, sie leiten es wie geeignet
an die Basisstation C in Übereinstimmung
mit den Quell- und Zieladressen in dem Header des IP-Datagramms.
-
Sobald
das IP-Datagramm an die Basisstation C in Schritt 380 gesendet
ist, wird es an dieser Basisstation C empfangen und ausgepackt.
Das „Phase II"-Steuerungspaket,
das erlangt wird, wenn das IP-Datagramm ausgepackt wird, löst ein Ereignis
in der Basisstation C aus, prüft
seine Endvorrichtungsinformationseinträge in seiner Basisstation-Informationstabelle,
um zu ermitteln, ob die entfernte mobile Vorrichtung 120 eine
Anwendung hat, die mit der weithin bekannten Anschlussnummer kompatibel
ist, die in dem empfangenen „Phase
II"-Steuerungspaket dargelegt
wird. Diese Überprüfung wird
in Schritt 400 durchgeführt.
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Wenn
die entfernte mobile Vorrichtung 120 keine geeignet kompatible
Anwendung hat, dann existiert eine Fehlerbedingung. Diese kann auf
verschiedene Weise behandelt werden, wie zum Beispiel Leiten eines
Fehlers zurück
an die initiierende mobile Vorrichtung 50 über das
Netzwerk, mit einer Erläuterung
des Problems, oder möglicherweise
Veranlassen der initiierenden mobilen Vorrichtung 50, einen
Besetztton zu erzeugen. Dies wird in Schritt 410 in 7 gezeigt.
-
Wenn
es eine kompatible Anwendung gibt, die auf der entfernten mobilen
Vorrichtung 120 ausführbar
ist, ist es auch notwendig, festzustellen, ob die entfernte mobile
Vorrichtung 120 ausreichende Ressourcen hat, um eine neue
Sitzung laufen zu lassen. Zum Beispiel unterstützt die entfernte mobile Vorrichtung 120 nur
eine einzelne Sitzung und diese ist bereits in Verwendung, oder
wenn die mobile Vorrichtung 120 mehrere Sitzungen unterstützt, von
denen jede momentan in Verwendung ist, dann existiert wieder ein
Fehlerzustand und die initiierende mobile Vorrichtung 50 wird
demgemäß in Schritt 410 informiert.
-
Vorausgesetzt,
dass es eine geeignete Anwendung und genügende Ressourcen gibt, dann
reserviert die Basisstation C einen der nicht verwendeten Sitzungs-IDs
von seiner lokal-gespeicherten Liste von verfügbaren Sitzungs-IDs. Der reservierte
Sitzungs-ID wird der neuen Sitzung zugeteilt. Dies wird in Schritt 420 gezeigt.
-
Die
Basisstation C erzeugt nun einen Eintrag in die „entferntentstehende Sitzung"-Kategorie in dem
empfangenden Teil ihrer Basisstation-Informationstabelle. Sie ersetzt
dann den Sitzungs-ID, der in dem Sitzungspaket-Header von der Basisstation
A angekommen ist, durch den neuen lokal-zugeteilten Sitzungs-ID
(Schritt 440). In Schritt 450 wird ein Paket einschließlich dieses übersetzten
Sitzungs-IDs an
die entfernte mobile Vorrichtung 120 weitergeleitet.
-
Die
entfernte mobile Vorrichtung 120 erzeugt bei Empfang dieses
Pakets einen neuen Sitzungseintrag in der „aktive Sitzungen"-Teilkategorie ihrer Endvorrichtungs-Informationstabelle
(Schritt 460). Die entfernte mobile Vorrichtung 120 verwendet
dann die weithin bekannte Anschlussinformation in Schritt 470,
um zu identifizieren, welche Netzwerkanwendung erforderlich ist.
Die geeignete Anwendung wird dann gestartet.
-
Sobald
dieses Verfahren abgeschlossen ist, geht das Verfahren zu der letzten
dritten Phase der Verbindungseinrichtung weiter, die in 8 gezeigt wird.
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Wenn
die entfernte mobile Vorrichtung 120 nicht IP-aktiviert
ist, sendet die entfernte mobile Vorrichtung 120 ein „Phase
III"-Steuerungspaket zurück zu der
Basisstation C (Schritt 480). Wenn die entfernte mobile
Vorrichtung 120 jedoch IP-aktiviert ist, erzeugt die Basisstation
C das „Phase
III"-Steuerungspaket
selbst. In jedem Fall, sobald das „Phase III"-Steuerungspaket erzeugt ist, wird es über das Netzwerk 10 zurück zu der
Basisstation A gesendet, wo es an die mobile Vorrichtung 50 weitergeleitet wird.
Ein Empfang des „Phase
III"-Steuerungspakets veranlasst
die initiierende mobile Vorrichtung 50, eine Datenübertragung
zu beginnen. Der Grund, dass die Basisstation C die „Sitzungs"-Aspekte während der
Phase III handhabt, wenn die entfernte mobile Vorrichtung 120 IP-aktiviert
ist, ist, dass die entfernte mobile Vorrichtung 120 dann
nichts über
Sitzungs-IDs weiß.
Wenn die entfernte mobile Vorrichtung 120 jedoch nicht
IP-aktiviert ist,
dann weiß sie von
den Sitzungs-IDs und kann so das „Phase III"-Steuerungspaket selbst erzeugen.
-
Wenn
die letzte Phase des hergestellten Kommunikationsverfahrens aus
irgendeinem Grund fehlschlägt,
wird das passende Verfahren aufgerufen, das erforderlich ist zum
Entfernen und/oder Aktualisieren der erforderlichen Einträge in den
verschiedenen Informationstabellen (Endvorrichtung und Basisstation).
-
Es
sollte angemerkt werden, dass, wenn die mobile Vorrichtung eine
Datenkommunikation verwendet, sie nicht vom Laufen lassen eines
Steuerungsprotokolls ausgeschlossen ist, das eine zuverlässige Transport-
und/oder Fluss-Steuerung liefert. Bei der Verwendung eines derartigen
Steuerungsprotokolls kapselt die Endvorrichtung die Anwendungsdaten
in das Steuerungsprotokollpakets ein und kapseln dann dies in ein
Sitzungspaket ein. Das heißt,
die Transport- und/oder
Fluss-Steuerung ist einfach eine andere Ebene in dem Stapel von
Protokollen. Die entfernte mobile Vorrichtung 120 ist der einzige
Punkt, an dem dieses Steuerungsprotokoll verarbeitet wird.
-
Außerdem sollte
angemerkt werden, dass gewisse Effizienzvorteile gewonnen werden
können aus
dem Integrieren des etablierten Verbindungsverfahren (6, 7 und 8)
mit anderen Steuerungsver fahren höherer Ebene, wie TCP's Dreiwege-Handshakes,
Ressourcenreservierung und so weiter. Jedoch ändert dies nicht die fundamentalen Prinzipien
der betroffenen Verfahren, nur ihre gesamte Effizienz. Zusätzlich ist
es denkbar, dass die etablierte Verbindungsphase eventuell ein integraler
Teil von zukünftigen
neuen Namensauflösungsverfahren werden
kann, wenn diese eventuell besser mit Netzwerk-Routing-Verfahren
integriert werden, als es normalerweise der Fall ist. Zusätzlich würde es auch möglich werden,
die IP-Datagramm-Header-Größe zu reduzieren,
da nur ein Zieladresse-Feld vorhanden ist. Jedoch würde dies
erfordern, dass geeignete Sitzungssteuerungspakete definiert werden,
die eine Quell-IP-Adressinformation
tragen, die erforderlich ist bei einem Aufbau einer Kommunikation,
und die Verwendung eines derartigen Ansatzes würde es möglicherweise inkompatibel zu älteren Systemen machen.
-
9 zeigt
ein Fluss-Diagramm der Schritte bei der Kommunikation von Daten
zwischen Endvorrichtungen, nach dem Einrichtung einer Verbindung in Übereinstimmung
mit den 6 bis 8.
-
Wenn
die entfernte mobile Vorrichtung 120 nicht IP-aktiviert
ist, geht eine Kommunikation zwischen den mobilen Vorrichtungen 50 und 120 weiter wie
folgt. 9 beschreibt den Prozess für Übertragungsdaten von der mobilen
Vorrichtung 50 zu der mobilen Vorrichtung 120,
aber das Verfahren ist symmetrisch für eine Übertragung von Daten in die
entgegengesetzte Richtung.
-
Zuerst
erzeugt die mobile Vorrichtung 50 ein Sitzungspaket mit
einer Anwendungsnutzlast (Schritt 500). Dieses Sitzungspaket
wird an die Basisstation A weitergeleitet, wo es in ein IP-Datagramm
eingekapselt wird. Die Information, die benötigt wird für dieses Verkapselungsverfahren,
wird erlangt von dem geeigneten Kanal-ID-Eintrag in dem sendenden Teil
seiner Informationstabelle. Dies wird in Schritt 510 gezeigt.
Dieses IP-Datagramm wird an die Basisstation C in Schritt 520 weitergeleitet,
und die Basisstation C entpackt das IP-Datagramm und extrahiert die IP-Adresse.
Die extrahierte IP-Adresse wird in dem empfangenden Teil der Informationstabelle
von Basisstation C aufgelöst,
wie in Schritt 530 in 9 erläutert wird.
Das extrahierte Sitzungspaket wird dann an die entfernte mobile
Vorrichtung 120 in Schritt 540 weitergeleitet.
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Wenn
im Gegensatz dazu die entfernte mobile Vorrichtung 120 IP-aktiviert ist, dann
erzeugt in Schritt 550 die mobile Vorrichtung 50 nochmals
ein Sitzungspaket mit einer Anwendungsnutzlast. Dieses Anwendungsnutzlast-Sitzungspaket
wird an die Basisstation A weitergeleitet, wo es eingekapselt wird unter
Verwendung entweder eines UDP- oder eines TCP-Pakets, wie geeignet.
Dies wird in Schritt 560 gezeigt. Bei der Einkapselung
der Nutzlast in das Sitzungspaket in einem UDP- oder TCP-Paket wird
der Sitzungs-ID zusammen mit den weithin bekannten Anschlussnummernwerten
jeweils in die Quell- und Ziel-Anschluss-Felder
in dem UDP/TCP-Header eingefügt.
Das UDP- oder TCP-Paket wird dann in ein IP-Paket eingekapselt (Schritt 580)
unter Verwendung der Information von dem geeigneten Kanal-ID-Eintrag in dem
sendenden Teil der Informationstabelle, die zu der Basisstation
A gehört.
Das so erzeugte IP-Datagramm wird an die Basisstation C weitergeleitet.
-
Wenn
die Basisstation C ein IP-Datagramm empfängt, das entweder ein UDP-
oder ein TCP-Paket enthält,
durchsucht sie die lokalen IP-Adresse-Einträge, die
in dem empfangenden Teil der Informationstabelle gespeichert sind,
die zu der Basisstation C gehört,
um die Zieladresse zu finden, die in dem IP-Header getragen wird.
Wenn die IP-Adresse gefunden
ist, wird die dazugehörige
Information eingesetzt, um die IP-Datagramm-Nutzlast in ein geeignetes
Sitzungspaket zu übertragen,
wie in Schritt 600 gezeigt. Dieses Sitzungspaket wird an die
entfernte mobile Vorrichtung 120 in Schritt 610 weitergeleitet. Wenn,
in Schritt 590, eine Suche der lokalen Tabelle der Basisstation
C feststellt, dass die IP-Adresse nicht gefunden ist, dann wird
in Schritt 620 das empfangene IP-Datagramm unverändert an
die entfernte mobile Vorrichtung 120 weitergeleitet, das
heißt, noch
immer als ein IP-Datagramm.
-
Sobald
eine Sitzung nicht mehr erforderlich ist (was nicht mit einem Abschluss
einer Datenübertragung
korrespondieren muss), setzt die Endvorrichtung die Einträge in ihrer
Endvorrichtungstabelle zurück
und entfernt sie. Wiederum zum Zweck einer Erläuterung wird in 9 gezeigt,
wie die mobile Vorrichtung 50 in Schritt 630 Einträge in ihrer
Endvorrichtungstabelle zurücksetzt
und löscht.
In Schritt 640 sendet die mobile Vorrichtung 50 ein
Beenden-Steuerungspaket an die Basisstation A, das an die Basisstation
C in Schritt 650 weitergeleitet wird. In Schritt 660 empfängt die
entfernte mobile Vorrichtung 120 das Beenden-Steuerungspaket.
Jeder der Knoten in der Daten-Übertragungs/Empfangs-Verbindung löscht dann
seine Tabellen zumindest in Bezug auf die Daten, welche die beendete
Sitzung betreffen.
-
Ein
wichtiges bevorzugtes Merkmal der Erfindung ist die Weise, wie sie
ein nahtloses Roaming der Endvorrichtungen ermöglicht. Wenn sich zum Beispiel
die mobile Vorrichtung 50 aus dem Bereich der Basisstation
A bewegt, ist es vorzugsweise, dass sie sich stattdessen über eine
andere Basisstation für eine
andere "Zelle" verbindet. In dem
vorliegenden Beispiel wird die Erfindung in ihrem bevorzugten Ausführungsbeispiel
beschrieben, wenn sich die mobile Vorrichtung 50 von einer
Verbindung mit der Basisstation A zu einer Verbindung zu dem Netzwerk 10 über die
Basisstation E bewegt. Wenn die mobile Vorrichtung 50 beginnt,
sich aus dem Bereich einer drahtlosen Verbindung zu der Basisstation
A zu bewegen, wird dies durch die zugrunde liegende drahtlose Schnittstelle
erfasst, die dann die physikalische Ebene-Übergabe an die Basisstation
E handhabt. Dieses Verfahren ist in der Technik weithin bekannt und
wird nicht weiter beschrieben. Eine Erfassung wird in Schritt 600 in 10 gezeigt.
Zusätzlich
zu der Übergabe
der physikalischen Ebene-Kommunikation
ist es jedoch für
die Kommunikationssitzungen, die zu der sich bewegenden mobilen
Vorrichtung 50 gehören,
auch notwendig, ebenfalls übergeben
zu werden. Das Verfahren dafür
wird in dem Rest von 10 gezeigt. In Schritt 610 ruft
das zugrunde liegende drahtlose Netzwerk das Übergabe(handover)-Verfahren
auf. Die Basisstation E, mit der die mobile Vorrichtung 50 verbunden
werden soll, teilt zuerst einen freien Kommunikationskanal dieser
mobilen Vorrichtung 50 zu, in Schritt 620. Dann
aktualisiert in Schritt 630 die Basisstation E ihre Informationstabelle
wie vorher. In Schritt 640 sendet die Basisstation E dann
ein „Phase
I"-Steuerungspaket,
das in einem allgemeinen Sitzungspaket eingekapselt ist, an die
Basisstation A über
die sich bewegende mobile Vorrichtung 50. Die mobile Vorrichtung 50 dient einfach
als ein Relaispunkt, wie in den Schritten 650 und 660 zu
sehen ist. Das Übergabe-Steuerungspaket
enthält
die IP-Adresse des neuen Kommunikationskanals. Wenn die Basisstation
dieses Steuerungspaket empfängt,
sammelt sie alle relevanten Einträge aus ihrer Sitzungs-Informationstabelle
und leitet sie an die neue IP-Adresse in einem Übergabe-„Phase II"-Steuerungspaket weiter (Schritt 670). Die
Basisstation E fügt
dann diese Einträge
in ihre eigene Sitzungs-Informationstabelle ein, nachdem sie alle
Referenzen zu der ursprünglichen
Kanal-ID/IP-Adresse mit den neuen zugeteilten Werten ersetzt hat,
siehe Schritt 680.
-
Die
Basisstation E sendet dann eine Adressänderungs-Steuerungsnachricht in einem allgemeinen
Sitzungspaket. Diese wird an alle entfernten Basisstationen in Kommunikation
mit der sich bewegenden mobilen Vorrichtung 50 ausgesendet
(broadcast). Dies wird in Schritt 690 gezeigt. Im Allgemeinen
enthält
dieses Steuerungspaket sowohl die ursprüngliche IP-Adresse und Sitzungs-ID
und ihre Ersatzwerte. An diesem Punkt sollte angemerkt werden, dass
der Sitzungs-ID nur in dem Steuerungspaket enthalten sein muss,
wenn, wie in dem vorliegenden Beispiel, die mobile Vorrichtung die
ist, welche die Sitzung initiierte. Wenn, im Gegensatz dazu, sich die
entfernte mobile Vorrichtung 120 bewegt hat, wäre der Sitzungs-ID
in dem Steuerungspaket nicht nötig.
-
In
Schritt 700 verwenden die verschiedenen Basisstationen
dann diese neuen empfangenen Werte, um alle Referenzen zu der ursprünglichen IP-Adresse
und dem Sitzungs-ID in ihrer Informationstabelle zu ersetzen.
-
In
Schritt 710 hört
bzw. lauscht die Basisstation E, um festzustellen, ob zumindest
ein IP-Datagramm von der mobilen Vorrichtung 50 empfangen wurde.
Wenn nach einer vorbestimmten Timeout-Periode, zum Beispiel, kein
IP-Datagramm an der Basisstation E von der mobilen Vorrichtung 50 empfangen
wurde, dann können
geeignete Fehlermeldungen automatisch erzeugt werden und/oder die
Sitzung kann beendet werden (Schritt 730). Sobald zumindest
ein IP-Datagramm
an der Basisstation E von der mobilen Vorrichtung 50 empfangen
wurde, sendet die Basisstation E ein „Phase III"-Steuerungspaket
in einem allgemeinen Sitzungspaket, in Schritt 740. Dieses „Phase
III"-Steuerungspaket
informiert die Basisstation A, dass eine Sitzungs-Übergabe
abgeschlossen ist und dass sie nun die geeigneten Einträge aus ihrer
Informationstabelle entfernen kann. In Schritt 750 tut
die Basisstation A dies. Als eine Alternative zum Senden eines „Phase
III"-Steuerungspakets
kann die Basisstation A automatisch ihre Sitzungsdaten nach einem
vorbestimmten Timeout löschen.
-
Gleichzeitig
zum Senden der Ersatz-IP-Adresse-Information an die entfernten Basisstationen
sendet auch die neue Basisstation E eine Aktualisierungsnachricht
an das Namen-Auflösungs-System
(DNS 15 in 1) und informiert den DNS 15 über die
Adressänderung
der mobilen Vorrichtung 50, siehe Schritt 760.
Schließlich
wird in Schritt 770 das zugrunde liegende Protokoll angewiesen,
den alten Kommunikationskanal freizugeben. Das Verfahren für eine Übergabe
ist abgeschlossen.
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Ein
analoges Verfahren kann eingesetzt werden, wenn es wünschenswert
ist, eine Sitzung von einer ersten zu einer zweiten Endvorrichtung
zu schalten. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, wenn ein
Videostream an die mobile Endvorrichtung 50 gesendet wird,
diesen stattdessen auf eine feste Endvorrichtung 85 zu
leiten (siehe 1). Die Verbindung 87 zwischen
der festen Endvorrichtung 85 und der Basisstation E ist
ebenfalls fest in diesem Beispiel und hat typischerweise eine erheblich
höhere Bandbreite
als die drahtlose Verbindung zwischen der mobilen Vorrichtung 50 und
der Basisstation E. Wiederum wird angenommen, dass eine Form eines lokalen
Netzwerk-Vorrichtungs-Entdeckungs-Verfahrens in dem Netzwerk 10 besteht
und dass dies vorprogrammiert wurde, um die Adresse(n) von geeigneten
neuen Vorrichtungen zur Verfügung
zu stellen, wenn sie verfügbar
werden.
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Ein
beispielhafter Weg, um dies zu erreichen, ist wie folgt. Die geographische
Position der mobilen Vorrichtung 50 kann überwacht
werden, wenn sie in einer Zelle roamt, die um die Basisstation E
herum definiert ist. Dies wird in Schritt 800 in 11 gezeigt.
Das Netzwerk 10 umfasst eine Netzwerk-Vorrichtungs-Profil-Datenbank,
die das Profil von unterschiedlichen Vorrichtungen in der Zelle
und spezifisch ihrer Fähigkeit
beschreibt, zusammen mit einer Identifizierung ihrer geographischen
Position.
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Dann
kann ein Benutzerprofil aufgebaut werden. Zum Beispiel kann ein
Benutzer bestimmen, dass es wünschenswert
ist, wenn möglich,
Videostreams von einer festen Vorrichtung über eine verdrahtete Verbindung
zu dem Internet zu betrachten. Sogar darin kann der Benutzer festlegen,
dass am bevorzugtesten eine T1-Verbindung zu dem Internet ist, mit
sehr hoher Bandbreite, und danach eine ISDN-Verbindung, und am wenigsten bevorzugt
der festen Verbindungen ist eine Wähl(Modem)-Verbindung.
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Auf
der Basis dieses Profils kann das System automatisch auf der Basis
dieses Benutzerprofils feststellen, wenn es wünschenswert ist, eine Sitzung zu
schalten. So zum Beispiel durch Verwendung einer GPS-Position der
mobilen Vorrichtung 50, wenn sich diese Vorrichtung in
einem vorbestimmten geographischen Bereich der festen Vorrichtung 85 bewegt
(typischerweise ist der geographische Bereich derart, dass der Benutzer
einfach beide Vorrichtungen sehen kann), kann die Sitzung auf die
feste Vorrichtung 85 geschaltet werden, um die Geschwindigkeit
der Verbindung zu verbessern. Die Konsequenz daraus ist, dass, wenn
die mobile Vorrichtung 50 weiterhin roamt und an einer
anderen Vorrichtung vorbeikommt, die gemäß dem Benutzerprofil keine
bessere Verbindungsgeschwindigkeit hat (als ein Beispiel eines Kriteriums),
dann wird die Sitzung nicht übertragen.
Außerdem
ist es selbstverständlich
für Fachleute
offensichtlich, dass die Übergabe
der Sitzung nicht automatisch sein muss und kann auf Anforderung
eines Benutzers initiiert werden.
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Zurück zu 11,
wenn sich die mobile Vorrichtung 50 in einen vorbestimmten
Bereich der festen Vorrichtung 85 bewegt, in Schritt 810,
sendet die Basisstation E ein Entdeckungs-Vorrichtungs-Steuerungspaket in
Schritt 820. Bei Entdeckung der Existenz der bevorzugten
festen Vorrichtung 85 (durch Zugreifen auf das persönliche Profils
des Benutzers, wie oben erläutert,
zum Beispiel), wird das Entdeckungs-Vorrichtungs-Steuerungspaket
verwendet, um die IP-Adresse
dieser bevorzugten Vorrichtung, in diesem Fall die festen Vorrichtung 85,
an die Basisstation E zurückzusenden.
Diese Schritte werden bei 830 und 840 in 11 gezeigt.
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In
Schritt 850, in 11, wird
das Entdeckungs-Vorrichtungs-Steuerungspaket
an die mobile Vorrichtung 50 weitergeleitet. Die mobile
Vorrichtung 50 ist somit benachrichtigt über die
IP-Adresse der bevorzugten Endvorrichtung, d. h. in diesem Fall
die IP-Adresse der festen Vorrichtung 85.
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Die
mobile Vorrichtung 50 wird auch hingewiesen, über das
Entdeckungs-Vorrichtungs-Steuerungspaket, auf die Identität der Basisstation,
welche die bevorzugte Endvorrichtung verwaltet. In dem vorliegenden
Beispiel ist die feste Vorrichtung 85 mit dem Netzwerk 10 über die "Basisstation" E verbunden (tatsächlich ist
es wahrscheinlicher, dass der Knoten E eine Brücke (bridge) oder ein anderer
fester Zugriffs-Verbinder zu zum Beispiel einem Internetdiensteanbieter
ist).
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Die
mobile Vorrichtung 50 kann nun eine Sitzungs-Übergabe
initiieren, wenn der Benutzer dieser Vorrichtung entscheidet, dass
dies wünschenswert ist
(selbst wenn es eine andere bevorzugtere Vorrichtung gibt, gibt
es keinen Zwang, die Sitzung zu schalten in bevorzugten Ausführungsbeispielen – siehe Schritt 860 in 11).
Eine Sitzungs-Übergabe
wird initiiert in Schritt 870 durch die Erzeugung eines Übergabe-„Phase
I"-Steuerungspakets
an der mobilen Vorrichtung 50. Dieses Übergabe-„Phase I"-Steuerungspaket wird an die Basisstation
A in Schritt 880 weitergeleitet.
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Die
Basisstation A stellt dann fest, ob die Endvorrichtung, auf welche
die Sitzung übertragen werden
soll, auch lokal zu der Basisstation A ist (Schritt 890).
Wenn sie es nicht ist, wie die feste Vorrichtung 85, die
an der Basisstation E angebracht ist, dann findet der Rest der Sitzungsübertragung
in Übereinstimmung
mit dem Rest des Verfahrens statt, in dem die mobile Vorrichtung 50 zwischen
Zellen in einem mobilen Netzwerk roamt. Spezifisch geht in Schritt 900 das
Verfahren zu Schritt 670 von 10.
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Soll
die Vorrichtung, auf welche die Sitzung übertragen werden soll, auch
mit der Basisstation der Vorrichtung verbunden sein, von der die
Sitzung übertragen
werden soll, dann findet eine lokale Sitzungsübertragung statt (Schritt 910);
keine Pakete müssen
zwischen unterschiedliche Basisstationen übertragen werden. Die Vorrichtung
(zum Beispiel der Laptop 40 in 1) wird
ebenfalls mit der Basisstation A verbunden, aber über einen
anderen Kommunikationskanal 60. Eine Übertragung geht dann weiter,
wie oben beschrieben – die
lokalen Tabellen in der Basisstation A und auch an der Endvorrichtung (hier
der Laptop 40) müssen
in Schritt 920 aktualisiert werden durch Verbinden der
Information hinsichtlich der Sitzung, als über die mobile Vorrichtung 50 auftretend,
zu der neuen IP-Adresse des Kommunikationskanals/der neuen Vorrichtung
(Laptop 40).
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Es
ist beabsichtigt, dass Endvorrichtungen schließlich eine hybride Mischung
aus Media-spezifischen Endvorrichtungen aufweisen, die kooperieren, um
sich als eine einzelne logische Vorrichtung zu verhalten. Eine derartige „gemischte
Media"-Vorrichtung wird
schematisch bei 100 in 1 angezeigt.
Um solche Vorrichtungen in so einer effizienten Weise wie möglich unterzubringen,
ist es geeignet für
die unterschiedlichen Typen von Mediainhalt, der von einem Sitzungspaket
getragen wird, an eine geeignete Endvorrichtung geleitet zu werden.
Solch ein Verfahren kann erreicht werden unter Verwen dung einer
Erweiterung des Sitzungspaketkonzeptes, wie durch Referenz auf 12 offensichtlich
wird. In 12 wird ein modifiziertes Sitzungspaket
gezeigt und es ist zu sehen, dass, anstelle nur eines Sitzungs-IDs
mit den Anzeige-Feldern (5), das Sitzungsdatenpaket nun
sowohl einen Sitzungs-ID als auch einen weithin bekannten Vorrichtungs-ID
zusammen mit dem Nutzlast-Typ umfasst. Der Sitzungs-ID und der weithin
bekannte Vorrichtungs-ID werden gemeinsam als ein Kanal-ID bezeichnet.
Die Verwendung des weithin bekannten Vorrichtungs-IDs in dem modifizierten
Sitzungspaket von 12 wird als optional betrachtet und
so wird seine Verwendung durch einen vorher zugeteilten Nutzlast-Typ
eines Codes angezeigt, der Sitzungs-ID wird auf genau derselben
Weise wie vorher beschrieben verwendet. Der weithin bekannte Vorrichtungs-ID
jedoch wird von der sendenden Anwendung hinzugefügt gemäß welchem Typen von Media er
in ein Sitzungspaket einfügt.
Wenn zum Beispiel die Nutzlast ein Video ist, wird der weithin bekannte
ID für
einen Videomonitor eingefügt.
Für eine Audio-Nutzlast
wird stattdessen der weithin bekannte ID für einen Audiospieler eingesetzt
und so weiter.
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Zur
einfacheren Erklärung
wird angenommen, dass die physikalischen Endvorrichtungen, welche
die einzelne logische Vorrichtung 100 umfassen, jeweils
mit der selben Basisstation verbunden sind, aber über ihre
eigene individuelle drahtlose oder festen Netzwerkschnittstelle,
wie erforderlich. Aus Gründen,
die unten erläutert
werden, haben alle Endvorrichtungen nun einen Eintrag in der Vorrichtungsprofilkategorie
ihrer Informationstabelle, um anzuzeigen, ob sie eine Benutzer-Vorrichtung
oder eine Netzwerk-Vorrichtung sind. Diese Hinzufügung wird
unterstrichen in 13 gezeigt, welche die modifizierte Endvorrichtungs-Informationstabelle
zur Verwendung mit einer gemischten Media-Vorrichtung zeigt.
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Wenn
eine Endvorrichtung aktiv wird, wird eine etwas modifizierte Form
des vorher beschriebenen Vorrichtungsaktivierungsverfahrens (6 bis 8)
aufgerufen. Die Modifizierung ist derart, dass die Basisstation
solche Vorrichtungen bei den geeigneten lokalen Netzwerk- oder Benutzer-Vorrichtungs-Profil-Datenbanken
registriert. Für
eine Benutzer-Vorrichtung, die mit der Basisstation verbunden ist,
ist die zusätzliche
Modifizierung, dass eine Basisstation die lokalen Netzwerk- und/oder
Benutzer-Vorrichtungs-Profil-Datenbanken abfrägt (polls), um zu erfassen,
welche Kommunikationskanäle
Mediaspezifischen Vorrichtungen zugeteilt wurden, die sich in der
Nähe zu
dem Benutzer befinden. Eine GPS-Information, die zum Beispiel von
einem „smart
badge" geliefert
wird, kann verwendet werden, um die Basisstation über die
geographische Position eines Benutzers zu informieren. Eine Datenbanksuche
kann zum Beispiel auf einer Benutzerpräferenz oder einer Standard-Liste
von weithin bekannten Vorrichtungs-ID basieren. Für das bestimmte
Beispiel, das hier betrachtet wird, wird die Kanal-Information,
die durch die Datenbanksuche zurückgesendet
wurde, in den empfangenden Teil der Basisstation-Informationstabelle unter dem Eintrag
für die
IP-Adresse eingegeben, die zu der bestimmten logischen Vorrichtung
gehört.
Zusätzlich
wird ein Eintrag in die allgemeine Information-Teilkategorie eingefügt, um anzuzeigen,
welche weithin bekannten Vorrichtungen momentan in dem Bereich des
Benutzers oder der Benutzer-Vorrichtung sind. Diese Hinzufügungen zu
der Basisstation-Informationstabelle werden unterstrichen gezeigt in 14,
die eine modifizierte Basisstation-Informationstabelle zur Verwendung mit
gemischten Media-Vorrichtungen
zeigt.
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Das
etablierte Kommunikationsverfahren, das oben beschrieben wird in
Verbindung mit den 6 bis 8, muss
auch etwas modifiziert werden, um eine gemischte Media-Kommunikation
zu berücksichtigen.
Die Modifizierung ist, dass das über „Phase
III" aufgebaute Kommunikationsverfahren nun
den Schritt des Sendens einer gemischten Media-Steuerungsnachricht
umfassen muss, um das sendende Ende über den Typ der weithin bekannten Vorrichtung
zu informieren, die für
den angerufenen Benutzer verfügbar
ist. Alternativ kann eine Befragung des Benutzerprofils diese Notwendigkeit
entfernen. Das sendende Ende verwendet dann diese Information, um
zu entscheiden, welche Typen von Media es senden soll oder nicht.
Wenn eine Basisstation ein Sitzungspaket empfängt, das einen Kanal-ID-Header
enthält,
verwendet sie den weithin bekannte Vorrichtungs-ID-Teil, um festzustellen,
auf welchem Kommunikationskanal dieses Paket gesendet werden soll.
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Wenn
die Benutzer-Vorrichtung die Basisstation wechselt, dann wird das Übergabe-Verfahren aufgerufen,
das in Zusammenhang mit 10 beschrieben
wird. Andernfalls fragt sie einfach die geeignete Vorrichtungs-Profil-Datenbank
ab, wenn sie über
die geographischen Bereiche überquert,
die diese Datenbanken bedienen. Die erlangte Information wird dann
verwendet, um die geeigneten weithin bekannten Vorrichtungseinträge in dem
empfangenden Teil der Basisstation-Sitzungs-Informationstabelle zu aktualisieren,
wie in 14 gezeigt. Wenn diese Änderung
den Typ der weithin bekannten Vorrichtung betrifft, die für den Benutzer
verfügbar
ist, wird die gemischte Media-Steuerungsnachricht
aufgerufen, wenn notwendig, um das sendende Ende über die Änderungen
zu informieren. Das sendende Ende passt sich dann an, falls erforderlich.
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Das
Kanal-ID-Konzept, das oben beschrieben wird, hat wahrscheinlich
eine Anwendung für
bestimmte Aspekte des Vorsehens einer Zusammenarbeit zwischen festen
und symbiotischen Netzwerken.
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Wenn
auf einer Endvorrichtung ein zuverlässiges Übertragungs- und Überlastungs-Steuerungs-Protokoll
läuft,
könnte
eine Verbesserung, die vorgesehen werden könnte, sein, eine Übergabeintelligenz
vorzusehen. Im Wesentlichen, wenn eine Endvorrichtung erfasst, dass
eine Übergabe
aufgerufen wird, informiert es das andere Ende, um eine Übertragung
zu suspendieren. Sobald die Übergabe abgeschlossen
ist, würde
es dann angewiesen, die Übertragung
wieder aufzunehmen. Dies würde
einen Paketverlust aufgrund von Übergabeungewissheiten minimieren
und somit nicht notwendige erneute Übertragungen vermeiden.
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Wenn
nach einer Übergabe
zwischen Basisstationen es notwendig ist (aus welchen Gründen auch
immer), den Punkt in dem Netzwerk zu finden, an dem die ursprüngliche
Route und die neue Route auseinander gehen, kann das folgende Verfahren
unterstützt
werden. Bei Information über
die neue IP-Adresse zur Verwendung, kann die entfernte Basisstation
ein Route-Divergenz-Steuerungspaket an diese Adresse senden. Dieses
Steuerungspaket würde
die alte IP-Adresse enthalten und an jedem Netzwerkknoten würde eine
Routen-Suche für
sowohl die alte als auch die neue IP-Adressen ausgeführt. Wenn die „nächster Sprung
(next hop)"-IP-Adresse
dieselbe für
beide Adressen ist, dann wird das Route-Divergenzpunkt-Steuerungspaket
an den folgenden Netzwerkknoten auf üblichem Weg weitergeleitet.
Dieses Verfahren gehet Knoten nach Knoten weiter, bis die alte und
die neue IP-Adresse unterschiedliche „nächster Sprung"-Adressen ergeben.
Dieser Unterschied identifiziert den Netzwerkknoten, an dem die ursprüngliche
Route und die neue Route auseinander gehen. Ein bestimmter Kontext,
der ein solches Merkmal benötigen
kann, ist eine Dienstqualitäts-Unterstützung. Zum
Beispiel wenn angenommen wird, dass zwei Endvorrichtungen über einen
Kommunikationskanal mit reservierter Bandbreite kommunizieren, dann
muss, wenn eine dieser Vorrichtungen Basisstationen wechselt, die
Bandbreiten-Reservierung modifiziert
werden. Eine Weise, dies zu erreichen, ist den Route-Divergenz-Punkt
zu ermitteln und dann eine „Bandbreite abbrechen"-Nachricht entlang
der alten Route zu senden und eine Bandbreite-Reservierungs-Nachricht
entlang der neuen Route.
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Während eine
Vielzahl von spezifischen Ausführungsbeispielen
beschrieben wurde, sollte offensichtlich sein, dass diese nur auf
beispielhafte Weise sind und dass verschiedene Modifikationen gemacht werden
können,
ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen, die in den angefügten Ansprüchen definiert
ist. Spezifisch, während
das beschriebene Ausführungsbeispiel
eine Verbindung zwischen einer Endvorrichtung, die mit einer ersten
Basisstation verbunden ist, und einer anderen Endvorrichtung betrifft,
die mit einer anderen Basisstation verbunden ist, ist es die einfachste
Form, ermöglicht
die Erfindung eine Verbindung zwischen zwei Endvorrichtungen, die
jeweils mit der selben Basisstation verbunden sind. Ferner ist das
Konzept einer „Endvorrichtung" nicht begrenzt auf
Client-Vorrichtungen,
wie Laptop oder Personalcomputer (obgleich die Erfindung besondere
Verwendung bei solchen Vorrichtungen findet). Die Endvorrichtungen
können
stattdessen Server-Vorrichtungen, Hubs oder andere Router-Vorrichtungen
sein.