DE69932229T2

DE69932229T2 - Aktualisierung des leitweglenkungsgebietes in einem paketfunknetz

Info

Publication number: DE69932229T2
Application number: DE69932229T
Authority: DE
Inventors: Mika Forssell; Mikko Puuskari
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Conversant Wireless Licensing SARL
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1999-02-11
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2019-02-12
Also published as: WO1999041926A2; US6870820B1; FI980340A; ZA991134B; CA2317448A1; AU2426499A; ATE332615T1; JP2006320025A; WO1999041926A8; CN1290464A; CN101052008A; DK1050176T3; EP1050176A2; PT1050176E; DE69932229D1; CN100362895C; EP1050176B1; CN101052008B; ES2267245T3; FI980340A0

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Übertragen von Daten in einem Paketfunknetzwerk an eine Mobilstation, die eine Routingbereichsaktualisierung durchführt. Im Wege eines konkreten Beispiels wird die Erfindung unter Bezug auf das GPRS-Netzwerk beschrieben, aber sie kann auch in anderen Mobilkommunikationssysteme angewendet werden.
Allgemeiner Paketfunkdienst (bzw. General Packet Radio Service, GPRS) ist ein neuer Dienst im GSM. Er ist einer der Gegenstände, die im GSM (Globales System für mobile Kommunikation bzw. Global System for Mobil Communication) der Phase 2+ beim ETSI (European Telecommunications Standard Institut) standardisiert wird. Die GPRS-Betriebsumgebung besteht aus einem oder mehreren Unternetzwerkdienstbereichen, die untereinander durch ein GPRS-Backbone-Netzwerk verbunden sind. Ein Unternetzwerk umfasst eine Anzahl von Paketdatendienstknoten, die hier GPRS-Unterstützungsknoten (oder Agenten) genannt werden und jeder von ihnen mit dem GSM Mobilnetzwerk verbunden sind, sodass er Paketdatendienst für mobile Datenendgeräte über mehrere Basisstationen, das heißt Zellen, zur Verfügung stellen kann. Ein Zwischenmobilnetzwerk stellt leitungsvermittelte oder paketvermittelte Datenübertragung zwischen einem Unterstützungsknoten und dem mobilen Datenendgerät zur Verfügung. Verschiedene Unternetzwerke wiederum sind mit einem externen Datennetzwerk, zum Beispiel einem öffentlich vermittelten Paketdatennetzwerk (bzw. Public Switched Packet Data Network, PSPDN) verbunden. Der GPRS-Dienst kann so mit dem GSM-Netzwerk, das als Zugriffsnetzwerk fungiert, zum Durchführen von Paketdatenübertragung zwischen mobilen Datenendgeräten und externen Datennetzen verwendet werden. Eines der Merkmale des GPRS-Dienstnetzwerks besteht darin, das es immer unabhängig vom GSM-Netzwerk arbeitet bzw. funktioniert. Eine der Voraussetzungen, die für den GPRS-Dienst gesetzt wurden, besteht darin, dass es zusammen mit verschiedenen Typen externer PSPDN-Netzwerke funktionieren muss, wie zum Beispiel dem Internet und X.25 Netzwerken. Mit anderen Worten der GPRS-Dienst und das GSM-Netzwerk sollten in der Lage sein, alle Nutzer unabhängig vom Typ des Datennetzwerks zu bedienen, mit dem sie über das GSM-Netzwerk verbunden werden wollen. Dies bedeutet, dass das GSM-Netzwerk und der GPRS-Dienst unterschiedliche Netzwerkadressierungsverfahren und Datenpaketformate unterstützen und verarbeiten müssen. Die Datenpaketverarbeitung umfasst außerdem Routing von Paketen in einem Paketnetzwerk. Zusätzlich sollten Nutzer in der Lage sein, von ihrem GPRS-Heimnetzwerk in einem gesuchten GPRS-Netzwerk zu roamen bzw. zu wandern.
1 veranschaulicht eine typische Anordnung in einem GPRS-Netzwerk. Die Architektur der GPRS-Netzwerke ist nicht so ausgereift wie die der GSM-Netzwerke. Alle GPRS-Begriffe sollten daher als beschreibend und nicht als einschränkend verstanden werden. Eine typische Mobilstation, die ein mobiles Datenendgerät bildet, besteht aus einer Mobilstation MS in einem Mobilnetzwerk und einem tragbaren Computer PC, der mit der Datenschnittstelle der MS verbunden ist. Die Mobilstation kann zum Beispiel ein Nokia 2110 sein, das von der Nokia Mobil Phones Itd., Finnland, hergestellt wird. Mittels einer Nokia Zelldatenkarte des PCMCIA-Typs, die von Nokia Mobil Phone Ltd. Hergestellt wird, kann die Mobilstation mit jedem tragbaren Personal Computer PC, der einen PCMCIA-Kartensteckplatz besitzt, verbunden werden. Die PCMCIA-Karte stellt so den PC einen Zugriffspunkt zur Verfügung, der das Protokoll der Telekommunikationsanwendung, die im PC verwendet wird, unterstützt, wie zum Beispiel das CCITT X.25 Protokoll oder Internetprotokoll IP. Alternativ kann die Mobilstation direkt einen Zugriffspunkt zur Verfügung stellen, der das Protokoll, das von der PC-Anwendung verwendet wird, unterstützt. Weiter können eine Mobilstation 3 und ein PC 4 integriert werden, damit sie eine einzige Einheit bilden, in der die Anwendung mit einem Zugriffspunkt zur Verfügung gestellt wird, der das durch sie verwendete Protokoll unterstützt. Ein Beispiel für eine derartige Mobilstation mit einem integrierten Computer ist ein Nokia Communicator 9000, der von Nokia Mobil Phones Ltd., Finnland hergestellt wird.
Netzwerkelemente BSC und MSC sind seit kurzem von einem typischen GSM-Netzwerk bekannt. Die Anordnung der 1 umfasst einen separaten bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten (bzw. Serving GPRS Support Node, SGSN). Der Unterstützungsknoten steuert bestimmte Operationen des Paketfunkdienstes auf der Netzwerkseite. Die Operationen schließen Ein- und Ausloggen bzw. – buchen des Systems durch die Mobilstationen MS, Routingbereichsaktualisierungen durch Mobilstationen MS und Datenpaketrouting zu richtigen Zielen ein. In der vorliegenden Anmeldung sollte der Begriff „Daten" in einem weiten Sinn verstanden werden, der sich auf jede beliebige Information, die zu/von einem Endgerät in einem digitalen Telekommunikationssystem übertragen werden, beziehen. Die Informationen können umfassen Sprache codiert in digitaler Form, Datenkommunikation zwischen Computern, Telefaxdaten, kurze Abschnitte von Programmcode, und so weiter. Informationen außerhalb der Datenübertragung, zum Beispiel Teilnehmerdaten und darauf bezogene Anfragen, Routingbereichsaktualisierungen und so weiter werden Signalisierung genannt. Der SGSN-Knoten kann an einer Basisstation BTS, an einer Basisstationssteuerung (bzw. Base Station Controller) BSC oder einer mobilen Vermittlungszentrale (Mobile Switching Centre) MSC angeordnet sein oder er kann separat von all diesen Elementen sein. Die Schnittstelle zwischen dem SGSN-Knoten und der Basisstationsteuerung BSC wird eine GB-Schnittstelle genannt. Ein Bereich, der von einer Basisstationsteuerung BSC verwaltet wird, wird ein Basisstationsuntersystem (bzw. Base Station Subsystem) BSS genannt.
Das mobile Zwischennetzwerk stellt paketvermittelte Datenübertragung zwischen einem Unterstützungsknoten und einer mobilen Datenendgeräteausstattung zur Verfügung. Verschiedene Unternetzwerke wiederum sind mit einem externen Datennetzwerk, zum Beispiel mit einem PSPDN, über einen bestimmten Netzwerkübergang bzw. Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten (bzw. Gateway GPRS Support Node) GGSN verbunden. So wird Paketdatenübertragung zwischen mobilen Datenendgeräten und externen Datennetzwerken mittels des GPRS-Diensts durchgeführt, wobei das GSM-Netzwerk als ein Zugriffsnetzwerk fungiert. Alternativ kann der Gateway-Knoten GGSN durch einen Router ersetzt werden. Im Folgenden soll der Begriff „Gateway-Knoten GGSN" auch verstanden werden, dass er sich auf eine Struktur bezieht, in der der Gateway durch einen Router ersetzt worden ist.
In 1 umfasst das mit dem GSM-Netzwerk: verbundene GPRS-Netzwerk eine Anzahl bedienender GPRS-Unterstützungsknoten SGSN und einen Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten GGSN. Die verschiedenen Unterstützungsknoten SGSN und GGSN sind untereinander über ein Betreiberinternes- bzw. Intra- Betreiber-Backbone-Netzwerk verbunden. Es sollte verstanden werden, dass ein GPRS-Netzwerk eine beliebige Anzahl von Unterstützungsknoten SGSN und Gateway-Knoten GGSN umfassen kann.
Jeder Unterstützungsknoten SGSN verwaltet einen Paketdatendienst im Bereich eines oder mehrerer Knoten in einem zellularen bzw. zellenartigen Paketfunknetzwerk. Um dies zu erreichen, ist jeder Unterstützungsknoten mit einem bestimmten lokalen Teil des GSM-Systems verbunden, typischerweise mit einer Vermittlungszentrale für mobile Dienste (bzw. Mobile Services Switching Centre), aber in manchen Situationen kann es bevorzugt sein, ihn direkt mit einem Basisstationsuntersystem BSS zu verbinden, das heißt mit einer Basisstationsteuerung BSC oder einer Basisstation BTS. Eine Mobilstation MS in einer Zelle kommuniziert mit einer Basisstation BTS über eine Funkschnittstelle und weiter durch ein Mobilnetzwerk mit dem Unterstützungsknoten SGSN, zu dessen Dienstbereich die Zelle gehört. Im Prinzip überträgt das Mobilnetzwerk zwischen den Unterstützungsknoten SGSN und der Mobilstation MS nur Pakete zwischen diesen beiden. Für diesen Zweck kann das mobile Netzwerk entweder einer leitungsvermittelte oder eine paketvermittelte Datenpaketübertragung zwischen einer Mobilstation MS und einem bedienenden Unterstützungsknoten SGSN anbieten. Ein Beispiel für eine leitungsvermittelte Verbindung zwischen einer Mobilstation MS und einem Agenten ist in WO-A-95/20283 dargestellt. Ein Beispiel für eine paketvermittelte Datenübertragung zwischen einer Mobilstation MS und einem Agenten ist in FI 940314 dargestellt. Es ist jedoch anzumerken, dass ein Mobilnetzwerk nur eine physikalische Verbindung zwischen einer Mobilstation MS und einem Unterstützungsknoten SGSN zur Verfügung stellt und dass seine genaue Funktion und Struktur für die Erfindung nicht relevant sind.
Ein betreiberinternes Backbone-Netzwerk 11, das einen SGSN und einen GGSN eines Betreibers untereinander verbindet, kann zum Beispiel durch ein örtliches Bereichsnetzwerk (bzw. Local Area Network) umgesetzt werden. Es ist anzumerken, dass ein GPRS-Netzwerk eines Betreibers auch ohne ein Intra-Betreiber-Backbone-Netzwerk, zum Beispiel mittels Implementierung aller Merkmale in einem einzigen Computer, umgesetzt werden kann, dies aber keine Änderungen in den Prinzipien für den Anrufaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung verursacht.
Ein Gateway-GPRS-Knoten GGSN verbindet ein GPRS-Netzwerk eines Betreibers mit GPRS-Netzwerken anderer Betreiber und mit Datennetzwerken wie zum Beispiel einem Zwischenbetreiber- bzw. Inter-Betreiber-Backbone-Netzwerk 12 oder einem IP-Netzwerk. Eine Zusammenarbeitsfunktion (bzw. Inter Working Function) IWF kann zwischen dem Gateway-Knoten und den anderen Netzwerken eingerichtet sein, aber gewöhnlich ist der GGSN gleichzeitig die IWF. Das Inter-Betreiber-Backbone-Netzwerk 12 ist eines, über bzw. durch das die Gateway-Knoten GGSN von verschiedenen Betreibern miteinander kommunizieren können. Die Kommunikation wird benötigt, um GPRS-Roaming zwischen den verschiedenen GPRS-Netzwerken zu unterstützen.
Der Gateway-Knoten GGSN wird auch zum Speichern der Informationen über den Aufenthaltsort der GPRS-Mobilstationen verwendet. Der GGSN routet auch mobil ankommende (mobil-terminated, MT) Datenpakete. Der GGSN enthält außerdem eine Datenbank, die die Netzwerkadressen der Mobilstationen in einem IP oder einem X.25 Netzwerk (oder gleichzeitig in mehreren als einem Netzwerk) mit der Mobilstationskennung in einem GPRS-Netzwerk zuordnet. Wenn die Mobilstation innerhalb des Bereichs eines Unterstützungsknotens GGSN von einer Zelle zu einer anderen roamt bzw. wandert, wird eine Routingbereichsaktualisierung nur im Unterstützungsknoten SGSN benötigt und der Gateway-Knoten GGSN braucht über die Änderung des Routingbereichs nicht informiert zu werden. Wenn die Mobilstation von einer Zelle eines Unterstützungsknotens SGSN zu einer Zelle eines anderen SGSN innerhalb eines Bereichs desselben oder eines anderes Betreibers roamt bzw. wandert, wird eine Aktualisierung auch im (Heimat bzw. Home) Gateway-Knoten GGSN durchgeführt, um so die Kennung des neuen, besuchten Unterstützungsknoten und die Kennung der Mobilstation zu speichern.
Ein Heimatortsregister (bzw. Home Location Register) HLR wird auch zum Authentisieren von Teilnehmern zu Beginn einer GPRS-Sitzung bzw. -Session verwendet. Es enthält eine Definition zwischen PDP (Paketdatenprotokoll bzw. Packet Data Protocol)-Adresse (Adressen) eines Teilnehmers und der IMSI (Internationalen Kennung eines mobilen Teilnehmers bzw. International Mobil Subscriber Identity) des Teilnehmers. In einem GSM-Netzwerk wird ein Teilnehmer basierend auf der IMSI identifiziert. In 1 ist das HLR über ein SS7 (Signali sierungssystem 7) zum Beispiel mit einer Mobilvermittlungszentrale MSC und einem Intra-Betreiber-Backbone-Netzwerk verbunden. Zwischen den SS7 Signalisierungssystem und dem Intra-Betreiber-Backbone-Netzwerk kann es eine direkte Verbindung oder einen SS7-Gateway-Knoten geben. Im Prinzip kann das HLR paketvermittelte Nachrichten mit jedem GPRS-Knoten austauschen. Das Kommunikationsverfahren des HLR und seine Verbindung zum GPRS-Netzwerk sind jedoch für die Erfindung nicht wesentlich.
Wenn Paketdaten an eine Mobilstation gesendet werden, werden die Daten zum richtigen GSM-Netzwerk über den Gateway-Knoten GGSN zum Unterstützungsknoten SGSN geroutet bzw. geleitet, in dem der Aufenthaltsort der Mobilstation bekannt ist. Falls sich die Mobilstation im Stand-by-Modus befindet, ist ihr Aufenthaltsort mit der Genauigkeit eines Routingbereichs (bzw. Routing Area, RA) bekannt. Entsprechend ist, falls die Mobilstation sich im Ready- bzw. Bereit-Modus befindet, ihr Aufenthaltsort mit der Genauigkeit einer Zelle bekannt.
2 zeigt die mit einer Routingbereichsaktualisierung verbundene Signalisierung. Zeitlich läuft der Vorgang von oben in Richtung nach unten ab. Im Schritt 2-0 empfängt die Mobilstation MS Daten über den Gateway-Knoten GGSN und einen erster Unterstützungsknoten SGSN₁. Als nächstes bewegt sich die Mobilstation MS vom Bereich des ersten (zum Beispiel dem alten) Unterstützungsknotens SGSN₁ zum Bereich eines zweiten (d. h. eines neuen) Unterstützungsknotens SGSN₂. In Schritt 2-1 sendet sie an den neuen Unterstützungsknoten SGSN₂ eine ROUTINGBEREICHAKTUALISIERUNGSANFORERUNG bzw. ROUTING AREA UPDATE REQUEST (RU Request). In Schritt 2-2 sendet der neue Unterstützungsknoten SGSN₂ an den alten Unterstützungsknoten SGSN₁ eine SGSN-Kontextanforderungsnachricht (bzw. SGSN CONTEXT REQUEST-Nachricht), die eine Kontaktinformationen eines mobilen Teilnehmers vom SGSN₁ anfordert, d. h. welche als Kontextdaten bekannt sind. In Schritt 2-3 sendet der alte Unterstützungsknoten Daten aus seinem Speicher über den neuen Unterstützungsknoten an die Mobilstation. Dieser Schritt wird im größeren Detail in der Problembeschreibung beschrieben.
In Schritt 2-4 sendet der SGSN₁ die angeforderten PDP-Kontextdaten. In Schritt 2-5 sendet der neue SGSN₂ an den Gateway-Knoten GGSN so viele AKTUALI SIERE PDP-KONTEXT-ANFORDERUNGSNACHRICHTEN (bzw. UPDATE PDP CONTEXT REQUEST-Nachrichten) wie es aktive Verbindungen zu der betroffenen Mobilstation gibt. Die Anzahl ist angedeutet durch n. In Schritt 2-6 antwortet der GGSN durch senden von n Bestätigungen. In Schritt 2-7 sendet der neue SGSN₂ an das Heimatortsregister HLR eine Routingbereichsaktualisierungsnachricht AKTUALISIERE GPRS-AUFENTHALTSORT (bzw. UPDATE GPRS LOCA-TION). In Schritt 2-8 löscht das Heimatortsregister HLR die Teilnehmerdaten der Mobilstation MS im alten Unterstützungsknoten SGSN₁. Schritt 2-9 beinhaltet eine entsprechende Bestätigung. In Schritt 2-10 sendet das HLR die Teilnehmerdaten der Mobilstation in einer Nachricht FÜGE TEILNEHMERDATEN EIN (bzw. INSERT SUBCRIBER DATA). Schritte 2-11 bis 2-15 sind Annahmemitteilungen und Bestätigungen für vorhergehend gesendete Nachrichten.
Die ETSI (European Telecommunications Standard Institut) GPRS-Empfehlung 09.60 (Version 5.0) stellt fest, dass der alte Unterstützungsknoten SGSN₁ Datenpakete, die einem PDP-Kontext eines Teilnehmers zugeordnet sind, nachdem er die Kontextdaten (Nachricht 2-4) von den neuen Unterstützungsknoten gesendet hat, senden muss. Die Empfehlung stellt außerdem fest, dass sobald der neue Unterstützungsknoten Datenpakete, die einem unbekannten PDP-Kontext zugeordnet sind, empfängt, der neue Unterstützungsknoten eine Fehlernachricht an den alten Unterstützungsknoten senden muss.
Ein Problem tritt in der obigen Anordnung des Standes der Technik auf, wenn die Nachricht, die die PDP-Kontextdaten des Schritts 2-4 enthält, unterwegs verzögert wird oder nicht gesendet wird, bis der alte Unterstützungsknoten SGSN₁ bereits Daten an den neuen Unterstützungsknoten SGSN₂ gesendet hat. Der Datenstrom 2-2 (unterteilt in Teilschritte 2-3a, 2-3c und 2-3d) in 2 zeigt eine derartige Situation. In Schritt 2-3a empfängt der alte Unterstützungsknoten SGSN₁ Daten, die an eine Mobilstation MS adressiert sind, und in Schritt 2-3c sendet er Daten, die in seinem Speicher gespeichert sind und an die Mobilstation MS adressiert sind, an den neuen Unterstützungsknoten SGSN₂, der die Daten an die Mobilstation MS (wie Schritt 2-3d zeigt) weiterleiten soll. In Realität ist dies jedoch nicht der Fall, da zu diesem Zeitpunkt der neue Unterstützungsknoten SGSN₂ die Kontextdaten über die Mobilstation noch nicht empfangen hat. Mit anderen Worten der SGSN₂ weiß nicht, was mit den Datenpaketen zu tun ist.
Ein paralleles Problem tritt auf, wenn das Tunnelprotokoll GTP (GPRS Tunnel Protokoll bzw. GPRS Tunneling Protocol) des neuen Unterstützungsknoten die Nachricht, die in Schritt 2-4 präsentiert wurde und Teilnehmerkontextdaten enthält, an eine MM-Einheit (Mobilitätsverwaltung bzw. Mobility Management) des Unterstützungsknoten SGSN₂ zur weiteren Verarbeitung weiterleitet. Der Zweck dieser Operation besteht für die MM-Einheit darin, dass GTP aufzufordern, entsprechende Maßnahmen zu ergreifen, falls der Teilnehmer aktive PDP-Kontexte besitzt, d. h. die erforderlichen Tunnel zur Verfügung zu stellen. Falls Datenpakete unmittelbar der Nachricht des Schritts 2-4 folgen, erkennt der SGSN₂ in diesem Fall den PDP-Kontext, dem die Datenpakete zugeordnet sind, auch nicht. US-Patent 4,989,204 von Shimitzu et al. stellt eine andere Lösung für analoge Probleme zur Verfügung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Ausstattung zum Umsetzen des Verfahrens bereit zu stellen, um die obigen Probleme zu lösen. Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein Verfahren und eine Anordnung erreicht, die gekennzeichnet sind durch das, was in den unabhängigen Ansprüchen offenbart ist. Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen offenbart.
Eine nahe liegende Lösung würde sein, Datenpakete in einem neuen Unterstützungsknoten zwischenzuspeichern, aber ein Unterstützungsknoten wird es schwer haben, Teilnehmerdaten über deren tatsächlichen Eigentümer er keine Kenntnis hat zwischen zu speichern. Einfaches Datenzwischenspeichern in einem neuen Unterstützungsknoten würde die folgenden Probleme hervorrufen: Gemäß einer Kette von Ereignissen empfängt ein neuer Unterstützungsknoten Datenpakete, die einem unbekannten PDP-Kontext zugeordnet sind. Der neue Unterstützungsknoten verwirft die Datenpakete und sendet eine Fehlernachricht an den alten Unterstützungsknoten (der die Datenpakete gesandt hat). Die Fehlernachricht führt dazu, dass der PDP-Kontext aus den Registern des alten Unterstützungsknoten gelöscht wird. Als eine Folge davon wird die dem Kontext zugeordnete Tunneln beendet. Falls der neue Unterstützungsknoten die Kon textanforderung (Nachricht 2-2) erneut sendet, fügt der alte Unterstützungsknoten in der Antwortnachricht 2-4 den gelöschten PDP-Kontext nicht ein und so hat der neue Unterstützungsknoten keine Kenntnis über die aktiven Kontexte des Teilnehmers. Alternativ wird der gelöschte PDP-Kontext in die Antwortnachricht eingefügt, aber es wird keine Tunneln durchgeführt.
Gemäß einer anderen Ereigniskette tunnelt der Gateway-Knoten GSN mobil ankommende Datenpakete zum alten Unterstützungsknoten. Falls der alte Unterstützungsknoten Datenpakete empfängt, die einem unbekannten (kürzlich gelöschten) PDP-Kontext zugeordnet sind, sendet er eine Fehlernachricht an den Gateway-Knoten. Nachdem er die Fehlernachricht empfangen hat, löscht der Gateway-Knoten den PDP-Kontext aus seinen Registern. Falls der Gateway-Knoten nicht gerade mobil ankommende Pakete in dem Moment sendet, in dem der Routingbereich zwischen den Unterstützungsknoten gerade aktualisiert wird, nimmt der Gateway-Knoten an, dass der PDP-Kontext aktiv ist, selbst wenn er aus dem Unterstützungsknoten gelöscht wurde.
Die Erfindung basiert vor allem auf Erkennen eine Unzulänglichkeit in der GPRS-Empfehlung 09.60. Die Erfindung basiert außerdem auf Ergänzung der Funktionalität des Unterstützungsknotens SGSN wie folgt. Gemäß der Erfindung wird eine Bedingung festgelegt, auf deren Erfüllung hin es zumindest wahrscheinlich ist, dass der zweite (neue) Unterstützungsknoten SGSN₂ die Kontextdaten der Mobilstation zu seiner Verfügung hat. Wenn der Routingbereich aktualisiert wird, verzögert wenigstens ein Unterstützungsknoten (SGSN₁ oder SGSN₂) Datenübertragung bis die Bedingung erfüllt ist.
Der Umstand, dass es zumindest wahrscheinlich ist, dass der zweite Unterstützungsknoten SGSN₂ die Kontextdaten der Mobilstation zu seiner eigenen Verfügung hat, kann auf verschiedenen Wegen erreicht werden. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wenn der Aufenthaltsort einer Mobilstation vom alten Unterstützungsknoten zu einem neuen Unterstützungsknoten aktualisiert wird und der alte Unterstützungsknoten die Kontextdaten der Mobilstation an den neuen Unterstützungsknoten gesendet hat, wartet der alte Unterstützungsknoten für eine vorherbestimmte Zeitdauer bis er an den neuen Unterstützungsknoten Datenpakete sendet, die an die betroffene Mobilstation adressiert sind. Die vorherbestimmte Wartezeit ist genügend lang, um es zumindest sehr wahrscheinlich zu machen, dass die Kontextdaten Zeit hatten, um den neuen Unterstützungsknoten zu erreichen und dass der Knoten Zeit hatte, auf diese zu reagieren (Erzeugen benötigter Tunnel etc.).
Gemäß einer Alternative, ist die Wartezeit eine feste, empirische Zeitdauer, zum Beispiel in der Größenordnung von zwei Sekunden. Die Wartezeit dient dazu sicherzustellen, dass der neue Unterstützungsknoten Zeit hat, um die Anforderung der Kontextdaten (Nachricht 2-2) erneut zu senden, falls die erste Nachricht unterwegs verschwindet. Ähnlich sendet der alte Unterstützungsknoten Datenpakete im Wesentlichen nicht gleichzeitig mit Kontextdaten, sodass Datenpakete Kontextdaten, die unterwegs sind, nicht überholen können. Es ist vernünftig, die Wartezeit abhängig von der Dienstqualität (bzw. Quality of Service, QoA) zu machen, sodass die Zeit kürzer bei höheren Dienstqualitäten, zum Beispiel bei 0,5 sek., ist.
Gemäß einer bevorzugten Alternative informiert der neue Unterstützungsknoten den alten Unterstützungsknoten über die Wartezeit bevorzugt in derselben Nachricht, in der er die Kontextdaten vom alten Unterstützungsknoten anfordert. Dies deshalb, weil der neue Unterstützungsknoten besser weiß, wie sein Übertragungswiederholungszeitgeber bzw. Timer für die Übertragungswiederholung eingestellt wurde. Der am besten geeignete Wert für die Wartezeit ist geringfügig länger, als die Zeit, die für den Übertragungswiederholungszeitgeber eingestellt ist. Alternativ kann der neue Unterstützungsknoten natürlich die eingestellte Zeit für seinen Übertragungswiederholungszeitgeber veröffentlichen, wobei der alte Unterstützungsknoten eine kleine Marge dazu addieren würde.
Gemäß einer anderen Alternative ist die vorherbestimmte Wartezeit nicht fest, aber der alte Unterstützungsknoten wartet auf eine Bestätigung vom neuen Unterstützungsknoten, d. h. eine Bestätigung, dass der neue Unterstützungsknoten die Kontextdaten, die er angefordert hat, empfangen hat. Der alte Unterstützungsknoten sendet keine an die Mobilstation adressierten Datenpakete an den neuen Unterstützungsknoten bis er diese Bestätigung empfangen hat. In diesem Fall ist es für den neuen Unterstützungsknoten nicht wahrscheinlich, sondern sicher, dass er die Kontextdaten der Mobilstation zu seiner eigenen Verfügung hat.
Ein Vorteil der zweiten Alternative besteht zum Beispiel darin, dass es keine derartigen Verzögerungen, wie sie im ersten Ausführungsbeispiel dargestellt waren, in Verbindung mit einer Routingbereichsaktualisierung gibt, da normalerweise der neue Unterstützungsknoten eine Bestätigung nahezu sofort sendet. Jedoch ist ein geringfügiger Nachteil eine extra Bestätigungsnachricht und die durch sie verursachte erhöhte Signalisierungslast.
Ein weiterer Vorteil der zweiten Alternative besteht darin, dass sie das Problem selbst in dem Fall lösen wird, in dem eine Nachricht, die in Schritt 2-4 gesendet wurde und Kontextdaten enthält, unterwegs verschwinden sollte. Selbst in diesem Fall ist der neue Unterstützungsknoten SGSN₂ im Stand der Technik nicht in der Lage, Paketdaten, die an den betroffenen Teilnehmer adressiert sind, zu empfangen, da er keine Vorstellung davon hat, was er mit den Datenpaketen machen soll. Gemäß einer vorteilhaften Alternative eines zweiten Ausführungsbeispiels wartet der SGSN₁ auf die Bestätigungsnachricht für eine bestimmte maximale Zeitdauer und sendet dann die Kontextdaten erneut.
Gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel verzögert der zweite, d. h. der neue Unterstützungsknoten Datenübertragung. Die folgende Anordnung findet in dem neuen Unterstützungsknoten statt. Wenn der neue Unterstützungsknoten (besonders seine GDP-Einheit) Datenpakete empfängt, die nicht irgendeinem PDP-Kontext zugeordnet sind, verwirft der Unterstützungsknoten die empfangenen Datenpakete nicht, sondern speichert sie und überprüft, ob eine Routingbereichsaktualisierung sich zwischen Unterstützungsknoten im Unterstützungsknoten im Gange ist. Sollte wenigstens eine solche Routingbereichsaktualisierung im Gange sein, speichert der neue Unterstützungsknoten die empfangenen und folgenden Datenpakete, die nicht mit irgendeinem PDP-Kontext zugeordnet sind. Diese Datenpakete können entweder einem temporären Kontext zugeordnet werden oder im Speicher gespeichert werden, aus dem sie abgerufen werden, sobald die laufende Routingbereichsaktualisierung beendet worden ist.
Falls keine Routingbereichsaktualisierung zwischen Unterstützungsknoten im Gange im Unterstützungsknoten ist, folgt der Unterstützungsknoten der Prozedur des Standes der Technik, d. h. er verwirft die Datenpakete und sendet eine Fehlernachricht an den Unterstützungsknoten, der die Pakete gesendet hat.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird im Folgenden im größeren Detail zusammen mit bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
1 die Architektur eines Paketfunknetzwerkes zeigt;
2 eine Signalisierung zeigt, die mit Routingbereichverwaltung gemäß dem Stand der Technik in Beziehung steht.
3 u. 4 Signalisierungen zeigen, die mit Routingbereichverwaltung gemäß den unterschiedlichen Alternativen eines ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Beziehung stehen; und
5 ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung ist.
DETAILIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
3 zeigt Signalisierung, die mit einer Routingbereichsverwaltung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in Beziehung steht. In diesem Fall sind die anderen Schritte dieselben wie im Zusammenhang mit 2 beschrieben, aber Schritte 2-3a bis 2-3d (Datenübertragung über den alten Unterstützungsknoten SGSN₁) wurde ersetzt durch 3-3a bis 3-3d. Schritt 3-3a entspricht Schritt 2-3a. In diesem Schritt empfängt der SGSN₁ Datenpakete, die an eine Mobilstation adressiert sind. In Schritt 3-3b wartet der SGSN₂ für eine feste Zeitdauer (die bevorzugt von der Dienstqualität der Verbindung abhängt). Nach der Wartezeit, in Schritt 3-3c sendet der SGSN₁ die Datenpakete in seinem Speicher an den SGSN₂, der sie an die Mobilstation MS in Schritt 3-3d weiterleitet. Danach weist das Ausführungsbeispiel, das in 3 gezeigt ist, die Schritte 2-5 bis 2-15 auf, aber diese werden nicht gezeigt noch erneut beschrieben.
4 zeigt Signalisierung, die mit Routingbereichsverwaltung gemäß einer alternativen Umsetzung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Beziehung steht. In diesem Fall sind auch die Schritte, die nicht separat beschrieben werden (2-0 bis 2-2 und 2-5 bis 2-15), dieselben wie im Stand der Technik, 2. Schritte 2-3a bis 2-3d (Datenübertragung über den alten Unterstützungsknoten SGSN₁) wurde ersetzt durch Schritte 4-3a bis 4-3d. In Schritt 4-3a empfängt der SGSN₁ Datenpakete, die an eine Mobilstation adressiert sind. In Schritt 4-3d wartet der alte SGSN₁ auf eine Bestätigungsnachricht, die durch den neuen SGSN₂ in Schritt 4-4' gesendet wird und hier SGSN Kontextbestätigung (bzw. CONTEXT ACKNOWLEDGE) genannt wird. In Schritt 4-3c sendet der alte SGSN₁ die Datenpakete in seinen Speicher an den neuen SGSN₂, der sie an die Mobilstation MS in Schritt 4-3d weiterleitet.
5 ist ein Flussdiagramm eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. In Schritt 50 empfängt der neue Unterstützungsknoten SGSN₂ (und besonders seine GTP-Einheit) Datenpakete, die keinem PDP-Kontext zugeordnet sind. In Schritt 51 überprüft der Unterstützungsknoten, ob eine Routingbereichsaktualisierung zwischen Unterstützungsknoten im Gange ist. Wenn es so ist, ordnet der Unterstützungsknoten in Schritt 53 die Pakete einem temporären Kontext zu. Wenn in Schritt 54 festgestellt wird, dass die Routingbereichsaktualisierung abgeschlossen wurde, geht der Vorgang weiter zu Schritt 55, in dem der SGSN₂ die Pakete an den Empfänger sendet. Falls in Schritt 51 festgestellt wird, dass keine Routingbereichsaktualisierung zwischen Unterstützungsknoten sich in Bearbeitung befindet, geht der Vorgang weiter zu Schritt 52, in dem die Paket verworfen werden und eine Fehlermeldung an den Sender der Pakete gesendet wird.
Es ist offensichtlich für einen Fachmann, dass wie die Technologie fortschreitet, das erfinderische Konzept auf verschiedene unterschiedliche Weisen umgesetzt werden kann. Daher sind die Erfindung und ihre Ausführungsbeispiele nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern können innerhalb des Bereichs der Ansprüche variieren.

Claims

Verfahren zum Übertragen von Daten in einem Paketfunknetz zu einer Mobilstation (MS), die eine Routingbereichsaktualisierung durchführt, wobei das Netz zumindest einen ersten Unterstützungsknoten (SGSN₁) und einen zweiten Unterstützungsknoten (SGSN₂) aufweist; wobei in dem Verfahren das Paketfunknetz Daten (2-0, 2-3a) über den ersten Unterstützungsknoten (SGSN₁) zu der Mobilstation (MS) sendet; die Mobilstation (MS) eine Routingbereichsaktualisierungsnachricht (2-1) zu dem zweiten Unterstützungsknoten (SGSN₂) sendet, der eine Anfrage (2-2) nach den Kontextdaten (2-5) der Mobilstation des ersten Unterstützungsknoten zu dem ersten Unterstützungsknoten (SGSN₁) sendet; der erste Unterstützungsknoten aus seinem Speicher an eine Mobilstation adressierte Daten zu dem zweiten Unterstützungsknoten sendet (2-3c, 3-3c, 4-3c), dadurch gekennzeichnet, dass eine Bedingung definiert ist, bei deren Erfüllung es zumindest wahrscheinlich ist, dass der zweite Unterstützungsknoten (SGSN₂) die Kontextdaten der Mobilstation zu seiner Verfügung hat; dass beim Aktualisieren des Routingbereichs zumindest ein Unterstützungsknoten (SGSN₁, SGSN₂) die Datenübertragung bis zur Erfüllung der Bedingungen verzögert.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Unterstützungsknoten (SGSN₁) vor dem Senden von Daten zu dem zweiten Unterstützungsknoten (SGSN₂) eine vorbestimmte Zeitdauer (3-3b, 4-3b) wartet.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer (3-3b) zumindest für jede Dienstqualität fest ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Zeitdauer (3-3b), von der Dienstqualität der durch die Mobilstationen (MS) verwendeten Verbindung abhängig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die feste Zeitdauer durch den zweiten Unterstützungsknoten (SGSN2), der dem ersten Unterstützungsknoten (SGSN1) die Zeit mitteilt, die im Wesentlichen der Zeiteinstellung des Wiederholungsübertragungszeitgebers des zweiten Unterstützungsknotens entspricht, und durch einen der Unterstützungsknoten, der eine kleine Sicherheitsmarge zu dieser Zeit hinzufügt, bestimmt ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Datenübertragung zu dem zweiten Unterstützungsknoten (SGSN₂), der erste Unterstützungsknoten (SGSN₁) auf eine getrennte Bestätigungsnachricht (4-4') von dem zweiten Unterstützungsknoten wartet, wobei die getrennte Bestätigungsnachricht angibt, dass der zweite Unterstützungsknoten die Kontextdaten (2-4) der Mobilstation empfangen hat.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Unterstützungsknoten (SGSN₁) auf die Bestätigungsnachricht (4-4') für eine vorbestimmte maximale Zeitdauer wartet und die Kontextdaten wiederholt sendet, falls er die Bestätigungsnachricht nicht innerhalb dieser Zeit empfängt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: der zweite Unterstützungsknoten (SGSN₂), der Datenpakete empfängt, für die der zweite Unterstützungsknoten keinen PDP-Kontext zugeordnet hat, überprüft, ob eine Routingbereichsaktualisierung zwischen Unterstützungsknoten im Gange ist, und falls eine Routingbereichsaktualisierung zwischen Unterstützungsknoten im Gange ist, speichert der zweite Unterstützungsknoten (SGSN₂) die Datenpakete in einem Speicher, bis die Routingbereichsaktualisierung beendet ist, und sendet die Pakete dann an einen Empfänger.
Erster Unterstützungsknoten (SGSN₁) für ein Paketfunknetz, das einen zweiten Unterstützungsknoten (SGSN₂) aufweist, wobei der erste Unterstützungsknoten zum Unterstützen einer Datenübertragung in dem Paketfunknetz zu einer Mobilstation (MS), die eine Routingbereichsaktualisierung durchführt, ausgestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Unterstützungsknoten (SGSN₁) während einer Routingbereichsaktualisierung ausgestaltet ist zum Überwachen des Erfüllens einer Bedingung, die angibt, dass der zweite Unterstützungsknoten (SGSN₂) zumindest wahrscheinlich die Kontextdaten der Mobilstation zu seiner Verfügung hat; und zum Verzögern einer Datenübertragung bis die Bedingung erfüllt ist.
Zweiter Unterstützungsknoten (SGSN₂) für ein Paketfunknetz, dass einen ersten Unterstützungsknoten (SGSN₁) aufweist, wobei der erste Unterstützungsknoten zum Unterstützen einer Datenübertragung in dem Paketfunknetz zu einer Mobilstation (MS), die eine Routingbereichsaktualisierung durchführt, ausgestaltet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Unterstützungsknoten (SGSN₂) während einer Routingbereichsaktualisierung ausgestaltet ist zum Erfüllen einer Bedingung, die angibt, dass der zweite Unterstützungsknoten (SGSN₂) zumindest wahrscheinlich die Kontextdaten der Mobilstation zu seiner Verfügung hat; und zum Verzögern einer Datenübertragung bis die Bedingung erfüllt ist.