WO2003079706A1 - Method and communication system for connecting alternative access networks to a communication system, especially gprs/umts - Google Patents

Method and communication system for connecting alternative access networks to a communication system, especially gprs/umts Download PDF

Info

Publication number
WO2003079706A1
WO2003079706A1 PCT/DE2002/000990 DE0200990W WO03079706A1 WO 2003079706 A1 WO2003079706 A1 WO 2003079706A1 DE 0200990 W DE0200990 W DE 0200990W WO 03079706 A1 WO03079706 A1 WO 03079706A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
network
station
gprs
control device
ggsn
Prior art date
Application number
PCT/DE2002/000990
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Otto Janko
Mohammad Ali Memar
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Aktiengesellschaft filed Critical Siemens Aktiengesellschaft
Priority to AU2002257538A priority Critical patent/AU2002257538A1/en
Priority to PCT/DE2002/000990 priority patent/WO2003079706A1/en
Publication of WO2003079706A1 publication Critical patent/WO2003079706A1/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W8/00—Network data management
    • H04W8/02—Processing of mobility data, e.g. registration information at HLR [Home Location Register] or VLR [Visitor Location Register]; Transfer of mobility data, e.g. between HLR, VLR or external networks
    • H04W8/08—Mobility data transfer
    • H04W8/12—Mobility data transfer between location registers or mobility servers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W36/00—Hand-off or reselection arrangements
    • H04W36/14—Reselecting a network or an air interface
    • H04W36/144—Reselecting a network or an air interface over a different radio air interface technology
    • H04W36/1446—Reselecting a network or an air interface over a different radio air interface technology wherein at least one of the networks is unlicensed

Definitions

  • the invention relates to a method for connecting alternative access networks to a communication system, in particular according to GPRS or UMTS, with the generic features of patent claim 1 and a communication system for carrying out such a method.
  • GSM Global System for Mobile communication
  • UMTS Universal Mobile Telecommunications System
  • subsystems for transmitting data packets are also known, such as the general packet data radio service GPRS (General Packet Radio Service).
  • GPRS General Packet Radio Service
  • LAN Local Area Network
  • hosts access the data network freely or with only slight access restrictions in order to be able to communicate via it.
  • data networks which also include radio-based data networks, for example LAN (ireless local area network) with radio interfaces between a subscriber-side station and a network-side access point, are preferred because of their license-free nature of their frequency bands and can be found, for example, in so-called "hot spots", such as airports, hotels or the campus of large companies.
  • WLAN radio interfaces
  • IP Internet protocol
  • data networks in particular also local data networks (LAN) and radio-based local data networks (WLAN).
  • LAN local data networks
  • WLAN radio-based local data networks
  • Internet connections via corresponding interfaces are also known, which are provided in the mobile radio communication systems and enable access to the Internet for a subscriber-side mobile station with a radio interface to a GPRS or UMTS system.
  • radio-based local data network For example, for GPRS / UMTS operators who offer comprehensive networks in the meantime or will offer them in the near future, and their customers, alternative access networks offer significant advantages, since in the case of e.g. B. radio-based local data network, a higher bandwidth is available at lower costs. Utilization of such radio-supported local data networks is not, however, for the users and operators of the mobile radio communication systems due to the lack of a seamless ("seamless") transfer or access option to the access networks and a lack of integration or integration into the corresponding UMTS / GPRS networks possible. A possibility of changing different types of access networks without disturbing existing connections would be necessary for a sensible implementation.
  • the object of the invention is to provide a method for connecting alternative access networks to a communication system, in particular a mobile radio communication system (GPRS / UMTS) or a communication system for carrying out such a method.
  • a communication system in particular a mobile radio communication system (GPRS / UMTS) or a communication system for carrying out such a method.
  • GPRS / UMTS mobile radio communication system
  • the method for connecting alternative access networks to a mobile radio communication system enables an “inter-system handover”, that is to say a change in the access networks without disrupting or even interrupting an existing connection.
  • the foreign access networks can be “sea less” in e.g. B. UMTS or GPRS networks can be integrated.
  • the existing GPRS infrastructure can be fully used for alternative networks, for example for authentication, flexible charging and calculating services, the use of security mechanisms and encryption as well as special processes. support for services with a certain required quality of service.
  • the access address or identification address of a mobile station which is assigned in accordance with the Internet protocol and is therefore referred to below as an IP address without being restricted to this special case, can preferably remain unchanged even after the station has been transferred to another network (handover) stay.
  • Tunneling is a wrapping of the original packets in data packets with the new IP address
  • HA Home agent
  • FA foreign agent
  • the entire process control is carried out via a router-like station, which in each case knows knowledge of the current address or IP address of a mobile station and its location, and, if necessary, corresponding location network addresses.
  • a central station receives and sends all data packets that are to be routed from or to the mobile station. Accordingly, only a single device or unit needs to be adapted to support completely new alternative networks in order to enable a station of a mobile radio communication network to access such a new alternative network.
  • These central stations can be part of the mobile radio communication system, for example, z. B. implemented in the gateway GPRS support node (GGSN), but can also be part of a router or other suitable station on the Internet.
  • GGSN gateway GPRS support node
  • Such a unit can also exist on its own and have appropriate interfaces to mobile radio communication networks and with regard to these alternative networks.
  • FIG. 1 shows an arrangement with a mobile radio communication system or its packet-oriented subsystem (GPRS) and a large number of different types of further networks,
  • GPRS packet-oriented subsystem
  • Fig. 3 shows an alternative solution with a central router in the Internet
  • a stationary or preferably mobile subscriber station MS communicates via an interface, preferably a radio interface VI, with a corresponding network-side station, e.g. B. a so-called base station BS.
  • the base station serves to establish and maintain the actual radio connection and is in turn connected to a radio network controller RNC (Radio Network Controller) on the network side.
  • RNC Radio Network Controller
  • the radio network control device RNC communicates with a service support node SGSN of the GPRS (SGSN: Serving GPRS Support Node).
  • the service support node SGSN in turn communicates with a gateway support node GGSN of the GPRS (GGSN: Gateway GPRS Support Node), which enables communication with corresponding interfaces of other, in particular alternative, networks.
  • Alternative networks or alternative access networks preferably have a corresponding gateway which enables communication with the GPRS via its gateway support node GGSN.
  • the gateways are in turn connected to corresponding radio stations or access points AP via corresponding sub-devices of the alternative access networks.
  • a gateway access point GAP serves as gateway or access interface, which communicates with the packet-supported data network GPRS of the telecommunications network via the gateway support node GGSN.
  • GAP gateway access point
  • the individual subcomponents are in turn connected to one another via wired or radio-based interfaces.
  • a communication network in particular the Internet, but other comparable communication systems and communication networks, in particular e.g. B. internal company intranets can be used for the purposes described here.
  • the Internet is also exemplary via the gateway support node GGSN with the packet-oriented service GPRS Cellular communication system connected.
  • the Internet itself, a higher-level or a subordinate facility, can also form an Internet multimedia subsystem IMS, the facilities, functions and offers of which can also be accessed.
  • IMS Internet multimedia subsystem
  • a remote call session control function P-CSCF Proxi Call Session Control Function
  • call state control function Proxi Call State Control Function
  • the subscriber-side stationary or mobile station MS communicates directly via the radio interface VI and the base station BS with devices within the packet-oriented GPRS subsystem of the telecommunications system.
  • the mobile subscriber station MS is also located in the radio area of the access point AP of the radio-based local data network WLAN. While data communication between the mobile subscriber-side station MS and the Internet is costly to maintain with the base station BS via the radio interface VI, a direct communication connection between the mobile subscriber-side station MS and the access point AP of the radio-based local data network WLAN would be less expensive in terms of entertainment than also with regard to the fees incurred.
  • the maximum data rate available on radio interfaces V2 from radio-supported local data networks WLAN is significantly higher than on corresponding radio interfaces VI to base stations BS of a mobile radio communication system.
  • the mobile subscriber station MS should preferably establish and use communication via the radio interface V2 with the access point AP of the radio-based local data network WLAN, in order in particular to use the services of the Internet to communicate.
  • the alternative networks in the present case in particular the radio-based data network WLAN, are connected as subordinate networks to the packet-based service GPRS of the mobile radio communication system UMTS.
  • the administration of such a network of different types of networks is expediently taken up centrally in a single facility or a single service, for example in a router or preferably the gateway support node GGSN of the GPRS.
  • the gateway support node GGSN as a higher-level gateway or overlayer gateway, has various own or accessible interfaces with the individual gateways of the alternative subordinate networks. Since the gateway support node GGSN is also the gateway of the packet-oriented data service to the Internet, all data packets are routed to and from the Internet to the gateway support node GGSN and processed by or under the control of the latter.
  • the mobile subscriber station MS activates a so-called packet data protocol context (PDP context; PDP: Packet Data Protocol) using appropriate procedures of the packet-oriented service GPRS.
  • PDP context packet data protocol context
  • the mobile subscriber station MS is assigned an at least temporarily unique address, in the case of communication with the Internet expediently an address in accordance with the Internet protocol (IP), which is referred to below as an IP address.
  • IP Internet protocol
  • the IP address is preferably assigned directly by the gateway support node GGSN.
  • the mobile subscriber station MS moves into the coverage area of an alternative network and / or due to certain parameters, e.g. B. the signal strength, the required quality of service (QoS: Quality of Service) or subscriber requirements to switch to this network exist different ways to carry out a corresponding handover.
  • certain parameters e.g. B. the signal strength, the required quality of service (QoS: Quality of Service) or subscriber requirements to switch to this network exist different ways to carry out a corresponding handover.
  • QoS Quality of Service
  • the mobile subscriber station MS In connection with the transition to another network, for example the radio-supported data network WLAN, the mobile subscriber station MS is given the corresponding identification or ID number by various possible mechanisms, for example advertisement or a corresponding configuration during connection establishment or attachments of the alternative network WLAN communicated.
  • the IP address of the gateway or gateway access point GAP of this alternative network WLAN can be communicated to the mobile subscriber station MS.
  • the mobile subscriber-side station MS routes this received information to its gateway support node GGSN in a notification message and informs it that it can now be reached via this alternative network WLAN.
  • the gateway support node GGSN then makes a routing entry in its routing table so that it can subsequently route all packets with the IP address of the mobile subscriber station MS via the corresponding interface.
  • data packets with the IP address of the mobile subscriber station MS are no longer sent from the gateway support node GGSN via the service support node SGSN, the radio network control device RNC and the base station BS to the mobile subscriber station MS but instead from the Gateway support node GGSN is routed directly to the mobile subscriber station MS via the gateway access point GAP and the access point AP of the radio-based local data network WLAN.
  • the procedure described above must be carried out by determining appropriate network information and sending a notification message to the gateway support node GGSN.
  • a connection can also be established between the mobile subscriber station MS and the one visited or used in the future alternative network, a corresponding message is transmitted directly from the alternative future network via its gateway to the gateway support node of the home network of the mobile subscriber station MS.
  • the existing infrastructure of the packet-oriented radio service GPRS can be fully used for the use of alternative networks with a different network technology in order to support authentication, flexible charging, security services, encryption and procedures with regard to a desired or required quality of service.
  • a mobile subscriber station MS it is also possible for a mobile subscriber station MS to access alternative networks if no network station BS of the mobile radio communication system is available within the radio range of the mobile subscriber station MS.
  • the IP address of the mobile subscriber station MS can be retained even after the transition to another network, so that existing communication connections to a facility in the Internet area can be maintained.
  • tunnel techniques can be used when using a radio-based local data network WLAN. These techniques can in particular can also be used to maintain an established connection.
  • the subscriber station MS reports, which in addition to a typical mobile radio device e.g. can also be a simple terminal, starting with the alternative network WLAN. It receives another local or global IP address for this alternative WLAN network.
  • This further IP address is communicated to the gateway support node GGSN of the packet-oriented radio service, for example, via the existing UMTS connection, that is to say the first radio interface VI and the base station BS.
  • This additional IP address is registered in the routing table in the gateway support node GGSN in connection with the existing IP address of the station MS.
  • a tunnel according to the Internet protocol is then set up between the gateway support node GGSN and the mobile subscriber station or the terminal MS, via which data packets according to the Internet protocol are sent from the mobile subscriber station MS in the upward direction (uplink) or to the mobile subscriber station MS are routed in the downlink.
  • the connection to the VPN tunnel (VPN: Virtual Private Network) thus leads directly from the gateway support node GGSN via the gateway access point GAP of the radio-based local data network and its access point AP via the second radio interface V2 shown to the subscriber-side mobile station MS.
  • the transmission of data packets via this tunnel connection preferably remains as long as the mobile subscriber station MS is in the coverage area of the access point AP of the alternative access network WLAN.
  • the UMTS connection between the mobile subscriber station MS and the base station BS can be established in parallel. hen stay and continue to be used, for example, for signaling or other types of communication connections.
  • mobile stations MS In order to enable communication with different types of communication networks, current mobile subscriber stations MS accordingly have several interfaces or interface cards for the respective network systems. In future embodiments, however, mobile stations MS can also be used, which only have an interface or interface device via which communication with one or more different types of networks is made possible.
  • the router which controls the organization and data transmission can not only in this
  • Mobile radio communication network UMTS or its general packet data radio service GPRS can be set up, but also in another network, preferably in the access network to the Internet itself.
  • an edge area router MC mobility controller
  • a mobile subscriber station MS or a terminal in turn has the option of setting up a GTP tunnel via its own network, that is to say the GPRS of the UMTS here to the Internet, but on the other hand also has the option of using a radio-based local access point AP Data network WLAN and its gateway access point GAP to access the Internet.
  • a further VPN tunnel would be set up from its gateway support node GGSN to the router MC in the Internet access network.
  • GGSN gateway support node
  • a VPN tunnel to the router MC of the Internet access network would be set up from its gateway access point GAP.
  • GAP gateway access point
  • the router MC uses the corresponding IP addresses from the corresponding IP address space of the respective operator as the destination address for the data packets received or to be controlled.
  • the mobile subscriber station MS is in any subnetwork, e.g. B. the GPRS or the WLAN, they are assigned an IP address by the IP address space of this subnetwork by any method that is typically typical for the network. In the case of data networks, this can be done with the help of a device controlled by the dynamic host
  • DHCP Dynamic Hossion Control Protocol
  • the mobile station MS on the subscriber side is informed of the IP address of the router MC.
  • the mobile subscriber station MS communicates its IP address to the router MC.
  • the router MC can advantageously see in which subnetwork or network the mobile is based on the permanently assigned IP address space subscriber station MS is booked.
  • the router MC can be informed of the location of the mobile subscriber station MS by it or by the network with which the station MS is logged in. After the exchange of this information, all data packets that come from the Internet and are intended for the mobile subscriber station MS are routed directly from the router MC to the suitable gateway of the corresponding network or subnet.
  • the mobile subscriber station MS comes into the coverage area of another subnetwork or on its own due to certain parameters, e.g. B. wants to change the signal strength, a required quality of service or the like to this subnetwork, the mobile subscriber station MS is assigned a new IP address by the new subnetwork or the new alternative network.
  • the mobile subscriber station MS in turn informs the router MC of its new IP address. From this point on, all packets intended for this mobile subscriber station MS are tunneled to their new address. Data packets with the original IP address are also advantageously tunneled to this new address. When the data packets arrive at the gateway of the new subnet or alternative network, they are routed by this to the mobile subscriber station MS, which ultimately represents the other end of the tunnel.
  • such a centralized router MC which is preferably located in an access network for the Internet, can communicate with interfaces of a large number of very different alternative networks.
  • a mobile telecommunications network UMTS whose general packet data radio service GPRS with the gateway support node GGSN as an interface, a radio-based local data network WLAN with its gateway access point GAP as an interface and two further alternative access networks each with a gateway as interface device.
  • the router MC in the access network for the Internet in turn has the functions of a mobility control device.
  • a subscriber with his subscriber-side mobile or stationary station MS logs in to any of the subnets or alternative access networks GPRS, WLAN etc., he in turn receives by some method, e.g. B. DHCP, an IP address assigned.
  • the mobile subscriber station MS is also the identification number of the subnet or z. B. the IP address of its interface GGSN, GAP or gateway and also the IP address of the router MC communicated.
  • the mobile subscriber station MS in turn communicates its own IP address to the router MC and informs it of the subnetwork via which it can be reached.
  • the mobile subscriber station moves into the coverage area of another subnetwork or comes into the coverage area of another subnetwork for another reason or due to certain parameters, e.g. B. want to switch signal strength, quality of service or subscriber profiles to this alternative subnetwork, you will through several possible mechanisms, for. B. advertisement or a corresponding configuration during the attachment the identification number of this alternative subnetwork or z. B. the IP address of the gateway communicated by this subnet. This information is sent from the mobile subscriber station MS to the router MC in a notification message, which is informed that the mobile subscriber station MS can now be reached via this corresponding alternative subnetwork.
  • the router MC then makes a subscriber-specific routing entry, so that subsequently data packets with the IP address of this mobile subscriber station MS are routed via the corresponding interface. As long as the mobile subscriber station MS moves within a subnetwork or the criteria for logging into this network are still met, a network-specific mobility management is carried out within this subnetwork or alternative network. Only in the event that the subscriber station MS wants to change from a sub-network or alternative network to a new one, which is also referred to as an inter-system handover, is the procedure described above carried out by sending the network identification
  • a network operator can easily and efficiently provide additional services for its customers.
  • a GPRS operator can provide my WLAN services to its customers without having to make major changes in their own GPRS subnet.
  • Most of the necessary changes essentially only concern the mobility control device, in the present exemplary embodiments the gateway service support node GGSN or the router MC, which enable the interworking or interaction between the different alternative networks or subnetworks very easily.
  • the individual subscribers can move their subscriber-side stations MS or terminals freely between different networks and / or have them logged in while their individual applications continue to run.
  • the stations MS or terminals preferably have one or more interface devices so that they can communicate with the corresponding access points of the respective networks via radio interfaces AP, BS and / or wired interfaces.
  • the IP address of the subscriber station MS generally remains unchanged even after the transition (handover) to another network.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for connecting alternative access networks to a communication system (GPRS/UMTS), whereby a subscriber station logs into a first communication network (UMTS/GPRS) and said subscriber station (MS) wishes to log into another communication at a later point of time. Advantageously, the other network is connected to the first network as a subordinate network. The network management of the station (MS) and/or the transmission of data packets to the station (MS) is carried out in a central control device (GGSN; MC) of the home network (GPRS/UMTS) of the station (MS). The central control device (GGSN; MC) of the logged-in network (GPRS/UMTS) is provided with a specific routing function for the subscribers or such stations and enables downlink and uplink IP packets to be routed for said station (MS) in a manner which is independent from the access network from the internet to said station (MS) and from the station to the internet.

Description

Beschreibungdescription
Verfahren und Kommunikationssystem zum Anbinden alternativer Zugriffsnetze an ein KommunikationsSystem, insbesondere GPRS/UMTSMethod and communication system for connecting alternative access networks to a communication system, in particular GPRS / UMTS
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anbinden alternativer Zugriffsnetze an ein Kommunikationssystem, insbesondere gemäß GPRS oder UMTS, mit den oberbegrifflichen Merk- malen des Patentanspruchs 1 sowie ein Kommunikationssystem zum Durchführen eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for connecting alternative access networks to a communication system, in particular according to GPRS or UMTS, with the generic features of patent claim 1 and a communication system for carrying out such a method.
Derzeit besteht eine Vielzahl von Kommunikationssystemen parallel zueinander. Einerseits gibt es z. B. Mobilfunk- Kommunikationssysteme gemäß den Standards GSM (Global System for Mobile communication) oder dem UMTS (Universal Mobile Te- lecommunications System) mit leitungsvermittelten Kommunikationsverbindungen zwischen mobilen Stationen, die über Funkschnittstellen auf entsprechende Netzzugriffspunkte zugrei- fen. In derartigen KommunikationsSystemen sind auch Subsysteme zum Übertragen von Datenpaketen bekannt, wie beispielsweise der allgemeine Paketdaten-Funkdienst GPRS (General Packet Radio Service) . Diese Netze bieten Vorteile insbesondere dadurch, dass die einzelnen teilnehmerseitigen mobilen Statio- nen jeweils beim Netzbetreiber registriert sind und insbesondere eine Vergebührung und Netzzugriffskontrolle mit Authen- tisierung und Autorisierung möglich sind.A large number of communication systems currently exist in parallel with one another. On the one hand there are e.g. B. Mobile radio communication systems according to the standards GSM (Global System for Mobile communication) or UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) with circuit-switched communication connections between mobile stations that access corresponding network access points via radio interfaces. In such communication systems, subsystems for transmitting data packets are also known, such as the general packet data radio service GPRS (General Packet Radio Service). These networks offer advantages in particular in that the individual mobile stations on the subscriber side are each registered with the network operator and, in particular, charging and network access control with authentication and authorization are possible.
Einen andersartigen Kommunikationsnetztyp stellen lokale Da- tennetze (LAN: Local Area Network) dar, bei denen sogenannte Hosts frei oder mit nur geringen Zugriffsbeschränkungen auf das Datennetz zugreifen, um darüber kommunizieren zu können. Derartige Datennetze, zu denen auch funkgestützte Datennetze, beispielsweise LAN ( ireless Local Area Network) mit Funk- schnittsteilen zwischen einer teilnehmerseitigen Station und einem netzseitigen Zugriffspunkt gehören, werden wegen Ihrer Lizenzfreiheit von deren Frequenzbändern bevorzugt eingesetzt und finden sich beispielsweise bei sogenannten „Hot Spots", wie z. B. Flughäfen, Hotels oder dem Campus großer Firmen. Derartige lokale Datennetze mit Zugriff über Funkschnittstellen (WLAN) sind derzeit noch nicht weit verbreitet. Nachteil- haft bei diesen Systemen ist unter anderem, dass keine oder nur unflexible Vergebührungsmechanismen zur Verfügung stehen. Weiterhin fehlt ein Übergabemechanismus zu den Mobilfunk- Kommunikationssystemen wie GPRS/UMTS.Another type of communication network is represented by local data networks (LAN: Local Area Network), in which so-called hosts access the data network freely or with only slight access restrictions in order to be able to communicate via it. Such data networks, which also include radio-based data networks, for example LAN (ireless local area network) with radio interfaces between a subscriber-side station and a network-side access point, are preferred because of their license-free nature of their frequency bands and can be found, for example, in so-called "hot spots", such as airports, hotels or the campus of large companies. Such local data networks with access via radio interfaces (WLAN) are currently not yet widespread Another reason is that no or only inflexible charging mechanisms are available. There is also no transfer mechanism to the mobile radio communication systems such as GPRS / UMTS.
Mit Blick auf Informationsbeschaffung bzw. die Bereitstellung von Informationen für Dritte gewinnt das Internet zunehmend an Bedeutung. Parallel zum Internet werden auch firmenintern sogenannte Intranets bereitgestellt, wobei beide derzeit üblicherweise gemäß dem sogenannten Internetprotokoll (IP) ge- steuert werden. Insbesondere für Multimediakommunikation gewinnt das Internet sowohl für die Betreiber als auch für die Anwender zunehmend an Bedeutung. Zugriffsmöglichkeiten auf das Internet bestehen derzeit über Datennetze, insbesondere auch lokale Datennetze (LAN) und funkgestützte lokale Daten- netze (WLAN) . Bekannt sind auch Internetanschlüsse über entsprechende Schnittstellen, die bei den Mobilfunk- Kommunikationssystemen bereitgestellt werden und für eine teilnehmerseitige mobile Station mit einer Funkschnittstelle zu einem GPRS- oder UMTS-System einen Zugriff auf das Inter- net ermöglichen.With a view to obtaining information or providing information to third parties, the Internet is becoming increasingly important. In parallel to the Internet, so-called intranets are also provided internally, both of which are currently usually controlled according to the so-called Internet protocol (IP). In particular for multimedia communication, the Internet is becoming increasingly important for both operators and users. There are currently access to the Internet via data networks, in particular also local data networks (LAN) and radio-based local data networks (WLAN). Internet connections via corresponding interfaces are also known, which are provided in the mobile radio communication systems and enable access to the Internet for a subscriber-side mobile station with a radio interface to a GPRS or UMTS system.
Für beispielsweise GPRS/UMTS-Betreiber, die zwischenzeitlich flächendeckende Netze anbieten bzw. in näherer Zukunft anbieten werden, und deren Kunden bieten alternative Zugangsnetze wesentliche Vorteile, da im Fall eines z. B. funkgestützten lokalen Datennetzes eine höhere Bandbreite bei geringeren Kosten verfügbar ist. Eine Ausnutzung von derartigen funkgestützten lokalen Datennetzen ist jedoch für die Nutzer und Betreiber der Mobilfunk-Kommunikationssysteme mangels einer nahtlosen („Seamless") Übergabemöglichkeit bzw. Zugriffsmöglichkeit auf die Zugangsnetze und einer mangelnden Einbindung bzw. Integration in die entsprechenden UMTS/GPRS-Netze nicht möglich. Eine Möglichkeit, verschiedenartige Zugangsnetze zu wechseln, ohne bestehende Verbindungen zu stören, wäre für eine sinnvolle Umsetzung erforderlich.For example, for GPRS / UMTS operators who offer comprehensive networks in the meantime or will offer them in the near future, and their customers, alternative access networks offer significant advantages, since in the case of e.g. B. radio-based local data network, a higher bandwidth is available at lower costs. Utilization of such radio-supported local data networks is not, however, for the users and operators of the mobile radio communication systems due to the lack of a seamless ("seamless") transfer or access option to the access networks and a lack of integration or integration into the corresponding UMTS / GPRS networks possible. A possibility of changing different types of access networks without disturbing existing connections would be necessary for a sensible implementation.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Anbinden alternativer Zugriffsnetze an ein Kommunikationssystem, insbesondere Mobilfunk-Kommunikationssystem (GPRS/UMTS) bzw. ein Kommunikationssystem zum Durchführen eines solchen Verfahrens bereitzustellen.The object of the invention is to provide a method for connecting alternative access networks to a communication system, in particular a mobile radio communication system (GPRS / UMTS) or a communication system for carrying out such a method.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Anbinden alternativer Zugriffsnetze an ein Kommunikationssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. ein Kommunikationssystem durch Durchführen eines solchen Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.This object is achieved by a method for connecting alternative access networks to a communication system with the features of patent claim 1 or a communication system by performing such a method with the features of patent claim 9.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.Advantageous refinements are the subject of dependent claims.
Durch das Verfahren zum Anbinden alternativer Zugangsnetze an ein Mobilfunk-Kommunikationssystem werden verschiedenartige Technologien kombiniert. Insbesondere wird dadurch ein „In- ter-System-Handover", dass heißt ein Wechsel der Zugangsnetze ohne die Störung oder gar Unterbrechung einer bestehenden Verbindung ermöglicht. Die fremdartigen Zugangsnetze können „Sea less" in z. B. UMTS- oder GPRS-Netze integriert werden.Different technologies are combined by the method for connecting alternative access networks to a mobile radio communication system. In particular, this enables an “inter-system handover”, that is to say a change in the access networks without disrupting or even interrupting an existing connection. The foreign access networks can be “sea less” in e.g. B. UMTS or GPRS networks can be integrated.
Während im wesentlichen funkgestützte lokale Datennetze als alternative Zugangsnetze betrachtet werden, ist die Verfah- rensweise auch auf andere Technologien, beispielsweise Bluetooth anwendbar.While essentially radio-supported local data networks are viewed as alternative access networks, the procedure can also be applied to other technologies, for example Bluetooth.
Vorteilhafterweise kann die existierende Infrastruktur von GPRS für alternative Netze vollständig mitbenutzt werden, um beispielsweise Authentisierung, flexible Vergebührung und Berechnung beanspruchter Dienste, die Verwendung von Sicherheitsmechanismen und Verschlüsselungen sowie spezielle Proze- duren für Dienste mit einer bestimmten erforderlichen Dienstegüte zu unterstützen. Dadurch ergibt sich eine sehr wirtschaftliche Lösung, welche letztendlich mit den alleinstehenden kostengünstigen lokalen Datennetzen konkurrieren kann. Die Ausnutzung der Vorteile von GPRS und der alternativen Netze in Kombination bietet eine effiziente Lösung für eine flächendeckende Mobilität unter optimierten Bedingungen.Advantageously, the existing GPRS infrastructure can be fully used for alternative networks, for example for authentication, flexible charging and calculating services, the use of security mechanisms and encryption as well as special processes. support for services with a certain required quality of service. This results in a very economical solution, which can ultimately compete with the stand-alone, inexpensive local data networks. Exploiting the advantages of GPRS and the alternative networks in combination offers an efficient solution for comprehensive mobility under optimized conditions.
Vorzugsweise kann bei dem Verfahren die Zugriffsadresse bzw. Identifikationsadresse einer mobilen Station, die gemäß dem Internetprotokoll zugewiesen wird und daher nachfolgend ohne Beschränkung auf diesen speziellen Fall als IP-Adresse bezeichnet wird, auch nach einer Übergabe der Station an ein anderes Netz (Handover) unverändert bleiben.In the method, the access address or identification address of a mobile station, which is assigned in accordance with the Internet protocol and is therefore referred to below as an IP address without being restricted to this special case, can preferably remain unchanged even after the station has been transferred to another network (handover) stay.
Im Vergleich zu Ansätzen, die auf dem sogenannten „Mobile IP" basieren, um einen Handover zwischen verschiedenen Systemen vorzunehmen, gibt es auch keine Überbelastung durch sogenanntes „tunneling". Tunneling ist ein Einpacken der Originalpa- kete in Datenpaketen mit der neuen IP-Adresse durch einenIn comparison to approaches based on the so-called "Mobile IP" to carry out a handover between different systems, there is also no overloading by so-called "tunneling". Tunneling is a wrapping of the original packets in data packets with the new IP address
Heimatagenten (Home Agent - HA) und ein späteres Auspacken der Originalpakete durch Entfernen der neuen IP-Adresse durch einen Fremdagenten (Foreign Agent - FA) .Home agent (HA) and later unpacking the original packages by removing the new IP address by a foreign agent (FA).
Vorteilhafterweise wird die ganze Verfahrenssteuerung über eine routerartige Station abgewickelt, welche jeweils Kenntnis der aktuellen Ansprechadresse bzw. IP-Adresse einer mobilen Station und deren Aufenthaltsort sowie bei Bedarf entsprechende Aufenthaltsorts-Netzadressen kennt. Eine solche zentrale Station empfängt und sendet alle Datenpakete, die von bzw. zu der mobilen Station zu leiten sind. Entsprechend braucht zum Unterstützen völlig neuer alternativer Netze lediglich eine einzige Einrichtung oder Einheit angepasst werden, um die Zugriffe einer Station eines Mobilfunk- Kommunikationsnetzes auf ein solches neues alternatives Netz zu ermöglichen. Diese zentralen Stationen können beispielsweise Bestandteil des Mobilfunk-KommunikationsSystems sein, z. B. in dem Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten (GGSN) implementiert sein, können aber auch Bestandteil eines Routers o- der einer sonstigen geeigneten Station im Internet sein. Eine solche Einheit kann auch ganz eigenständig bestehen und entsprechende Schnittstellen zu Mobilfunk-Kommunikationsnetzen und bezüglich diesen alternativen Netzen aufweisen.Advantageously, the entire process control is carried out via a router-like station, which in each case knows knowledge of the current address or IP address of a mobile station and its location, and, if necessary, corresponding location network addresses. Such a central station receives and sends all data packets that are to be routed from or to the mobile station. Accordingly, only a single device or unit needs to be adapted to support completely new alternative networks in order to enable a station of a mobile radio communication network to access such a new alternative network. These central stations can be part of the mobile radio communication system, for example, z. B. implemented in the gateway GPRS support node (GGSN), but can also be part of a router or other suitable station on the Internet. Such a unit can also exist on its own and have appropriate interfaces to mobile radio communication networks and with regard to these alternative networks.
Ein Ausführungsbeispiel mit mehreren Ausführungsformen wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:An embodiment with several embodiments is explained in more detail below with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 eine Anordnung mit einem Mobilfunk- Kommunikationssystem bzw. dessen paketorientiertem Subsystem (GPRS) und einer Vielzahl Verschiedenarti- ger weiterer Netze,1 shows an arrangement with a mobile radio communication system or its packet-oriented subsystem (GPRS) and a large number of different types of further networks,
Fig. 2 eine Verbindungsmöglichkeit für eine mobile Station des Mobilfunk-KommunikationsSystems über ein funkgestütztes Datennetz,2 shows a connection possibility for a mobile station of the mobile radio communication system via a radio-supported data network,
Fig. 3 eine dazu alternative Lösung mit einem zentralen Router im Bereich des Internets undFig. 3 shows an alternative solution with a central router in the Internet and
Fig. 4 schematisch eine alternative Aus ührungsform mit ei- ner Vielzahl verschiedenartiger Netze.4 schematically shows an alternative embodiment with a large number of different types of networks.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht eine Vielzahl verschiedenartigster Kommunikationsnetze und Kommunikationsdienste parallel nebeneinander. Als Bestandteil eines Mobilfunk- KommunikationsSystems, beispielsweise des UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ist hier dessen paketorientierter Datendienst GPRS (General Packet Radio Service) dargestellt. Zur Vereinfachung der Darstellung werden nur ein- zelne der Vielzahl verschiedenartiger Einrichtungen innerhalb dieses Systems in der Zeichnung wiedergegeben. Eine stationäre oder vorzugsweise mobile teilnehmerseitige Station MS kom- muniziert über eine Schnittstelle, vorzugsweise eine Funkschnittstelle VI mit einer entsprechenden netzseitigen Station, z. B. einer sogenannten Basisstation BS. Die Basisstation dient zum Aufbauen und Unterhalten der eigentlichen Funkver- bindung und ist ihrerseits netzseitig an eine Funknetz- Steuereinrichtung RNC (Radio Network Controller) angeschlossen. Die Funknetz-Steuereinrichtung RNC kommuniziert mit einem Dienste-Unterstützungsknoten SGSN des GPRS (SGSN: Serving GPRS Support Node) . Der Dienste-UnterStützungsknoten SGSN kommuniziert wiederum mit einem Gateway-Unterstützungsknoten GGSN des GPRS (GGSN: Gateway GPRS Support Node) , welcher eine Kommunikation mit entsprechenden Schnittstellen anderer, insbesondere alternativer Netze ermöglicht. Vorzugsweise weisen alternative Netze bzw. alternative Zugriffsnetze ein entspre- chendes Gateway auf, welches eine Kommunikation mit dem GPRS über dessen Gateway-Unterstützungsknoten GGSN ermöglichen. Die Gateways stehen wiederum über entsprechende Untereinrichtungen der alternativen Zugriffsnetze mit entsprechenden Funkstationen bzw. Zugriffspunkten AP in Verbindung.As can be seen from FIG. 1, there is a multitude of different types of communication networks and communication services in parallel. As part of a mobile radio communication system, for example the UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), its packet-oriented data service GPRS (General Packet Radio Service) is shown here. To simplify the illustration, only a few of the large number of different types of devices within this system are shown in the drawing. A stationary or preferably mobile subscriber station MS communicates via an interface, preferably a radio interface VI, with a corresponding network-side station, e.g. B. a so-called base station BS. The base station serves to establish and maintain the actual radio connection and is in turn connected to a radio network controller RNC (Radio Network Controller) on the network side. The radio network control device RNC communicates with a service support node SGSN of the GPRS (SGSN: Serving GPRS Support Node). The service support node SGSN in turn communicates with a gateway support node GGSN of the GPRS (GGSN: Gateway GPRS Support Node), which enables communication with corresponding interfaces of other, in particular alternative, networks. Alternative networks or alternative access networks preferably have a corresponding gateway which enables communication with the GPRS via its gateway support node GGSN. The gateways are in turn connected to corresponding radio stations or access points AP via corresponding sub-devices of the alternative access networks.
Im Fall lokaler Datennetze, insbesondere funkgestützter lokaler Datennetze WLAN (Wireless Local Area Network) dient als Gateway bzw. Zugriffsschnittstelle ein sogenannter Gateway- Zugriffspunkt GAP (Gateway Access Point) , welcher über den Gateway-Unterstützungsknoten GGSN mit dem paketgestützten Datennetz GPRS des Telekommunikationsnetzes kommuniziert. Innerhalb des lokalen Datennetzes WLAN sind die einzelnen Unterkomponenten wiederum über drahtgebundene oder funkgestützte Schnittstellen miteinander verbunden.In the case of local data networks, in particular radio-based local data networks WLAN (wireless local area network), a gateway access point GAP (gateway access point) serves as gateway or access interface, which communicates with the packet-supported data network GPRS of the telecommunications network via the gateway support node GGSN. Within the local data network WLAN, the individual subcomponents are in turn connected to one another via wired or radio-based interfaces.
Weiterhin dargestellt ist ein Kommunikationsnetz, insbesondere das Internet, wobei aber auch andere vergleichbare Kommunikationssysteme und Kommunikationsnetze, insbesondere z. B. firmeninterne Intranetze für die hier beschriebenen Zwecke einsetzbar sind. Das Internet und/oder ein Zugangsnetz zumAlso shown is a communication network, in particular the Internet, but other comparable communication systems and communication networks, in particular e.g. B. internal company intranets can be used for the purposes described here. The Internet and / or an access network to the
Internet ist ebenfalls über den Gateway-Unterstützungsknoten GGSN mit dem paketorientierten Dienst GPRS des beispielhaften Mobilfunk-Kommunikationssystems verbunden. Das Internet selber, eine übergeordnete oder eine untergeordnete Einrichtung kann auch ein Internet-Multimedia-Subsystem IMS bilden, auf dessen Einrichtungen, Funktionen und Angebote ebenfalls zuge- griffen werden kann. Um Dienste bereitstellen zu können, ist beispielhaft eine entfernte Rufsitzungs-Steuerfunktion P-CSCF (Proxi Call Session Control Function) bzw. Rufzustandesteuerfunktion (Proxi Call State Control Function) bereitgestellt. Datenkommunikationen über das Internet werden derzeit unter Einsatz des sogenannten Internetprotokolls IP durchgeführt .Internet is also exemplary via the gateway support node GGSN with the packet-oriented service GPRS Cellular communication system connected. The Internet itself, a higher-level or a subordinate facility, can also form an Internet multimedia subsystem IMS, the facilities, functions and offers of which can also be accessed. In order to be able to provide services, a remote call session control function P-CSCF (Proxi Call Session Control Function) or call state control function (Proxi Call State Control Function) is provided as an example. Data communications over the Internet are currently carried out using the so-called Internet protocol IP.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel kommuniziert die teilnehmerseitige stationäre oder mobile Station MS über die Funkschnittstelle VI und die Basisstation BS direkt mit Einrichtungen innerhalb des paketorientierten UnterSystems GPRS des Telekommunikationssystems. Wie dies dargestellt ist, befindet sich die mobile teilnehmerseitige Station MS jedoch auch in dem Funkbereich des Zugriffspunktes AP des funkge- stützten lokalen Datennetzes WLAN. Während eine Datenkommunikation zwischen der mobilen teilnehmerseitigen Station MS und dem Internet über die Funkschnittstelle VI mit der Basisstation BS aufwendig zu unterhalten ist, wäre eine direkte Kommunikationsverbindung zwischen der mobilen teilnehmerseitigen Station MS und dem Zugriffspunkt AP des funkgestützten lokalen Datennetzes WLAN weniger aufwendig hinsichtlich der Unterhaltung als auch hinsichtlich der anfallenden Gebühren. Insbesondere ist bei derzeitigen Systemen die maximal verfügbare Datenrate auf Funkschnittstellen V2 von funkgestützten lokalen Datennetzen WLAN deutlich höher als auf entsprechenden Funkschnittstellen VI zu Basisstationen BS eines Mobil- funk-Kommunikationssystems .In the exemplary embodiment shown, the subscriber-side stationary or mobile station MS communicates directly via the radio interface VI and the base station BS with devices within the packet-oriented GPRS subsystem of the telecommunications system. As shown, however, the mobile subscriber station MS is also located in the radio area of the access point AP of the radio-based local data network WLAN. While data communication between the mobile subscriber-side station MS and the Internet is costly to maintain with the base station BS via the radio interface VI, a direct communication connection between the mobile subscriber-side station MS and the access point AP of the radio-based local data network WLAN would be less expensive in terms of entertainment than also with regard to the fees incurred. In particular, in current systems, the maximum data rate available on radio interfaces V2 from radio-supported local data networks WLAN is significantly higher than on corresponding radio interfaces VI to base stations BS of a mobile radio communication system.
Daher soll die mobile teilnehmerseitige Station MS vorzugs- weise eine Kommunikation über die Funkschnittstelle V2 mit dem Zugriffspunkt AP des funkgestützten lokalen Datennetzes WLAN aufbauen und verwenden, um insbesondere mit Diensten des Internets zu kommunizieren. Um dies in einer besonders einfachen Art uns Weise zu ermöglichen, werden die alternativen Netze, vorliegend insbesondere das funkgestützte Datennetz WLAN als untergeordnete Netze dem paketgestützten Dienst GPRS des Mobilfunk-Kommunikationssystems UMTS angebunden. Zweckmäßigerweise wird die Verwaltung eines solchen Verbundes aus verschiedenartigen Netzen in einer einzigen Einrichtung oder einem einzigen Dienst zentral aufgenommen, beispielsweise in einem Router oder vorzugsweise dem Gateway- Unterstützungsknoten GGSN des GPRS. Der Gateway- Unterstützungsknoten GGSN verfügt entsprechend als übergeordnetes Gateway bzw. Overlayer-Gateway über verschiedene eigene oder zugreifbare Schnittstellen mit den einzelnen Gateways der alternativen untergeordneten Netze. Da der Gateway- Unterstützungsknoten GGSN zugleich auch das Gateway des paketorientierten Datendienstes zum Internet ist, werden alle Datenpakete zu bzw. vom Internet zu dem Gateway- Unterstützungsknoten GGSN geführt und von diesem oder unter Steuerung von diesem verarbeitet .Therefore, the mobile subscriber station MS should preferably establish and use communication via the radio interface V2 with the access point AP of the radio-based local data network WLAN, in order in particular to use the services of the Internet to communicate. In order to make this possible for us in a particularly simple manner, the alternative networks, in the present case in particular the radio-based data network WLAN, are connected as subordinate networks to the packet-based service GPRS of the mobile radio communication system UMTS. The administration of such a network of different types of networks is expediently taken up centrally in a single facility or a single service, for example in a router or preferably the gateway support node GGSN of the GPRS. Accordingly, the gateway support node GGSN, as a higher-level gateway or overlayer gateway, has various own or accessible interfaces with the individual gateways of the alternative subordinate networks. Since the gateway support node GGSN is also the gateway of the packet-oriented data service to the Internet, all data packets are routed to and from the Internet to the gateway support node GGSN and processed by or under the control of the latter.
Um einen Internetzugang zu erhalten, aktiviert die mobile teilnehmerseitige Station MS durch entsprechende Prozeduren des paketorientierten Dienstes GPRS einen sogenannten Paketdatenprotokoll-Kontext (PDP-Kontext; PDP : Packet Data Proto- col) . Im Zuge der Aktivierung des PDP-Kontextes wird der mobilen teilnehmerseitigen Station MS eine zumindest zeitweilig eindeutige Adresse zugewiesen, bei einer Kommunikation mit dem Internet zweckmäßigerweise eine Adresse gemäß dem Internet-Protokoll (IP) , die nachfolgend beispielhaft als IP- Adresse bezeichnet wird. Vorzugsweise erfolgt die Zuweisung der IP-Adresse direkt vom Gateway-Unterstützungsknoten GGSN.In order to obtain Internet access, the mobile subscriber station MS activates a so-called packet data protocol context (PDP context; PDP: Packet Data Protocol) using appropriate procedures of the packet-oriented service GPRS. In the course of the activation of the PDP context, the mobile subscriber station MS is assigned an at least temporarily unique address, in the case of communication with the Internet expediently an address in accordance with the Internet protocol (IP), which is referred to below as an IP address. The IP address is preferably assigned directly by the gateway support node GGSN.
Wenn die mobile teilnehmerseitige Station MS sich in den Deckungsbereich eines alternativen Netzes bewegt und/oder auf- grund gewisser Parameter, z. B. der Signalstärke, der erforderlichen Dienstegüte (QoS: Quality of Service) oder Teilnehmeranforderungen, zu diesem Netz wechseln möchte, bestehen verschiedene Möglichkeiten, eine entsprechende Übergabe (Handover) durchzuführen.If the mobile subscriber station MS moves into the coverage area of an alternative network and / or due to certain parameters, e.g. B. the signal strength, the required quality of service (QoS: Quality of Service) or subscriber requirements to switch to this network exist different ways to carry out a corresponding handover.
In Verbindung mit dem Übergang zu einem anderen Netz, bei- spielsweise dem funkgestützten Datennetz WLAN wird der mobilen teilnehmerseitigen Station MS durch verschiedene mögliche Mechanismen, beispielsweise Advertisement oder eine entsprechende Konfiguration während des Verbindungsaufbaus bzw. Attachments, die entsprechende Identifikations- bzw. ID-Nummer des alternativen Netzes WLAN mitgeteilt. Alternativ kann auch die IP-Adresse des Gateways bzw. Gateway-Zugriffspunktes GAP dieses alternativen Netzes WLAN der mobilen teilnehmerseitigen Station MS mitgeteilt werden. Die mobile teilnehmerseitige Station MS leitet diese empfangenen Informationen in einer Mitteilungsnachricht zu ihrem Gateway-Unterstützungsknoten GGSN und informiert diesen, dass sie ab sofort über dieses alternative Netz WLAN erreichbar ist.In connection with the transition to another network, for example the radio-supported data network WLAN, the mobile subscriber station MS is given the corresponding identification or ID number by various possible mechanisms, for example advertisement or a corresponding configuration during connection establishment or attachments of the alternative network WLAN communicated. Alternatively, the IP address of the gateway or gateway access point GAP of this alternative network WLAN can be communicated to the mobile subscriber station MS. The mobile subscriber-side station MS routes this received information to its gateway support node GGSN in a notification message and informs it that it can now be reached via this alternative network WLAN.
Der Gateway-Unterstützungsknoten GGSN macht daraufhin einen Röutingeintrag in seiner Routingtabelle, so dass er nachfolgend alle Pakete mit der IP-Adresse der mobilen teilnehmerseitigen Station MS über die entsprechende Schnittstelle leiten kann. Im vorliegenden Fall werden somit Datenpakete mit der IP-Adresse der mobilen teilnehmerseitigen Station MS vom Gateway-Unterstützungsknoten GGSN nicht mehr über den Dienste-Unterstützungsknoten SGSN, die Funknetz-Steuereinrichtung RNC und die Basisstation BS zu der mobilen teilnehmerseitigen Station MS gesendet sondern anstelle dessen vom Gateway- Unterstützungsknoten GGSN direkt über den Gateway- Zugriffspunkt GAP und den Zugriffspunkt AP des funkgestützten lokalen Datennetzes WLAN zu der mobilen teilnehmerseitigen Station MS geleitet.The gateway support node GGSN then makes a routing entry in its routing table so that it can subsequently route all packets with the IP address of the mobile subscriber station MS via the corresponding interface. In the present case, data packets with the IP address of the mobile subscriber station MS are no longer sent from the gateway support node GGSN via the service support node SGSN, the radio network control device RNC and the base station BS to the mobile subscriber station MS but instead from the Gateway support node GGSN is routed directly to the mobile subscriber station MS via the gateway access point GAP and the access point AP of the radio-based local data network WLAN.
Solange sich die mobile teilnehmerseitige Station MS inner- halb eines Netzes bewegt, wird ein Mobilitätsmanagement verwendet, welches für dieses entsprechende Netz spezifisch ist. Nur wenn sich die mobile teilnehmerseitige Station MS von ei- nem Netz zu einem anderen Netz bewegen möchte, dass heißt das Netz als solches wechseln möchte, muss die vorstehend beschriebene Prozedur mit dem Ermitteln einer entsprechenden Netzinformation und dem Übersenden einer Mitteilungsnachricht an den Gateway-Unterstützungsknoten GGSN durchgeführt werden. Alternativ zur Übermittlung der speziellen Daten des von der mobilen teilnehmerseitigen Station MS besuchten Netzes an die mobile teilnehmerseitige Station MS und Weiterleitung von dieser auch an den Gateway-Unterstützungsknoten GGSN kann auch nach einer Verbindungsaufnahme zwischen der mobilen teilnehmerseitigen Station MS und dem zukünftig besuchten bzw. verwendeten alternativen Netz direkt eine entsprechende Mitteilung von dem alternativen zukünftigen Netz über dessen Gateway an den Gateway-Unterstützungsknoten des Heimatnetzes der mobilen teilnehmerseitigen Station MS übermittelt werden.As long as the mobile subscriber station MS is moving within a network, mobility management is used which is specific to this corresponding network. Only if the mobile subscriber station MS If you want to move a network to another network, that is to say change the network as such, the procedure described above must be carried out by determining appropriate network information and sending a notification message to the gateway support node GGSN. As an alternative to transmitting the special data of the network visited by the mobile subscriber station MS to the mobile subscriber station MS and forwarding it to the gateway support node GGSN, a connection can also be established between the mobile subscriber station MS and the one visited or used in the future alternative network, a corresponding message is transmitted directly from the alternative future network via its gateway to the gateway support node of the home network of the mobile subscriber station MS.
Vorteilhafterweise kann die existierende Infrastruktur des paketorientierten Funkdienstes GPRS vollständig für den Einsatz alternativer Netze mit einer anderen Netztechnologie mitbenutzt werden, um Authentisierung, flexible Vergebührung, Sicherheitsdienste, Verschlüsselungen und Prozeduren bezüglich einer gewünschten oder erforderlichen Dienstegüte zu unterstützen. Möglich ist insbesondere auch der Zugriff einer mobilen teilnehmerseitigen Station MS auf alternative Netze, wenn keine netzeigene Station BS des Mobilfunk- Kommunikationssystems in der funkreichweite der mobilen teilnehmerseitigen Station MS verfügbar ist.Advantageously, the existing infrastructure of the packet-oriented radio service GPRS can be fully used for the use of alternative networks with a different network technology in order to support authentication, flexible charging, security services, encryption and procedures with regard to a desired or required quality of service. In particular, it is also possible for a mobile subscriber station MS to access alternative networks if no network station BS of the mobile radio communication system is available within the radio range of the mobile subscriber station MS.
Vorteilhafterweise kann die IP-Adresse der mobilen teilneh- merseitigen Station MS auch nach dem Übergang zu einem anderen Netz erhalten bleiben, so dass bestehende Kommunikations- Verbindungen zu einer Einrichtung im Bereich des Internets aufrecht erhalten werden können.Advantageously, the IP address of the mobile subscriber station MS can be retained even after the transition to another network, so that existing communication connections to a facility in the Internet area can be maintained.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, kann bei der Verwendung eines funkgestützten lokalen Datennetzes WLAN auf Tunneltechniken zurückgegriffen werden. Diese Techniken können insbesondere auch zum Erhalten einer aufgebauten Verbindung verwendet werden.As can be seen from FIG. 2, tunnel techniques can be used when using a radio-based local data network WLAN. These techniques can in particular can also be used to maintain an established connection.
Wie bereits beschrieben, meldet sich die teilnehmerseitige Station MS, die neben einem typischen Mobilfunkgerät z.B. auch ein einfaches Terminal sein kann, zunächst bei dem alternativen Netz WLAN an. Dabei erhält sie eine weitere lokale oder globale IP-Adresse dieses alternativen Netzes WLAN. Diese weitere IP-Adresse wird beispielsweise über die bestehende UMTS-Verbindung, dass heißt die erste Funkschnittstelle VI und die Basisstation BS dem Gateway-Unterstützungsknoten GGSN des paketorientierten Funkdienstes mitgeteilt. Im Gateway- Unterstützungsknoten GGSN wird diese weitere IP-Adresse in Verbindung mit der bestehenden IP-Adresse der Station MS in der Routingtabelle registriert.As already described, the subscriber station MS reports, which in addition to a typical mobile radio device e.g. can also be a simple terminal, starting with the alternative network WLAN. It receives another local or global IP address for this alternative WLAN network. This further IP address is communicated to the gateway support node GGSN of the packet-oriented radio service, for example, via the existing UMTS connection, that is to say the first radio interface VI and the base station BS. This additional IP address is registered in the routing table in the gateway support node GGSN in connection with the existing IP address of the station MS.
Zwischen dem Gateway-Unterstützungsknoten GGSN und der mobilen teilnehmerseitigen Station bzw. dem Terminal MS wird daraufhin ein Tunnel gemäß dem Internetprotokoll aufgebaut, über den Datenpakete gemäß dem Internetprotokoll von der mobilen teilnehmerseitigen Station MS in Aufwärtsrichtung (Uplink) bzw. an die mobile teilnehmerseitige Station MS in Abwärts- richtung (Downlink) geroutet werden. Die Verbindung mit dem VPN-Tunnel (VPN: Virtual Private Network) führt somit direkt vom Gateway-Unterstützungsknoten GGSN über den Gateway- Zugriffspunkt GAP des funkgestützten lokalen Datennetzes und dessen Zugriffspunkt AP über die zweite dargestellte Funkschnittstelle V2 zu der teilnehmerseitigen mobilen Station MS . Die Übertragung von Datenpaketen über diese Tunnelverbin- düng bleibt vorzugsweise so lange bestehen, wie sich die mobile teilnehmerseitige Station MS im Deckungsbereich des Zugriffspunktes AP des alternativen Zugangsnetzes WLAN befindet.A tunnel according to the Internet protocol is then set up between the gateway support node GGSN and the mobile subscriber station or the terminal MS, via which data packets according to the Internet protocol are sent from the mobile subscriber station MS in the upward direction (uplink) or to the mobile subscriber station MS are routed in the downlink. The connection to the VPN tunnel (VPN: Virtual Private Network) thus leads directly from the gateway support node GGSN via the gateway access point GAP of the radio-based local data network and its access point AP via the second radio interface V2 shown to the subscriber-side mobile station MS. The transmission of data packets via this tunnel connection preferably remains as long as the mobile subscriber station MS is in the coverage area of the access point AP of the alternative access network WLAN.
Die UMTS-Verbindung zwischen der mobilen teilnehmerseitigen Station MS und der Basisstation BS kann dabei parallel beste- hen bleiben und beispielsweise für Signalisierungen oder andersartige Kommunikationsverbindungen weiter genutzt werden.The UMTS connection between the mobile subscriber station MS and the base station BS can be established in parallel. hen stay and continue to be used, for example, for signaling or other types of communication connections.
Um eine Kommunikation mit verschiedenartigen Kommunikations- netzen zu ermöglichen, weisen derzeitige mobile teilnehmerseitige Stationen MS entsprechend mehrere Schnittstellen bzw. Schnittstellenkarten für die jeweiligen Netzsysteme auf. Bei zukünftigen Ausführungsformen sind jedoch auch mobile Stationen MS einsetzbar, die lediglich eine Schnittstelle oder Schnittstelleneinrichtung aufweisen, über die eine Kommunikation mit einem oder mehreren verschiedenartigen Netzen ermöglicht wird.In order to enable communication with different types of communication networks, current mobile subscriber stations MS accordingly have several interfaces or interface cards for the respective network systems. In future embodiments, however, mobile stations MS can also be used, which only have an interface or interface device via which communication with one or more different types of networks is made possible.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann der Router, welcher die Or- ganisation und Datenübermittlung steuert, nicht nur in demAs can be seen from FIG. 3, the router which controls the organization and data transmission can not only in this
Mobilfunk-Kommunikationsnetz UMTS bzw. dessen allgemeinem Paketdaten-Funkdienst GPRS eingerichtet sein, sondern auch in einem anderen Netz, vorzugsweise im Zugangsnetz zum Internet selber. Im vorliegenden Fall ist als Schnittstelle zum Inter- net ein Randbereich-Router MC (Mobility Controller) als Mobilitäts-Steuereinrichtung eingerichtet. Eine mobile teilnehmerseitige Station MS bzw. ein Terminal hat wiederum die Möglichkeit, einen GTP-Tunnel über ihr eigenes Netz, dass heißt hier das GPRS des UMTS zum Internet aufzubauen, hat aber an- dererseits auch die Möglichkeit, über einen Zugriffspunkt AP eines funkgestützten lokalen Datennetzes WLAN und dessen Gateway-Zugriffspunkt GAP auf das Internet zuzugreifen. Dabei würde neben dem Tunnel von der mobilen teilnehmerseitigen Station MS aus zu dem eigenen paketorientierten Funkdienst GPRS ein weiterer VPN-Tunnel von dessen Gateway- UnterStützungsknoten GGSN zu dem Router MC im Internetzugangsnetz aufgebaut. Für Verbindungen über das funkgestützte lokale Datennetz WLAN würde entsprechend von dessen Gateway- Zugriffspunkt GAP ein VPN-Tunnel zum Router MC des Internet- Zugangsnetzes aufgebaut. Bei dieser Ausführungsform wird der hierarchische Aufbau der IP-Adressen ausgenutzt. Die Betreiber von Mobilfunk- KommunikationsSystemen, z. B. dem UMTS, und die Betreiber alternativer Netze benützen für jedes ihrer Teilnetze einen an- deren zugewiesenen IP-Adressraum. Aufgrund des hierarchischen Aufbaus gibt es im Betreibernetz mit dem InternetZugang zumindest den einen Router oder ein entsprechendes Gateway MC, den alle Datenpakete erreichen bzw. über den die Weiterleitung aller Datenpakete zu bzw. von der mobilen teilnehmersei- tigen Station MS und dem Internet gesteuert wird. Der Router MC verwendet für die Weiterleitung von Datenpaketen die entsprechenden IP-Adressen aus dem entsprechenden IP-Adressraum des jeweiligen Betreibers als Zieladresse für die empfangenen bzw. zu steuernden Datenpakete.Mobile radio communication network UMTS or its general packet data radio service GPRS can be set up, but also in another network, preferably in the access network to the Internet itself. In the present case, an edge area router MC (mobility controller) is set up as an interface to the Internet as a mobility control device. A mobile subscriber station MS or a terminal in turn has the option of setting up a GTP tunnel via its own network, that is to say the GPRS of the UMTS here to the Internet, but on the other hand also has the option of using a radio-based local access point AP Data network WLAN and its gateway access point GAP to access the Internet. In addition to the tunnel from the mobile subscriber station MS to the own packet-oriented radio service GPRS, a further VPN tunnel would be set up from its gateway support node GGSN to the router MC in the Internet access network. For connections via the radio-supported local data network WLAN, a VPN tunnel to the router MC of the Internet access network would be set up from its gateway access point GAP. In this embodiment, the hierarchical structure of the IP addresses is used. The operators of mobile communication systems, e.g. B. UMTS, and the operators of alternative networks use a different assigned IP address space for each of their subnets. Because of the hierarchical structure, there is at least one router or a corresponding gateway MC in the operator network with Internet access, which all data packets reach or via which the forwarding of all data packets to and from the mobile subscriber-side station MS and the Internet is controlled. For the forwarding of data packets, the router MC uses the corresponding IP addresses from the corresponding IP address space of the respective operator as the destination address for the data packets received or to be controlled.
Durch Erweiterungen eines solchen Routers, z. B. durch Implementierung von sogenannten intelligenten Einrichtungen und Funktionen, kann ein einfaches und effizientes Routing ermöglicht werden, was letztendlich wiederum eine einfache Überga- be (Handover) zwischen den Teilnetzwerken des Betreibers ermöglicht. Insbesondere wird auch ein Handover zwischen den beschrieben verschiedenartigen alternativen Netzen ermöglicht .By expanding such a router, e.g. For example, by implementing so-called intelligent devices and functions, simple and efficient routing can be made possible, which in turn ultimately enables simple handover between the operator's subnetworks. In particular, a handover between the various alternative networks described is also made possible.
Wenn sich die mobile teilnehmerseitige Station MS in irgendeinem Teilnetz, z. B. dem GPRS oder dem WLAN einbucht, bekommt sie durch irgendeine, in der Regel netztypische Methode eine IP-Adresse von dem IP-Adressraum dieses Teilnetzes zugewiesen. Im Fall von Datennetzen kann dies mit Hilfe einer Einrichtung unter Steuerung des dynamischen Host-If the mobile subscriber station MS is in any subnetwork, e.g. B. the GPRS or the WLAN, they are assigned an IP address by the IP address space of this subnetwork by any method that is typically typical for the network. In the case of data networks, this can be done with the help of a device controlled by the dynamic host
Konfigurierungsprotokolls (DHCP) durchgeführt werden. Zusätzlich wird teilnehmerseitigen mobilen Station MS die IP- Adresse des Routers MC mitgeteilt . Umgekehrt teilt die mobile teilnehmerseitige Station MS ihre IP-Adresse dem Router MC mit. Aufgrund dieser IP-Adresse ist aufgrund des fest zugeordneten IP-Adressraums für den Router MC vorteilhafterweise ersichtlich, bei welchem Teilnetzwerk oder Netz die mobile teilnehmerseitige Station MS eingebucht ist. Neben dieser Methode einer eindeutigen Identifizierung ist es aber auch möglich, dass dem Router MC der Aufenthaltsort der mobilen teilnehmerseitigen Station MS von dieser oder von dem Netz, bei welchem die Station MS eingebucht ist, mitgeteilt wird. Nach dem Austausch dieser Informationen werden alle Datenpakete, die vom Internet aus kommen und für die mobile teilnehmerseitige Station MS bestimmt sind, direkt vom Router MC zum geeigneten Gateway des entsprechenden Netzes bzw. Teilnetzes geroutet.Configuration protocol (DHCP). In addition, the mobile station MS on the subscriber side is informed of the IP address of the router MC. Conversely, the mobile subscriber station MS communicates its IP address to the router MC. Based on this IP address, the router MC can advantageously see in which subnetwork or network the mobile is based on the permanently assigned IP address space subscriber station MS is booked. In addition to this method of unambiguous identification, it is also possible for the router MC to be informed of the location of the mobile subscriber station MS by it or by the network with which the station MS is logged in. After the exchange of this information, all data packets that come from the Internet and are intended for the mobile subscriber station MS are routed directly from the router MC to the suitable gateway of the corresponding network or subnet.
Wenn die mobile teilnehmerseitige Station MS in den Deckungs- bereich eines anderen Teilnetzes kommt oder von sich aus aufgrund bestimmter Parameter, z. B. der Signalstärke, einer er- forderlichen Dienstegüte oder dergleichen zu diesem Teilnetz wechseln möchte, wird der mobilen teilnehmerseitigen Station MS von dem neuen Teilnetzwerk bzw. dem neuen alternativen Netz eine neue IP-Adresse zugeordnet.If the mobile subscriber station MS comes into the coverage area of another subnetwork or on its own due to certain parameters, e.g. B. wants to change the signal strength, a required quality of service or the like to this subnetwork, the mobile subscriber station MS is assigned a new IP address by the new subnetwork or the new alternative network.
Die mobile teilnehmerseitige Station MS informiert wiederum den Router MC über ihre neue IP-Adresse. Von diesem Zeitpunkt an werden alle Pakete, die für diese mobile teilnehmerseitige Station MS bestimmt sind, zu ihrer neuen Adresse getunnelt. Vorteilhafterweise werden auch Datenpakete mit der ursprüng- liehen IP-Adresse zu dieser neuen Adresse getunnelt. Wenn die Datenpakete beim Gateway des neuen Teilnetzes bzw. alternativen Netzes ankommen, werden sie von diesem zu der mobilen teilnehmerseitigen Station MS weitergeroutet, die letztendlich das andere Ende des Tunnels darstellt.The mobile subscriber station MS in turn informs the router MC of its new IP address. From this point on, all packets intended for this mobile subscriber station MS are tunneled to their new address. Data packets with the original IP address are also advantageously tunneled to this new address. When the data packets arrive at the gateway of the new subnet or alternative network, they are routed by this to the mobile subscriber station MS, which ultimately represents the other end of the tunnel.
Bei dieser Verfahrensweise werden vorteilhafterweise sämtliche in Aufwärtsrichtung gesendeten Datenpakete vom Gateway des jeweiligen Teilnetzes bzw. Netzes automatisch zum Router MC geleitet.With this procedure, advantageously, all data packets sent in the upward direction are automatically routed from the gateway of the respective subnetwork or network to the router MC.
Vorteilhafterweise werden bei dieser Ausführungsform im Idealfall sämtliche funktioneilen und baulichen Änderungen, wel- ehe zum Unterstützen alternativer Netzes erforderlich sind, zu einer einzigen Einheit verschoben, nämlich im vorliegenden Beispiel zu dem Router, welcher sich außerhalb der bereits existierenden Zugriffsnetze für die mobile teilnehmerseitige Station MS befindet. Mit anderen Worten müsste zur Unterstützung weiterer völlig neuartiger Netze lediglich die Infrastruktur in dieser separaten Einheit ergänzt werden und neben die entsprechenden Infrastrukturen für die hier lediglich beispielhaft dargestellten Netze WLAN und GPRS gestellt wer- den.In this embodiment, all functional and structural changes, which before necessary to support alternative networks, they are moved to a single unit, namely in the present example to the router, which is located outside the already existing access networks for the mobile subscriber station MS. In other words, only the infrastructure in this separate unit would have to be supplemented in order to support further completely new networks and, in addition to the corresponding infrastructures for the networks WLAN and GPRS, which are only shown here by way of example.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann ein derart zentralisierter Router MC, der vorzugsweise in einem Zugangsnetz für das Internet lokalisiert ist, mit Schnittstellen einer Vielzahl verschiedenartigster alternativer Netze kommunizieren. Dargestellt sind wiederum als Beispiel für ein Mobilfunk- Telekommunikationsnetz UMTS dessen allgemeiner Paketdaten- Funkdienst GPRS mit dem Gateway-Unterstützungsknoten GGSN als Schnittstelle, weiterhin ein funkgestütztes lokales Datennetz WLAN mit dessen Gateway-Zugriffspunkt GAP als Schnittstelle sowie zwei weitere alternative Zugriffsnetze mit jeweils einem Gateway als Schnittstelleneinrichtung.As can be seen from FIG. 4, such a centralized router MC, which is preferably located in an access network for the Internet, can communicate with interfaces of a large number of very different alternative networks. Shown are again an example of a mobile telecommunications network UMTS whose general packet data radio service GPRS with the gateway support node GGSN as an interface, a radio-based local data network WLAN with its gateway access point GAP as an interface and two further alternative access networks each with a gateway as interface device.
Der Router MC in dem Zugriffsnetz für das Internet hat wie- derum die Funktionen einer Mobilitäts-Steuereinrichtung. Für den Fall, dass sich ein Teilnehmer mit seiner teilnehmerseitigen mobilen oder stationären Station MS in irgendeines der Teilnetze bzw. alternativen Zugangsnetze GPRS, WLAN usw. einbucht, bekommt er wiederum durch irgendeine Methode, z. B. DHCP, eine IP-Adresse zugewiesen. Der mobilen teilnehmerseitigen Station MS wird zusätzlich die Identifizierungsnummer des Teilnetzes oder z. B. die IP-Adresse von dessen Schnittstelle GGSN, GAP bzw. Gateway und auch die IP-Adresse des Routers MC mitgeteilt. Die mobile teilnehmerseitige Station MS teilt ihrerseits ihre eigene IP-Adresse dem Router MC mit und informiert diesen darüber, über welches Teilnetzwerk sie zu erreichen ist. Wenn sich die mobile teilnehmerseitige Station in den Deckungsbereich eines anderen Teilnetzes bewegt oder aus anderem Grund in den Deckungsbereich eines anderen Teilnetzes kommt oder aufgrund gewisser Parameter, z. B. Signalstärke, Dienstgüte oder Teilnehmerprofilen zu diesem alternativen Teilnetz wechseln möchte, wird ihr durch mehrere mögliche Mechanismen, z. B. Advertisement oder eine entsprechende Konfiguration während des Attachments die Identifizierungsnummer dieses alternativen Teilnetzes oder z. B. die IP-Adresse des Gateways von diesem Teilnetz mitgeteilt. Diese Information wird von der mobilen teilnehmerseitigen Station MS in einer Mitteilungsnachricht zum Router MC geschickt, wobei dieser informiert wird, dass die mobile teilnehmerseitige Station MS von nun an über dieses entsprechende alternative Teilnetzwerk erreichbar ist.The router MC in the access network for the Internet in turn has the functions of a mobility control device. In the event that a subscriber with his subscriber-side mobile or stationary station MS logs in to any of the subnets or alternative access networks GPRS, WLAN etc., he in turn receives by some method, e.g. B. DHCP, an IP address assigned. The mobile subscriber station MS is also the identification number of the subnet or z. B. the IP address of its interface GGSN, GAP or gateway and also the IP address of the router MC communicated. The mobile subscriber station MS in turn communicates its own IP address to the router MC and informs it of the subnetwork via which it can be reached. If the mobile subscriber station moves into the coverage area of another subnetwork or comes into the coverage area of another subnetwork for another reason or due to certain parameters, e.g. B. want to switch signal strength, quality of service or subscriber profiles to this alternative subnetwork, you will through several possible mechanisms, for. B. advertisement or a corresponding configuration during the attachment the identification number of this alternative subnetwork or z. B. the IP address of the gateway communicated by this subnet. This information is sent from the mobile subscriber station MS to the router MC in a notification message, which is informed that the mobile subscriber station MS can now be reached via this corresponding alternative subnetwork.
Der Router MC macht daraufhin einen Teilnehmer-spezifischen Routingeintrag, so dass nachfolgend Datenpakete mit der IP- Adresse dieser mobilen teilnehmerseitigen Station MS über die entsprechende Schnittstelle geleitet werden. Solange sich die mobile teilnehmerseitige Station MS innerhalb eines Teilnetzwerkes bewegt oder die Kriterien für das Einbuchen in dieses Netz noch erfüllt sind, wird innerhalb dieses Teilnetzes bzw. alternativen Netzes ein netzspezifisches Mobilitätsmanagement durchgeführt. Nur für den Fall, dass die teilnehmerseitige Station MS von einem Teilnetzwerk bzw. alternativen Netz zu einem neuen wechseln möchte, was auch als Inter-System- Handover bezeichnet wird, wird die vorstehend beschriebene Prozedur mit dem Versenden der Netzwerk-Identifizierungs-The router MC then makes a subscriber-specific routing entry, so that subsequently data packets with the IP address of this mobile subscriber station MS are routed via the corresponding interface. As long as the mobile subscriber station MS moves within a subnetwork or the criteria for logging into this network are still met, a network-specific mobility management is carried out within this subnetwork or alternative network. Only in the event that the subscriber station MS wants to change from a sub-network or alternative network to a new one, which is also referred to as an inter-system handover, is the procedure described above carried out by sending the network identification
Mitteilungsnachricht usw. an den Router MC angewendet. Alle in Aufwärtsrichtung zu leitenden Datenpakete werden vom Gateway des jeweiligen Netzes automatisch zum Router MC geleitet.Notification message, etc. applied to the router MC. All data packets to be routed in the upward direction are automatically routed to the router MC by the gateway of the respective network.
Besonders vorteilhaft ist dabei, dass ein Netzbetreiber sehr einfach und effizient Zusatzdienste für seine Kunden bereitstellen kann. Beispielsweise kann ein GPRS-Betreiber allge- meine WLAN-Dienste für seine Kunden bereitstellen ohne große Änderungen in seinem eigenen GPRS-Teilnetz unternehmen zu müssen. Die meisten erforderlichen Änderungen betreffen im wesentlichen nur die Mobilitätssteuereinrichtung, bei den vorliegenden Ausführungsbeispielen den Gateway- Diensteunterstützungsknoten GGSN bzw. den Router MC, welche das Interworking bzw. Zusammenwirken zwischen den verschiedenen alternativen Netzen bzw. Teilnetzen sehr einfach ermöglichen. Die einzelnen Teilnehmer können ihre teilnehmerseitigen Stationen MS bzw. Terminals frei zwischen verschiedenen Netzen bewegen und/oder einbuchen lassen, während ihre einzelnen Anwendungen weiter laufen. Die Stationen MS bzw. Terminals weisen vorzugsweise eine oder mehrere Schnittstelleneinrichtungen auf, so dass sie mit den entsprechenden Zugriffspunk- ten der jeweiligen Netze über Funkschnittstellen AP, BS und/oder leitungsgebundene Schnittstellen kommunizieren können.It is particularly advantageous that a network operator can easily and efficiently provide additional services for its customers. For example, a GPRS operator can provide my WLAN services to its customers without having to make major changes in their own GPRS subnet. Most of the necessary changes essentially only concern the mobility control device, in the present exemplary embodiments the gateway service support node GGSN or the router MC, which enable the interworking or interaction between the different alternative networks or subnetworks very easily. The individual subscribers can move their subscriber-side stations MS or terminals freely between different networks and / or have them logged in while their individual applications continue to run. The stations MS or terminals preferably have one or more interface devices so that they can communicate with the corresponding access points of the respective networks via radio interfaces AP, BS and / or wired interfaces.
Vorteilhafterweise bleibt allgemein die IP-Adresse der teil- nehmerseitigen Station MS auch nach dem Übergang (Handover) in ein anderes Netz unverändert. Advantageously, the IP address of the subscriber station MS generally remains unchanged even after the transition (handover) to another network.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Anbinden alternativer Zugriffsnetze an ein Kommunikationssystem (GPRS/UMTS) , bei dem - eine teilnehmerseitige Station sich in einem ersten Kommunikationsnetz (UMTS/GPRS) einbucht und1. Method for connecting alternative access networks to a communication system (GPRS / UMTS), in which - a subscriber station logs in to a first communication network (UMTS / GPRS) and
- die teilnehmerseitige Station (MS) sich zu einem späteren Zeitpunkt in einem anderen Kommunikationsnetz als Zugriffs- netz einbuchen möchte, dadurch g e k e n n z e i c h n e t ,- the subscriber-side station (MS) would like to log in to another communication network as an access network at a later point in time, as a result of which,
- dass das andere Netz als untergeordnetes Netz dem ersten Netz angebunden wird,- that the other network is connected as a subordinate network to the first network,
- wobei die netzseitige Verwaltung der Station (MS) und/oder die Weiterleitung von Datenpaketen zu der Station (MS) in ei- ner zentralen Steuereinrichtung (GGSN; MC) des ersten Kommunikationsnetzes (GPRS/UMTS) , in dem die Station (MS) eingebucht ist, oder in einem diesem übergeordneten Netz (IMS) durchgeführt wird und- The network-side management of the station (MS) and / or the forwarding of data packets to the station (MS) in a central control device (GGSN; MC) of the first communication network (GPRS / UMTS) in which the station (MS) is logged in, or is carried out in a higher-level network (IMS) and
- wobei die zentrale Steuereinrichtung (GGSN; MC) eine für solche teilnehmerseitigen Stationen (MS) spezifische Routingfunktionalität aufweist und damit vom Zugriffsnetz unabhängig die Datenpakete in Aufwärts- und/oder Abwärtsrichtung routet .- The central control device (GGSN; MC) has a routing functionality specific for such subscriber-side stations (MS) and thus routes the data packets independently of the access network in the upward and / or downward direction.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Gateway-Dienste-Unterstützungsknoten (GGSN) eines allgemeinen Paketdaten-Funkdienstes (GPRS) eines Mobilfunk- Kommunikationssystems als übergeordnetes Gateway verwendet wird.2. The method according to claim 1, in which a gateway services support node (GGSN) of a general packet data radio service (GPRS) of a mobile radio communication system is used as a higher-level gateway.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem alle Datenpakete zu und von dem übergeordneten Netz (IMS) o- der dritten Netzen sowie zu und von der Station (MS) die ü- bergeordnete Steuereinrichtung (GGSN; MC) erreichen und/oder von dieser geleitet werden.3. The method according to claim 1 or 2, in which all data packets to and from the higher-level network (IMS) or the third networks and to and from the station (MS) reach the higher-level control device (GGSN; MC) and / or be guided by this.
4. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem das andere, alternative Netz (WLAN) ein Netz eines andersar- tigen Kommunikationssystems ist als das Kommunikationssystem (UMTS) des ersten Kommunikationsnetzes (GPRS) .4. The method according to any preceding claim, in which the other, alternative network (WLAN) is a network of a different type. term communication system is as the communication system (UMTS) of the first communication network (GPRS).
5. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem in der übergeordneten Steuereinrichtung (GGSN; MC) ein Routingeintrag mit der aktuellen Adresse der Station (MS) vorgenommen wird als Information für die Weiterleitung von Datenpaketen und Signalen.5. The method according to claim 1, in which a routing entry is made in the higher-level control device (GGSN; MC) with the current address of the station (MS) as information for the forwarding of data packets and signals.
6. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem beim Bewegen der Station (MS) innerhalb eines der Kommunikationsnetze (GPRS/UMTS; WLAN) ein netz-spezifisches Mobilitätsmanagement durchgeführt wird und nur im Fall eines erforderlichen oder gewünschten Wechsels in ein alternatives Netz ein entsprechender Routingeintrag in der übergeordneten Steuereinrichtung (GGSN, MC) geändert wird.6. The method according to any preceding claim, in which when the station (MS) is moved within one of the communication networks (GPRS / UMTS; WLAN), a network-specific mobility management is carried out and only in the case of a required or desired change to an alternative network, a corresponding one Routing entry in the higher-level control device (GGSN, MC) is changed.
7. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem die Steuereinrichtung (GGSN; MC) eine Schnittstelle zwischen der Station (MS) und dem Internet bereitstellt und IP-Pakete vom Internet zur Station (MS) und umgekehrt leitet.7. The method according to any preceding claim, wherein the control device (GGSN; MC) provides an interface between the station (MS) and the Internet and routes IP packets from the Internet to the station (MS) and vice versa.
8. Verfahren nach einem vorstehenden Anspruch, bei dem8. The method according to any preceding claim, in which
- der Station (MS) eine eindeutige erste Adresse des ersten Kommunikationsnetzes (GPRS) zugeordnet wird,the station (MS) is assigned a unique first address of the first communication network (GPRS),
- der Station (MS) nach einem Wechsel in ein anderes Netz eine für dieses andere Netz typische weitere Adresse zugeordnet wird oder ihr (MS) vom anderen Netz eine Adresse, insbesondere die Adresse vom Gateway des anderen Netzes, bekannt gege- ben wird und- after a change to another network, the station (MS) is assigned an additional address typical of this other network or an address, in particular the address of the gateway of the other network, is made known to it (MS) and
- in der Steuereinrichtung für die Station (MS) eintreffende Datenpakete mit der ersten Adresse zu dem momentanen Aufenthaltsnetz der Station (MS) adressiert und weitergeleitet werden.- Data packets arriving in the control device for the station (MS) are addressed and forwarded with the first address to the current location network of the station (MS).
9. Kommunikationssystem zum Durchführen eines Verfahrens nach einem vorstehenden Anspruch, mit - einem ersten Kommunikationsnetz (UMTS/GPRS) ,9. Communication system for performing a method according to any preceding claim, with - a first communication network (UMTS / GPRS),
- mit zumindest einer Station (MS) , die diesem ersten Kommunikationsnetz (UMTS/GPRS) zugeordnet ist und mit diesem über Schnittstellen (BS) kommunizierfähig ist, - einem zweiten Kommunikationsnetz (WLAN) mit zumindest einer Schnittstelle (AP) , über welche die Station (MS) mit dem zweiten Kommunikationsnetz (WLAN) kommunizierfähig ist, und- With at least one station (MS), which is assigned to this first communication network (UMTS / GPRS) and can communicate with it via interfaces (BS), - A second communication network (WLAN) with at least one interface (AP), via which the station (MS) is able to communicate with the second communication network (WLAN), and
- einer Steuereinrichtung (GGSN; MC) zum Steuern des Leitens von Paketdaten von und zu der Station (MS) , - wobei die Steuereinrichtung (GGSN; MC) als übergeordnete Steuereinrichtung Schnittstellen zu den Netzen (GPRS, WLAN) aufweist, mit welchen die Station (MS) kommunikationsfähig ist, und- A control device (GGSN; MC) for controlling the routing of packet data to and from the station (MS), - The control device (GGSN; MC) as the higher-level control device having interfaces to the networks (GPRS, WLAN) with which the station (MS) is communicative, and
- wobei die Steuereinrichtung (GGSN; MC) als übergeordnete Steuereinrichtung den Aufenthaltsort der Station (MS) registriert und deren Adressen verwaltet und- The control device (GGSN; MC) registers the location of the station (MS) as a higher-level control device and manages its addresses and
- wobei die Steuereinrichtung (GGSN; MC) eine für solche teilnehmerseitigen Station (MS) spezifische Routingfunktionalität zum vom Zugriffsnetz unabhängigen Routen der Datenpake- te in Aufwärts- und/oder Abwärtsrichtung aufweist. - The control device (GGSN; MC) has a routing functionality specific to such a subscriber station (MS) for routing the data packets independently of the access network in the upward and / or downward direction.
PCT/DE2002/000990 2002-03-19 2002-03-19 Method and communication system for connecting alternative access networks to a communication system, especially gprs/umts WO2003079706A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2002257538A AU2002257538A1 (en) 2002-03-19 2002-03-19 Method and communication system for connecting alternative access networks to a communication system, especially gprs/umts
PCT/DE2002/000990 WO2003079706A1 (en) 2002-03-19 2002-03-19 Method and communication system for connecting alternative access networks to a communication system, especially gprs/umts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/DE2002/000990 WO2003079706A1 (en) 2002-03-19 2002-03-19 Method and communication system for connecting alternative access networks to a communication system, especially gprs/umts

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2003079706A1 true WO2003079706A1 (en) 2003-09-25

Family

ID=27815469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2002/000990 WO2003079706A1 (en) 2002-03-19 2002-03-19 Method and communication system for connecting alternative access networks to a communication system, especially gprs/umts

Country Status (2)

Country Link
AU (1) AU2002257538A1 (en)
WO (1) WO2003079706A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005043828A1 (en) 2003-10-31 2005-05-12 Samsung Electronics Co., Ltd. System for providing tunnel service capable of data communication between different types of networks
WO2005076648A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-18 Telefonaktiebolaget L. M. Ericsson (Publ) Handover between a cellular network and an unlicensed-radio access network using a single identifier for all the access points
WO2005099185A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-20 Telefonaktiebolaget L.M. Ericsson (Publ) Mobile communication with unlicensed-radio access networks
US8014776B2 (en) 2004-02-18 2011-09-06 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Unlicensed-radio access networks in a mobile communications system
US8112082B2 (en) 2004-03-08 2012-02-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Unlicensed-radio access networks in mobile cellular communication networks
US8320300B2 (en) 2004-03-09 2012-11-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Packet radio transmission over an unlicensed-radio access network

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0936777A1 (en) * 1998-02-13 1999-08-18 Lucent Technologies Inc. Integrated wireless telecommunication and local area network system
WO2000042755A1 (en) * 1999-01-15 2000-07-20 British Telecommunications Public Limited Company Mobile communications network

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0936777A1 (en) * 1998-02-13 1999-08-18 Lucent Technologies Inc. Integrated wireless telecommunication and local area network system
WO2000042755A1 (en) * 1999-01-15 2000-07-20 British Telecommunications Public Limited Company Mobile communications network

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005043828A1 (en) 2003-10-31 2005-05-12 Samsung Electronics Co., Ltd. System for providing tunnel service capable of data communication between different types of networks
EP1683307A1 (en) * 2003-10-31 2006-07-26 Samsung Electronics Co., Ltd. System for providing tunnel service capable of data communication between different types of networks
EP1683307A4 (en) * 2003-10-31 2012-05-02 Samsung Electronics Co Ltd System for providing tunnel service capable of data communication between different types of networks
WO2005076648A1 (en) * 2004-02-06 2005-08-18 Telefonaktiebolaget L. M. Ericsson (Publ) Handover between a cellular network and an unlicensed-radio access network using a single identifier for all the access points
KR101062076B1 (en) 2004-02-06 2011-09-02 텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍) Handover between unauthorized wireless network and cellular network using a single identifier for all access points
US8275376B2 (en) 2004-02-06 2012-09-25 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Handover between a cellular network and an unlicensed-radio access network using a single identifier for all the access points
US8014776B2 (en) 2004-02-18 2011-09-06 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Unlicensed-radio access networks in a mobile communications system
US8112082B2 (en) 2004-03-08 2012-02-07 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Unlicensed-radio access networks in mobile cellular communication networks
US8320300B2 (en) 2004-03-09 2012-11-27 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Packet radio transmission over an unlicensed-radio access network
WO2005099185A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-20 Telefonaktiebolaget L.M. Ericsson (Publ) Mobile communication with unlicensed-radio access networks

Also Published As

Publication number Publication date
AU2002257538A1 (en) 2003-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1391081B1 (en) Heterogeneous mobile radio system
DE10307259B4 (en) Method and system that allows roaming between different wireless networks
DE69922492T2 (en) METHOD FOR CONNECTING A BASE STATION TO A CELLULAR SYSTEM
DE102006015033B4 (en) Mobile station as a gateway for mobile terminals to an access network and method for network registration of the mobile station and the mobile terminals
DE60307097T2 (en) Data stream based selective reverse tunneling in WLAN cellular systems
DE60131572T2 (en) ACCESS SYSTEM FOR A CELLULAR NETWORK
DE69833111T2 (en) DETERMINATION OF CARRIER SERVICES IN A RADIO ACCESS NETWORK
DE60208382T2 (en) Hybrid UMTS / WLAN telecommunication system
DE60224212T2 (en) NETWORK WITH MULTIPLE SUB NETWORKS
DE102005043364B4 (en) Telecommunication system and method for controlling a change of a subscriber terminal between two networks
DE202006000745U1 (en) Device for transferring an ongoing communication session between heterogeneous networks
DE102005001123A1 (en) A communication system, method for controlling a communication system, network access device, and method for controlling a network access device
DE602004001458T2 (en) A TIGHT-COUPLING WIFI SOLUTION
EP1815710B1 (en) Method and system for supporting service continuity for mobile communication over different access networks
DE60201422T2 (en) Connecting a terminal via a radio access network or a local access network to the core network of a mobile radio communication system
DE60215053T2 (en) METHOD FOR SUPPORTING MOBILITY IN WIRELESS NETWORKS
DE60120437T2 (en) A terminal-based service discovery method
WO2003079706A1 (en) Method and communication system for connecting alternative access networks to a communication system, especially gprs/umts
DE102008017136B4 (en) Device for providing a service for a mobile terminal via a WLAN connection
DE602004005999T2 (en) A system and method for providing a mobile station with a PDP context via the air interface
DE102004055720A1 (en) Method for controlling a handover between network access devices
EP1563691B1 (en) Method and device for providing a connecting path to a mobile radio network and telecommunications terminal suitable therefor
EP1227692A1 (en) Method for handover of radio based data connections with quality features between radio base stations
WO2006086952A1 (en) Communication system method for operation of a communication system communication network and method for operation of a communication network
WO2005022839A1 (en) Method for establishing a data connection between an ip communication network and an ad hoc communication network via a mobility agent, and corresponding network linking device

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CR CU CZ DE DK DM DZ EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NO NZ PL PT RO RU SD SE SG SI SK SL TJ TM TR TT TZ UA UG US UZ VN YU ZA ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Country of ref document: JP