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Querverweis
zu einer verwandten Anmeldung
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Die
vorliegende Anmeldung ist verwandt mit Lee, US-Patentanmeldung laufende Nr. 09/337.296, mit
dem Titel „Seamless
Data Network Telecommunication Service During Mobile Wireless Call
Handoff", eingereicht
am 21. Juni 1999 und der Lucent Technologies, Inc. gemeinsam übertragen.
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen drahtlose Kommunikationssysteme
und im Besonderen eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein System
zum Weiterreichen von Sprachkommunikation in einer Paketdatennetz-Umgebung.
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Allgemeiner
Stand der Technik
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Mit
dem Erscheinen zunehmend hoch entwickelter Telekommunikationsnetze
und Datennetze (oder äquivalenterweise
Paketdatennetze) sind unterschiedliche Typen von Diensten zunehmend über unterschiedliche
Typen von Netzen hinweg verfügbar.
Beispielsweise werden Datenübertragungsdienste
oft über
durchschaltevermittelte Telekommunikationsnetze benutzt. Darüber hinaus
werden Sprachkommunikationsdienste zunehmend über Paketdatennetze (oder paketvermittelte
Datennetze) verfügbar,
wie z.B. das Internet.
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Zum
Beispiel schlägt
Cellular IP: A New Approach to Internet Host Mobility; Computer
Communicatons Review, association for computing machinery, New York,
USA, Bd. 29 Nr. 1, Seiten 50–65
von Valko A. G. Cellular IP vor, ein Protokoll, das optimiert ist,
lokale Mobilität
zu unterstützen,
aber mit Mobile IP zusammenarbeitet, um Fernbereichs-Mobilitätsunterstützung bereitzustellen.
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Bei
Sprachkommunikationsdiensten über
ein paketvermitteltes Datennetz, wie z.B. Internettelefonie, können in
mobilen Umgebungen bestimmte Probleme entstehen. Mobile, drahtlose
Kommunikationssysteme setzen typischerweise viele Basisstationen
(Transceiver) ein, die Zellen oder Zellenstandorte bilden, entweder
mit Mobilfunkvermittlungsstellen für durchschaltevermittelte Kommunikation
oder mit Routingknoten für
Vollduplex-Datenpaketkommunikation,
um drahtlose Kommunikation überall
in einer gegebenen geografischen Region bereitzustellen. Da eine
Mobileinheit die geografische Region durchqueren kann, kann die
Kommunikation zu und von der Mobileinheit durch eine oder mehrere
dieser Basisstationen und Routingknoten erfolgen. Um eine laufende
Kommunikationssitzung bei derartigen Übergängen zwischen Basisstationen
und Vermittlungsstellen aufrechtzuerhalten, haben sich in durchschaltevermittelten
Netzen verschiedene Weiterreichverfahren entwickelt, um die drahtlose
Kommunikation zur Mobileinheit von einer Basisstation an eine andere
Basisstation zu übergeben,
während solch
ein laufender Anruf oder eine laufende Sitzung aufrechterhalten
wird.
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Jedoch
unterliegen in paketvermittelten Datennetzen derartige Weiterreichen-Methodiken
konkurrierenden und oftmals divergierenden Zielsetzungen. Beispielsweise
ist bei Übertragung
codierter Daten wie z.B. einer Textdatei oder einer Datendatei die Zuverlässigkeit
der Datenübertragung
typischerweise wichtiger als vergleichsweise kleine Übertragungsverzögerungen.
Als Konsequenz daraus darf bei einem Weiterreichen die Datenübertragung
zeitweilig unterbrochen und die Daten dürfen gepuffert werden, gefolgt
von der Wiederaufnahme der Übertragung
bei Abschluss des Weiterreichens und möglicher Neuübertragung jedweder verloren
gegangener Daten. Bei Sprachkommunikation über paketvermittelten Datennetzen
ist jedoch Zuverlässigkeit
im Allgemeinen weniger wichtig als und sekundär gegenüber Überlegungen hinsichtlich Übertragungsverzögerungen,
da selbst eine sehr geringe Verzögerung
in der Übertragung
bemerkbar sein und zu Verärgerung
und Unzufriedenheit des Kunden führen kann,
während
vergleichsweise kleine Datenverluste unbemerkbar und in hohem Maße tolerierbar
sein können.
Das Minimieren derartiger Übertragungsverzögerungen
während
des Mobilteil-Weiterreichens sind für derartige Sprachkommunikation über derartige
Datennetze zunehmend wichtig.
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EP-A-0
823 827 beschreibt ein Mobilkommunikationssystem, das Basisstationen
zum Kommunizieren mit drahtlosen Mobilgeräten aufweist, und die durch
ein Asynchron-Transfer-Modus-(ATM-)-Kommunikationsnetz
miteinander verbunden sind, das ATM-Vermittlungsstellen enthält. Ein
Handovervorgang koordiniert die Übergabe
von Kommunikation mit einem Mobilgerät von einer Basisstation zu
einer anderen, wenn sich das Gerät
zwischen deren jeweiligen Dienstbereichen bewegt. Um zeitkritisches
Aktualisieren von Verkehrslenkungstabellen in den Vermittlungsstellen
in Synchronisation mit Handovervorgängen zu vermeiden, werden Basisstationen,
die wahrscheinlich von einem Handover von der Basisstation betroffen
sind, die gegenwärtig
mit dem Mobilgerät
kommuniziert, im Voraus identifiziert. ATM-Zellen, die durch das
Netz zum Mobilgerät
gelenkt werden, werden zusätzlich
zu der Basisstation, die mit dem Mobilgerät kommuniziert, per Mehrfachsendung zu
diesen Basisstationen übertragen.
Wenn somit ein Handover an eine andere Basisstation erfolgt, empfängt diese
bereits die Zellen, die für
das Mobilgerät bestimmt
sind, ohne die Notwendigkeit einer simultanen Änderung der Verkehrslenkungstabellen.
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Als
Konsequenz daraus verbleibt eine Notwendigkeit, für vergleichsweise
nahtlose Weiterreichvorgänge
von Sprachkommunikation in Mobildatennetzen zu sorgen, die laufende
Sprachkommunikationssitzungen nicht unterbrechen und die für den Verbraucher
relativ unbemerkbar sind. Darüber
hinaus muss ein derartiges drahtloses Kommunikationssystem angemessen
effizient sein und eine wirtschaftliche Implementierung ermöglichen,
wobei die Verwendung zusätzlicher
Netzressourcen beseitigt oder minimiert wird.
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Kurzdarstellung
der Erfindung
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Ein
Verfahren, eine Vorrichtung und ein System gemäß der Erfindung sind wie in
den unabhängigen
Ansprüchen
dargelegt. Bevorzugte Ausbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen dargelegt.
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Das
drahtlose Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung stellt
praktisch nahtlose und unbemerkbare Weiterreichvorgänge von
Sprachkommunikationssitzungen von Mobileinheiten in einer Paketdatennetz-Umgebung
bereit. Die verschiedenen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind angemessen effizient und ermöglichen eine
wirtschaftliche Implementierung in vorhandenen Kommunikationseinrichtungen
wie z.B. Routingknoten und Basisstationen. Darüber hinaus beseitigen oder
minimieren die Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung die Verwendung zusätzlicher Netzressourcen, während sie
mit anderen intelligenten Netzgeräten und – systemen kompatibel sind.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind eine Vorrichtung, ein Verfahren und ein System für ein Weiterreichen
einer Kommunikationssitzung in einem Datennetz bereitgestellt. Die
System-Ausführungsform
enthält
einen Gateway-Routingknoten, wie z.B. einen globalen GSN, mehrere
Routingknoten mit Servingfunktion, wie z.B. GSNs mit Servingfunktion,
und mehrere Basisstationen (Transceiver). Vor einem derartigen Weiterreichen
ist die Kommunikationssitzung zuvor mit einer Mobileinheit durch eine
erste Basisstation, einen ersten Routingknoten mit Servingfunktion
und einen Gateway-Routingknoten unter Nutzung eines ersten Adressierungskontextes
eingerichtet worden, der aus eingebetteten Adressier ungsschichten
besteht, die die Mobileinheit, die erste Basisstation und den ersten
Routingknoten mit Servingfunktion kennzeichnen, um ankommende Datenpakete
zur ersten Basisstation zur Sendung zur Mobileinheit zu lenken.
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Für das Weiterreichen
der Kommunikationssitzung enthält
der Gateway-Routingknoten Anweisungen, wenn die zweite Basisstation
für das
weiterreichen ausgewählt
worden ist, einen zweiten Adressierungskontext für die Mobileinheit zwischen
dem Gateway-Routingknoten und dem zweiten Routingknoten mit Servingfunktion
einzurichten, bestehend aus eingebetteten Adressierungsschichten,
die die Mobileinheit, die zweite Basisstation und den zweiten Routingknoten
mit Servingfunktion kennzeichnen, um ankommende Datenpakete zur
zweiten Basisstation zu lenken. Der Gateway-Routingknoten lenkt dann
ankommende Datenpakete für
die Mobileinheit gleichzeitig zum ersten Routingknoten mit Servingfunktion
unter Nutzung des ersten Adressierungskontextes und zum zweiten
Routingknoten mit Servingfunktion unter Nutzung des zweiten Adressierungskontextes.
Wenn die Mobileinheit sich neu auf die zweite Basisstation abstimmt,
ist das Weiterreichen abgeschlossen, und die zweite Basisstation enthält Anweisungen,
zur Mobileinheit gegenwärtige Sprachkommunikation
von den ankommenden Datenpaketen mit einem zweiten Adressierungskontext zu
senden und abgehende Sprachkommunikation von der Mobileinheit zu
empfangen. Nach dem Neuabstimmen der Mobileinheit auf die zweite
Basisstation kann der Gateway-Routingknoten das Lenken ankommender
Datenpakete für
die Mobileinheit zum ersten Routingknoten mit Servingfunktion unter
Nutzung des ersten Adressierungskontextes einstellen bei Fortsetzen
des Lenkens ankommender Datenpakete für die Mobileinheit zum zweiten
Routingknoten mit Servingfunktion unter Nutzung des zweiten Adressierungskontextes.
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Als
Konsequenz daraus ist die Kommunikationssitzung der Mobileinheit
nahtlos und ohne Unterbrechung von der Basisstation mit Servingfunktion zur
Zielbasisstation weitergereicht worden. Eine derartiges Weiterreichen
ist außerdem
unter Nutzung minimaler Netzressourcen, der Vermittlungsstelle und
der Basisstationen ohne Beteiligung anderer intelligenter oder überwachender
Netzelemente erfolgt.
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Zahlreiche
andere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus
der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und der Ausführungsformen
derselben, aus den Ansprüchen und
aus den beiliegenden Zeichnungen leicht ersichtlich.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
ein Blockschaltbild, das eine System-Ausführungsform vor einem Weiterreichen
darstellt, wobei ein erster Kommunikationspfad von einem globalen
GSN durch einen ersten GSN mit Servingfunktion und eine erste Basisstation
zu einer Mobileinheit dargestellt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
ein Blockschaltbild, das eine System-Ausführungsform während eines
Weiterreichens darstellt, wobei der erste Kommunikationspfad vom globalen
GSN durch den ersten GSN mit Servingfunktion und die erste Basisstation
zur Mobileinheit dargestellt ist und ein zweiter Kommunikationspfad vom
globalen GSN durch einen zweiten GSN mit Servingfunktion und eine
zweite Basisstation dargestellt ist, gemäß der vorliegenden Erfindung;
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3 ist
ein Blockschaltbild, das eine System-Ausführungsform während des
Abschließens
eines Weiterreichens darstellt, wobei der zweite Kommunikationspfad
vom globalen GSN durch den zweiten GSN mit Servingfunktion und die
zweite Basisstation zur Mobileinheit dargestellt ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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4 ist
ein Blockschaltbild, das eine Vorrichtungs-Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt; und
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Verfahrens-Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt.
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Ausführliche
Beschreibung der Erfindung
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Während die
vorliegende Erfindung zu Ausführungsformen
in zahlreichen unterschiedlichen Ausbildungen fähig ist, sind spezielle Ausführungsformen
derselben in den Zeichnungen dargestellt und werden hierin beschrieben,
wobei es sich versteht, dass die vorliegende Beschreibung als eine Veranschaulichung
der Prinzipien der Erfindung anzusehen ist und nicht dazu gedacht
ist, die Erfindung auf die spezielle dargestellte Ausführungsform
zu begrenzen.
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Wie
oben erwähnt,
verbleibt eine Notwendigkeit für
ein drahtloses Kommunikationssystem, vergleichsweise nahtlose und
unbemerkbare Weiterreichvorgänge
von Sprachkommunikationssitzungen über Paketdatennetze bereitzustellen,
das angemessen effizient ist und eine wirtschaftliche Implementierung
ermöglicht.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung sind ein System, eine Vorrichtung und ein Verfahren dargestellt,
die derartige Vorteile bereitstellen, nämlich Bereitstellen relativ
nahtloser und unbemerkbarer drahtloser Weiterreichvorgänge bei
Nutzung minimaler Netzressourcen (nämlich unter Nutzung vorhandener
Routingknoten und Basisstationen, die gemäß der Erfindung konfiguriert
sind).
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1 ist
ein Blockschaltbild, das eine derartige System-Ausführungsform 100 vor
einem Weiterreichen darstellt, gemäß der vorliegenden Erfindung. Das
System 100 kann beispielsweise für einen allgemeinen Paketfunkdienst
(Generalized Packet Radio Service, „GPRS") in Europa oder auch in den USA verwendet
werden. Wie in 1 dargestellt, enthält System 100 einen
Gateway-Routingknoten,
der als globaler GPRS-Unterstützungsknoten
(„globaler GSN") 110 bezeichnet
wird, einen oder mehrere GPRS-Unterstützungsknoten mit Servingfunktion („GSNs mit
Servingfunktion") 125,
wie z.B. einen ersten GSN mit Servingfunktion 125A und
zweiten GSN mit Servingfunktion 125B ,
und eine oder mehrere Basisstationen (oder Transceiver) 120,
wie z.B. erste Basisstation 120A und
zweite Basisstation 120B . Der globale
GSN 110 und die GSNs mit Servingfunktion 125 sind
vorzugsweise Paketdaten-Routingknoten, die von der Lucent Technologies,
Inc. hergestellt wurden, die in GPRS-Systemen genutzt werden, die
derart konfiguriert worden sind, dass sie gemäß der vorliegenden Erfindung
arbeiten, wie weiter unten detaillierter diskutiert. Der globale
GSN 110 ist mit einem Paketdatennetz 130 zum zusätzlichen
Lenken von Sprach- oder Datenkommunikation gekoppelt. Der globale
GSN 110 kann auch mit anderen (nicht dargestellten) intelligenten
Netzwerkgeräten
gekoppelt sein. Die Basisstationen 120 enthalten drahtlose Transceiver
zur drahtlosen Kommunikation mit einem beliebigen von mehreren drahtlosen
Geräten,
die im Allgemeinen als Mobileinheiten 140 bezeichnet werden,
wie z.B. Mobiltelefonen 141, einem Computer (mit drahtlosem
Modem, drahtlosem Endgeräte-Adapter
oder einem anderen drahtlosen Datenübertragungsgerät) 142,
einem anderen Daten-/Sprachübertragungsgerät 143 (wie
z.B. einem Mobiltelefon mit Funkruffunktionalität) und einem Personal Digital Assistant
(„PDA") 144. (Zur
Vereinfachung der Bezeichnungen wird der Begriff Mobileinheit hierin
zur Bezeichnung von im Allgemeinen jedwedem drahtlosen Gerät genutzt,
das eine oder mehrere jedweder dieser Kommunikationsfunktionen enthalten
kann, wie z.B. Sprach- Funkruf- oder Datenübertragung). Der globale GSN 110,
GSNs mit Servingfunktion 125 und Basisstationen 120 sind
miteinander unter Nutzung von Signalisierungs- und/oder Übertragungsleitungen 150 gekoppelt,
wie z.B. der Typen, die für
Frame Relay verwendet wer den, wie auf dem Fachgebiet bekannt.
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Weiter
Bezug nehmend auf 1 ist ein Kommunikationspfad 155 zur
Mobileinheit 140A für Vollduplex-Kommunikation
mit einem anderen Gerät (nicht
dargestellt) über
erste Basisstation oder Basisstation mit Servingfunktion 120A , ersten GSN mit Servingfunktion 125A , globalen GSN 110 und durch
das Paketdatennetz 130 zum anderen Gerät eingerichtet worden. Wie
oben erwähnt,
ist der Kommunikationspfad 155 für Paketdatenübertragung
vorgesehen. Bei Sprachkommunikation können die Äußerungen eines Sprechers an
verschiedenen Orten innerhalb des Systems 100 abgetastet
und digitalisiert (oder paketiert) werden, wie z.B. innerhalb der
Mobileinheit 140 oder innerhalb der Basisstation mit Servingfunktion 120A . Für
ankommende Datenpakete vom Paketdatennetz 130, die zur
Mobileinheit 140A zu senden sind,
richten globaler GSN 110 und erster GSN mit Servingfunktion 125A einen Adressierungskontext oder ein
-schema ein (auf dem Fachgebiet als „Tunnel" bezeichnet), wobei eingebettete Schichten
der Adressierung zum ordnungsgemäßen Lenken
der ankommenden Datenpakete vom globalen GSN 110 zum ersten
GSN mit Servingfunktion 125A , zur
ersten Basisstation 120A und zur
Mobileinheit 140A und umgekehrt
eingebettete Schichten der Adressierung zum ordnungsgemäßen Lenken
für abgehende
Datenpakete von der Mobileinheit 140A über die
erste Basisstation durch den ersten GSN mit Servingfunktion 125A und globalen GSN 110 und
in das Paketdatennetz 130 bereitgestellt werden.
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Ebenfalls
wie oben erwähnt,
hat bei Sprachkommunikation gemäß der vorliegenden
Erfindung Echtzeit-Datenpaketübertragung
ohne signifikante Unterbrechung eine höhere Priorität als Übertragungsgenauigkeit
oder Datenverlässlichkeit.
Bei derartiger Sprachkommunikation gemäß der vorliegenden Erfindung
werden jedwede ankommenden Datenpakete, die möglicherweise nicht in Echtzeit
(oder nahezu Echtzeit) geliefert wurden sind, (als veraltet) irrelevant
und dürfen
verworfen werden. Im Gegensatz dazu hat bei nicht sprachlicher Datenübertragung,
wie z.B. bei Textdateien, Genauigkeit eine größere Bedeutung als Echtzeitlieferung,
und als Folge davon können
veraltete Datenpakete gepuffert und neu übertragen statt verworfen werden.
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In
dem Maße,
in dem eine Mobileinheit 140 eine geografische Region durchquert
und weiter von einer gegebenen Basisstation 120 entfernt
wird, mit der sie in Kommunikation gestanden hat, fallen die Signal-
oder Leistungspegel derartiger drahtloser Kommunikation zu und von
der Mobileinheit 140 typischerweise unter eine bevorzugte
Schwelle oder einen bevorzugten Bereich ab. Unter diesen Umständen ist
es für
die gegebene Basisstation 120 zu bevorzugen, die Kommunikation
an eine andere Basisstation 120 weiterzureichen, die eine
höhere
Signalstärke
zu und von der gegebenen Mobileinheit 140 aufweist. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann diese Bestimmung durch die gegebene Mobileinheit 140 oder
durch die verschiedenen Basisstationen 120 erfolgen. Weiter
Bezug nehmend auf 1 wird beispielsweise die Mobileinheit 140A (zu einer Zeit t < t1) gegenwärtig durch
erste Basisstation 120A bedient,
was als Kommunikations- oder Anrufpfad 160 dargestellt
ist (wobei Abschnitt der Kommunikationssitzung zwischen dem globalen
GSN 110 und dem Paketdatennetz 130 separat als
Anrufpfad 155 dargestellt ist). Unter diesen Umständen wird
die erste Basisstation 120A im
Allgemeinen als Basisstation mit Servingfunktion oder Zellenstandort
mit Servingfunktion bezeichnet. Sowie sich die Mobileinheit 140A in die Nähe der zweiten Basisstation 120B begibt, kann es für die erste, die Basisstation
mit Servingfunktion 120A notwendig
oder zu bevorzugen werden, die Kommunikation von Mobileinheit 140A zur zweiten Basisstation 120B weiterzureichen. Unter diesen Umständen wird
die zweite Basisstation 120B im
Allgemeinen als Zielbasisstation oder Zielzellenstandort bezeichnet.
Ein derartiges Weiterreichen gemäß der vorliegenden Erfindung
ist unten unter Bezug auf 2 und 3 dargestellt.
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2 ist
ein Blockschaltbild, das die System-Ausführungsform 100 während eines
Weiterreichens darstellt, wobei der erste Kommunikationspfad 160 vom
globalen GSN 110 durch den ersten GSN mit Servingfunktion 125A und die erste Basisstation 120A zur Mobileinheit 140A dargestellt
ist und ein zweiter Kommunikationspfad 165 vom globalen
GSN 110 durch einen zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und eine zweite Basisstation 120B dargestellt ist, gemäß der vorliegenden
Erfindung. Um ein Weiterreichen gemäß der vorliegenden Erfindung
und wie weiter unten detaillierter erklärt zu erreichen, wird der zweite
Kommunikationspfad 165 durch Kommunikation zwischen oder
unter der zweiten, der Zielbasisstation 120B ,
dem zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und
dem globalen GSN 110 eingerichtet. Insbesondere werden,
sobald zweite Basisstation 120B als
Zielbasisstation zum Weiterreichen ausgewählt worden ist, der globale
GSN 110, der zweite GSN mit Servingfunktion 125B und die zweite Basisstation 120B über
das bevorstehende Weiterreichen informiert und nehmen verschiedene
Kommunikations-Einrichtungsaktivitäten wahr, was weiter unten detaillierter
diskutiert wird.
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Das
Informieren des globalen GSN 110, des zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und der zweiten Basisstation 120B über
das bevorstehende Weiterreichen von Sprachkommunikation kann auf
verschiedene Art und Weise erfolgen. Zum einen kann in dem Fall,
dass die Mobileinheit 140A die
zweite Basisstation 120B als das
Ziel ausgewählt
hat, die Mobileinheit 140A eine
entsprechende Meldung zur zweiten Basisstation 120B bereitstellen,
die ihrerseits entsprechende Benachrichtigung zum zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und der wiederum zum globalen GSN 110 bereitstellt.
Alternativ kann derartige Benachrichtigung durch die erste Basisstation 120A , den ersten GSN mit Servingfunktion 125A und dann zum globa len GSN 110,
dem zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und
der zweiten Basisstation 120B erfolgen.
Als eine andere Alternative kann, obgleich nicht eigens in 2 dargestellt,
das System 100 Übertragungsverbindungen 150 zwischen
den GSNs mit Servingfunktion 125 enthalten, und wenn so
konfiguriert, kann Benachrichtigung direkt zwischen dem ersten GSN
mit Servingfunktion 125A und dem
zweiten GSN mit Servingfunktion 125B erfolgen.
Ist die Kommunikationssitzung nicht vorher als Sprachsitzung gekennzeichnet
worden (wie z.B. während
der Anrufeinrichtung), enthält
in der bevorzugten Ausführungsform
die Weiterreichbenachrichtigung eine derartige Kennzeichnung, um
das Weiterreichen als ein Weiterreichen von Sprachkommunikation
hervorzuheben (statt anderer Arten von Weiterreichvorgängen von
Datenübertragung,
bei denen Rechtzeitigkeit von sekundärer Wichtigkeit sein kann).
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Um
den zweiten Kommunikationspfad 165 einzurichten, richten
der globale GSN 110 und der zweite GSN mit Servingfunktion 125B einen zweiten Adressierungskontext
(oder zweiten Tunnel) für
die Mobileinheit 140A ein. Für ankommende
Datenpakete vom Paketdatennetz 130, die nach Abschluss
des Weiterreichens zur Mobileinheit 140A zu
senden sind, richten der globale GSN 110 und der zweite
GSN mit Servingfunktion 125B zuerst
einen zweiten Adressierungskontext ein, wobei eingebettete Schichten
der Adressierung zum ordnungsgemäßen Lenken
der ankommenden Datenpakete vom globalen GSN 110 zum zweiten
GSN mit Servingfunktion 125B , zur
zweiten Basisstation 120B und zur
Mobileinheit 140A und umgekehrt
eingebettete Schichten der Adressierung zum ordnungsgemäßen Lenken
für abgehende
Datenpakete von der Mobileinheit 140A über die
zweite Basisstation 120B , durch
den zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und
globalen GSN 110 und in das Paketdatennetz 130 bereitgestellt
werden. Die Einrichtung dieses zweiten Adressierungskontextes für die Mobileinheit 140A zwischen dem globalem GSN 110 und
dem zweiten GSN mit Servingfunktion 125B , gekoppelt
mit dem Informieren der zweiten Basisstation 120B über ein
bevorstehendes Weiterreichen, erzeugt den zweiten Kommunikationspfad 165,
der in 2 dargestellt ist.
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In
Vorbereitung für
das Weiterreichen fährt der
erste Kommunikationspfad 160 fort, zur Kommunikation mit
der Mobileinheit 140A genutzt zu
werden. Unter Nutzung des ersten Adressierungskontextes werden vom
Paketdatennetz 130 ankommende Datenpakete durch den globalen
GSN 110 in Adressierungsschichten eingebettet, und diese
ankommenden, adressierten Datenpaket werden vom globalen GSN 110 zum
ersten GSN mit Servingfunktion 125A , zur
ersten Basisstation 120A und zur
Mobileinheit 140A gelenkt, und
umgekehrt werden von der Mobileinheit 140A abgehende
Datenpakete über
die erste Basisstation 120A durch
den ersten GSN mit Servingfunktion 125A und
globalen GSN 110 in das Paketdatennetz 130 gelenkt.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird simultan oder in anderer Weise gleichzeitig mit der
Verwendung des ersten Adressierungskontextes der zweite Adressierungskontext
ebenfalls genutzt, um dieselben (duplizierten) ankommenden Datenpakete
zur zweiten Basisstation 120B zu
lenken. Insbesondere werden simultan unter Nutzung des zweiten Adressierungskontextes
vom Paketdatennetz 130 ankommende Datenpakete durch den
globalen GSN 110 in Adressierungsschichten eingebettet,
und diese ankommenden, adressierten Datenpaket werden vom globalen
GSN 110 zum zweiten GSN mit Servingfunktion 125B , zur zweiten Basisstation 120B gelenkt. Als Konsequenz daraus werden
bei Abschluss des Weiterreichens, wenn die Mobileinheit 140A sich auf die zweite Basisstation 120B neu abgestimmt hat oder anderweitig
mit ihr kommuniziert, gegenwärtig
ankommende Datenpaket unverzüglich zur Übertragung
zur Mobileinheit 140A verfügbar. Auch
kann zu jener Zeit auf das Neuabstimmen folgend jedwede von der
Mobileinheit 140A abgehende Sprachkommunikation
zur zweiten Basisstation 120B zum
Lenken in das Paketdatennetz 130 über den zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und globalen GSN 110 gesendet
werden (wobei die erste Basisstation 120A die Übertragung
jedweder Informationen abgeschlossen hat, die sie vorher von der
Mobileinheit 140A empfing). Vor
derartigem Neuabstimmen der Mobileinheit 140A kann
die zweite Basisstation 120B ankommende
Datenpakete, die die Mobileinheit 140A kennzeichnen,
einfach verwerfen (statt puffern). Derartiger Abschluss des Weiterreichens
wird unten unter Bezug auf 3 diskutiert.
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3 ist
ein Blockschaltbild, das die System-Ausführungsform 100 während des
Abschließens
eines Weiterreichens darstellt, wobei der zweite Kommunikationspfad 165 vom
globalen GSN 110 durch den zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und die zweite Basisstation 120 zur
Mobileinheit 140A dargestellt ist,
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Wenn der zweite Kommunikationspfad 165 gemäß der vorliegenden
Erfindung eingerichtet worden ist, dann stimmt sich die Mobileinheit 140A danach (d.h. zu einer Zeit t größer oder
gleich der Zeit t1) auf einen vorgegebenen
Kanal der zweiten Basisstation 120B ab
oder richtet in anderer Weise einen Kommunikationspfad zu dieser
ein, dargestellt als Kommunikationspfad 170, um dieselbe
Sprachkommunikationssitzung über
den zweiten Kommunikationspfad 165 (d.h. über den
zweiten Adressierungskontext) fortzusetzen. Nach derartigem Neuabstimmen
kann die Mobileinheit 140A unverzüglich über die
zweite Basisstation 120B , den zweiten
GSN mit Servingfunktion 120B und
den globalen GSN 110 ankommende Datenpakete empfangen und
abgehende Datenpakete senden. Zu jener Zeit kann die Verwendung
des ersten Adressierungskontextes durch den globalen GSN 110 eingestellt
werden, und die erste Basisstation 120A kann
jedwede ankommenden Datenpakete, die die Mobileinheit 140A kennzeichnen, verwerfen (statt sie
neu zu senden oder umzuleiten). Das Weiterreichen der Sprachkommunikationssitzung über ein
Datennetz von der Basisstation mit Servingfunktion zur Zielbasisstation
ist dann abgeschlossen, wobei die Sprachkommunikationssitzung ohne
Unterbrechung durch Datenverbindungen oder -pfade 155, 165 und 170 fortgesetzt
wird, wie in 3 dargestellt.
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Wie
oben erwähnt,
sind die Weiterreichverfahren der vorliegenden Erfindung hauptsächlich zum
Weiterreichen von Kommunikationssitzungen ausgelegt, die in Echtzeit
erfolgen, bei denen Übertragungsverzögerungen
oder Unterbrechungen in hohem Maße unerwünscht sind, wie z.B. bei Sprachkommunikation.
Andere Arten von Weiterreichvorgängen
für Paketdatennetze,
wie z.B. bei Textdateiübertragung,
können
unter Nutzung standardmäßiger, bekannter
Verfahren erfolgen, bei denen sowohl ankommende als auch abgehende
Datenkommunikation zur Gänze
eingestellt werden, jedwede wartenden Daten gepuffert werden, wobei
die Datenkommunikation (und Neuübertragung
(oder Umleitung) gepufferter Daten) auf das Weiterreichen folgend
wieder aufgenommen wird.
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Wie
aus obiger Diskussion offensichtlich sein mag, erfolgt das Weiterreichen
der Sprachkommunikationssitzung von der ersten, der Basisstation
mit Servingfunktion 120A zur zweiten,
der Zielbasisstation 120A unter
Nutzung des globalen GSN 110, der für simultane Verwendung des
zweiten Adressierungskontextes konfiguriert ist, nahtlos und ohne
signifikante oder bemerkbare Unterbrechung. Tatsächlich tritt im Gegensatz zum
GPRS-Standard, der eine Weiterreichunterbrechung von bis zu fünf Sekunden Länge aufweisen
kann, die einzige Kommunikationsunterbrechung beim weiterreichen
der vorliegenden Erfindung auf, während sich die Mobileinheit 140 auf die
Zielbasisstation, die zweite Basisstation 120B neu abstimmt,
eine unvermeidbare Unterbrechung in der Größenordnung unbemerkbarer 90–100 Millisekunden.
Darüber
hinaus wird ein derartiges Weiterreichen ohne die Notwendigkeit
zusätzlicher
Netzressourcen erreicht.
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4 ist
ein Blockschaltbild, das eine Vorrichtungs-Ausführungsform 200 gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Wie weiter unten detaillierter diskutiert,
kann eine derartige Vorrichtung 200 in einem globalen GSN 110 oder
einer anderen Komponente des Systems 100 enthalten sein.
Die Vorrichtung 200 enthält einen Prozessor 210,
eine Netzwerkschnittstelle 215 und einen Speicher 220.
Die Netzwerkschnittstelle 215 wird zum Adressieren (unter
Nutzung des ersten Adressierungskontextes und des zweiten Adressierungskontextes)
und zum Lenken ankommender und abgehender Datenpakete genutzt, wenn
die Vorrichtung 200 innerhalb eines globalen GSN 110 ausgeführt ist.
Die Netzwerkschnittstelle 215 wird auch für Sendung
und Empfang der verschiedenen oben erwähnten Meldungen genutzt, wie
z.B. der Weiterreichanfragen, die von der ersten Basisstation 120A und dem ersten GSN mit Servingfunktion 125A zum zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und zur zweiten Basisstation 120B gelenkt werden. Der Speicher 220 kann
ein magnetisches Festplattenlaufwerk, ein optisches Speichergerät oder jede
andere Art von Datenspeichervorrichtung sein. Der Speicher 220 wird
zum Speichern von Informationen verwendet, die Adressierungskontexte,
Lenkungsangaben und Programmanweisungen betreffen, wie weiter unten
detaillierter diskutiert.
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Weiter
Bezug nehmend auf 4 kann der Prozessor 210 eine
einzelne integrierte Schaltung („IC") enthalten oder kann mehrere integrierte
Schaltungen oder andere Komponenten enthalten, die gemeinsam verbunden,
angeordnet oder gruppiert sind, wie z.B. Mikroprozessoren, Digitalsignalprozessoren („DSPs"), anwendungsspezifische
integrierte Schaltkreise („ASICs"), zugeordneten Speicher
(wie z.B. RAM und ROM) und andere ICs und Komponenten. Als Konsequenz
daraus ist der Begriff Prozessor in der hier verwendeten Weise so
zu verstehen, dass er gleichermaßen einen einzelnen Prozessor
oder eine Anordnung von Prozessoren, Mikroprozessoren, Controllern
oder irgendeine andere Gruppierung integrierter Schaltungen bedeutet
und beinhaltet, die die oben diskutierten und ebenfalls unten unter
Bezug auf
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5 diskutierten
Funktionen wahrnimmt, mit zugeordnetem Speicher, wie z.B. Mikroprozessor-Speicher
oder zusätzlichem
RAM, ROM, EPROM oder E2PROM. Die Methodik
der Erfindung, wie oben unter Bezug auf 1–3 diskutiert
und unten unter Bezug auf 5 diskutiert,
kann im Prozessor 210 mit seinem zugeordneten Speicher
(wie z.B. Speicher 220) und anderen äquivalenten Komponenten als
Satz von Programmanweisungen zur späteren Ausführung, wenn der Prozessor 210 in
Betrieb ist (d.h. eingeschaltet ist und funktioniert), programmiert
und gespeichert sein.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das eine Verfahrens-Ausführungsform
gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt. Vor dem Beginnen eines Weiterreichens ist eine Vollduplex-Sprachkommunikationssitzung
mit der Mobileinheit 140A durch
den Gateway-Routingknoten (globalen GSN 110), den ersten Routingknoten
mit Servingfunktion (erster GSN mit Servingfunktion 125A ) und die erste Basisstation 120A eingerichtet worden. Beginnend mit
dem Startschritt 300 bestimmt das Verfahren, dass ein Weiterreichen
notwendig oder zu bevorzugen ist, Schritt 305. Dies kann
durch verschiedene Verfahren, die auf dem Fachgebiet bekannt sind,
aus verschiedenen Anfragen, die durch die Basisstation mit Servingfunktion,
wie z.B. Basisstation 120A , gesendet
werden, mit Antworten von den potenziellen Zielbasisstationen, wie
z.B. Basisstation 120B , oder durch
Ermittlungen erreicht werden, die durch die bestimmte Mobileinheit 140 durchgeführt werden.
Als Nächstes wird
als Teil des Schritts 305 eine Zielbasisstation für ein Weiterreichen
ausgewählt,
ebenfalls wie auf dem Fachgebiet bekannt, wie z.B. zweite Basisstation 120B .
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Als
Nächstes
werden in Schritt 310 verschiedene Weiterreichmeldungen
innerhalb des Systems 100 gesendet, die den Gateway-Routingknoten,
die Routingknoten mit Servingfunktion und die (erste) Basisstation
mit Servingfunktion und die (zweite) Zielbasisstation über das
po tenzielle Weiterreichen der Mobileinheit informieren, wobei dies
davon abhängt,
wie die Zielbasisstation ausgewählt
worden ist. Beispielsweise kann die Zielbasisstation über das Weiterreichen
direkt durch die Mobileinheit informiert werden, in welchem Fall
die Benachrichtigung unter den anderen Komponenten des Systems 100 übertragen
wird. Außerdem
kann beispielsweise die Basisstation mit Servingfunktion über das
Weiterreichen durch die Mobileinheit 140 informiert werden
oder kann selbst diese Bestimmung vornehmen, in welchem Fall die
Benachrichtigung dann zu den anderen Komponenten des Systems 100 übertragen
wird. Wie oben erwähnt,
kann diese Benachrichtigung auf verschiedene Art und Weise erfolgen,
wie z.B. als eine oder mehrere Meldungen zwischen und unter der
Basisstation 120A , dem ersten GSN
mit Servingfunktion 125A , dem globalen
GSN 110, dem zweiten GSN mit Servingfunktion 125B und der zweiten Basisstation 120B .
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Der
Gateway-Routingknoten und der zweite Routingknoten mit Servingfunktion,
wie z.B. der globale GSN 110 und der zweite GSN mit Servingfunktion 125B , richten dann einen zweiten Adressierungskontext
(Tunnel) ein, Schritt 315, sodass vom Paketdatennetz 130 ankommende
Datenpakete durch den globalen GSN 110 in Adressierungsschichten
eingebettet werden, und diese ankommenden, adressierten Datenpaket
können
dann vom globalen GSN 110 zum zweiten GSN mit Servingfunktion 125B , zur zweiten Basisstation 120B gelenkt werden. Als Nächstes sendet
in Schritt 320 der Gateway-Routingknoten (wie z.B. der
globale GSN 110) gleichzeitig ankommende Datenpakete für die Mobileinheit
(vom Datennetz 130) zum ersten Routingknoten mit Servingfunktion
(wie z.B. dem ersten GSN mit Servingfunktion 125A )
unter Nutzung des ersten Adressierungskontextes (zur Übertragung
zur ersten Basisstation 120A ) und
zum zweiten Routingknoten mit Servingfunktion (wie z.B. dem zweiten
GSN mit Servingfunktion 125B ) unter
Nutzung des zweiten Adressierungskontextes (zur Übertragung zur zweiten Basis station 120B ).
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Auf
diese Einrichtung der zweiten Kommunikationsverbindung 165 folgend
wird die Mobileinheit dann angewiesen, sich auf einen verfügbaren Kanal der
zweiten Basisstation 120B neu abzustimmen (oder
sie veranlasst ihre eigene Neuabstimmung) oder anderweitig mit ihr
zu kommunizieren, Schritt 325, wobei Kommunikationsverbindung 170 eingerichtet
wird, die in 3 dargestellt ist, um dieselbe Sprachkommunikationssitzung
durch die zweite Kommunikationsverbindung 165 fortzusetzen.
Wenn die Mobileinheit derartige Kommunikation mit der zweiten Basisstation 120B eingerichtet hat, sendet die zweite
Basisstation 120B dann (zur Mobileinheit) ankommende
Sprachkommunikation von den gegenwärtigen Datenpaketen, die den
zweiten Adressierungskontext aufweisen, und empfängt jedwede abgehende Sprachkommunikation
(von der Mobileinheit) zur Sendung als Datenpaket zum Gateway-Routingknoten
(und erforderlichenfalls weiter in das Datennetz 130),
Schritt 330. Nach Schritt 330 ist das Weiterreichen
abgeschlossen, und der Gateway-Routingknoten
(wie z.B. der globale GSN 110) kann das Verwenden des ersten
Adressierungskontextes einstellen (und dadurch das Übertragen
duplizierter ankommender Datenpakete zur ersten Basisstation 120A durch den ersten GSN mit Servingfunktion 125A einstellen), Schritt 335.
Nach Schritt 335 kann das Verfahren enden, Rückkehrschritt 340.
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Es
ist anzumerken, dass, falls ein anderes Weiterreichen zwischen dieser
Basisstation (nun eine Basisstation mit Servingfunktion) und einer
dritten Basisstation (nun eine Zielbasisstation) angebracht ist,
die oben umrissenen Verfahren wiederholt werden können. Dieser
Prozess kann für
so viele Weiterreichvorgänge
fortgesetzt werden, wie dies für die
gegebene Kommunikationssitzung der Mobileinheit erforderlich sein
kann.
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Zahlreiche
Vorteile der vorliegenden Erfindung können aus obiger Diskussion
offensichtlich sein. Erstens stellt, wie oben dargestellt, das drahtlose
Kommunikationssystem der vorliegenden Erfindung praktisch nahtlose
und unbemerkbare Weiterreichvorgänge
von Sprachkommunikationssitzungen von Mobileinheiten innerhalb einer
Paketdatennetz-Umgebung bereit. Zweitens sind die verschiedenen
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung angemessen effizient und ermöglichen
eine wirtschaftliche Implementierung in vorhandenen Kommunikationseinrichtungen
wie z.B. Vermittlungsstellen und Basisstationen. Darüber hinaus
beseitigen oder minimieren die Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung die Verwendung zusätzlicher Netzressourcen,
während
sie mit anderen intelligenten Netzgeräten und -systemen kompatibel
sind.
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Anhand
des Vorstehenden ist zu beobachten, dass zahlreiche Veränderungen
und Modifikationen bewirkt werden können, ohne Sinn und Umfang des
neuartigen Konzepts der Erfindung zu verlassen. Es versteht sich,
dass Einschränkungen
hinsichtlich der speziellen Verfahren und Vorrichtungen, die hierin
dargestellt sind, weder beabsichtigt noch zu folgern sind. Es ist
natürlich
beabsichtigt, durch die angehängten
Ansprüche
alle derartigen Modifikationen als innerhalb des Umfangs der Ansprüche fallend
abzudecken.