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DE102005001123A1 - Kommunikationssystem, Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, Netzzugangsvorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung - Google Patents

Kommunikationssystem, Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, Netzzugangsvorrichtung und Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung Download PDF

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DE102005001123A1
DE102005001123A1 DE102005001123A DE102005001123A DE102005001123A1 DE 102005001123 A1 DE102005001123 A1 DE 102005001123A1 DE 102005001123 A DE102005001123 A DE 102005001123A DE 102005001123 A DE102005001123 A DE 102005001123A DE 102005001123 A1 DE102005001123 A1 DE 102005001123A1
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DE
Germany
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network
communication
access device
wlan
umts
Prior art date
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Ceased
Application number
DE102005001123A
Other languages
English (en)
Inventor
Maik Bienas
Achim Luft
Martin Hans
Norbert Schwagmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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 Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
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Priority to DE112006000590T priority patent/DE112006000590A5/de
Priority to PCT/DE2006/000022 priority patent/WO2006072240A2/de
Priority to KR1020077018344A priority patent/KR100889111B1/ko
Priority to US11/813,617 priority patent/US20080165702A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem mit einer Netzzugangsvorrichtung, die den Zugang von einem ersten zu einem dritten und den Zugang von einem zweiten zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk ermöglicht, und wobei bei der Datenübertragung von dem ersten zu dem dritten und bei der Datenübertragung von dem zweiten zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk dieselbe Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet werden kann und insbesondere bei einem Handover eines Teilnehmergeräts von dem ersten zu dem zweiten Kommunikationsnetzwerk gleich bleibt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem, ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, eine Netzzugangsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung.
  • In den letzten Jahren ist es selbstverständlich geworden, dass die Möglichkeit besteht nahezu überall mobil zu telefonieren.
  • Seit Kurzem besteht zudem die Möglichkeit, paketvermittelte (Kommunikations-)Dienste mit hohen Datenraten mobil zu nutzen.
  • Die zur Zeit typischerweise verwendeten Mobilfunksysteme der zweiten Generation, wie beispielsweise Mobilfunksysteme gemäß dem GSM(Global System of Mobile Communications)-Standard, sind vorrangig für Mobilfunk-Sprachverbindungen vorgesehen und sind wegen der geringen Übertragungsdatenraten, die ein solches Mobilfunksystem bereitstellt, nur schlecht für die Übertragung großer Datenmengen geeignet.
  • Es wurden und werden mehrere Mobilfunk-Kommunikationssysteme entwickelt, die in der Lage sind, paketvermittelte Dienste mit einer hohen Datenrate bereitzustellen.
  • Beispielsweise werden Arbeiten für die Entwicklung und Standardisierung des UMTS(Universal Mobile Telecomunication System)-Standards im Rahmen des 3rd Generation Partnership Project (3GPP) durchgeführt.
  • Ein UMTS-Kommunikationssystem, das heißt ein Kommunikationssystem gemäß dem UMTS-Standard, stellt den Benutzern verschiedene leitungsvermittelte Dienste und paketvermittelte Dienste bereit und wird in naher Zukunft unter anderen in weiten Teilen Europas zur Verfügung stehen.
  • Ferner sind sogenannte "Wireless Local Area Networks" (WLAN), bekannt. WLANs sind speziell für die Funkübertragung von paketvermittelten Diensten konzipiert.
  • WLANs ermöglichen die Datenübertragung mit im Vergleich zu UMTS-Kommunikationssystemen höherer Datenrate, ermöglichen allerdings nicht die Mobilität der Benutzer in dem Maße, wie sie von UMTS-Kommunikationssystemen ermöglicht wird.
  • WLANs werden beispielsweise durch den Standard IEEE 802.11 und den Standard HIPERLAN oder HIPERLAN/2 spezifiziert.
  • Zukünftige (Mobilfunk-)Teilnehmergeräte werden voraussichtlich eingerichtet sein, neben Mobilfunk-Kommunikationssystemen der zweiten Generation auch UMTS-Kommunikationssysteme und WLAN zu nutzen, das heißt, Kommunikationsverbindungen zu UMTS-Kommunikationssystemen und WLAN aufzubauen und mittels der Kommunikationsverbindungen Daten zu übertragen.
  • Dementsprechend wird häufig die Situation auftreten, dass ein Benutzer eines Teilnehmergeräts einen paketvermittelten Dienst mittels einer Kommunikationsverbindung zu einem WLAN nutzt und sich während der Kommunikationsverbindung aus dem Versorgungsbereich einer WLAN-Funkzelle, das heißt dem geographischen Gebiet, in dem das WLAN mittels des Teilnehmergeräts genutzt werden kann, herausbewegt.
  • Typischerweise würde in diesem Fall die Kommunikationsverbindung zu dem WLAN beendet werden, selbst wenn außerhalb der WLAN-Funkzelle die Versorgung durch ein UMTS-Kommunikationssystem gegeben ist, das heißt, dass das Teilnehmergerät den paketvermittelten Dienst mittels einer Kommunikationsverbindung zu dem UMTS-Kommunikationssystem weiter nutzen könnte.
  • Damit das Teilnehmergerät den paketvermittelten Dienst mittels einer Kommunikationsverbindung zu dem UMTS-Kommunikationssystem weiter nutzen kann, ist ein Kommunikationssystemwechsel von dem WLAN zu dem UMTS-Kommunikationssystem erforderlich, so dass stets eine Kommunikationsverbindung zu dem WLAN oder eine Kommunikationsverbindung zu dem UMTS-Kommunikationssystem besteht.
  • Die Zusammenarbeit zwischen UMTS-Kommunikationssystemen und WLAN wird von dem Standardisierungs-Gremium des 3GPP unter der Bezeichnung "3GPP system to WLAN Interworking" standardisiert.
  • Der Grad der Zusammenarbeit zwischen UMTS-Kommunikationssystemen und WLAN wurde in 6 Stufen unterteilt und es wurden 6 Szenarien definiert, welche als Scenario 1 bis Scenario 6 bezeichnet werden. Gemäß Scenario 1 besteht der geringste Grad der Zusammenarbeit und gemäß Scenario 6 besteht der größte Grad der Zusammenarbeit. Ab Scenario 4, das heißt gemäß Scenario 4, Scenario 5 und Scenario 6, besteht die Möglichkeit eines Inter-System-Handovers, das heißt eines Kommunikationssystemwechsels zwischen UMTS-Kommunikationssystemen und WLAN (siehe [1], Kapitel 6.5).
  • Derzeit wird das Scenario 3 spezifiziert. Prozeduren für ein Inter-System-Handover wurden noch nicht spezifiziert.
  • 1 zeigt ein UMTS-Kommunikationssystem 100 zur Bereitstellung von paketvermittelten Diensten.
  • Ein Teilnehmergerät 101 ist mittels einer ersten Basisstation 102, welche im UMTS-Standard als NodeB bezeichnet wird, mit einem UMTS-Funknetzwerk 103 gekoppelt.
  • Die erste Basisstation 102 ist die Funkschnittstelle zwischen dem Teilnehmergerät 101 und dem UMTS-Funknetzwerk 103 und ermöglicht die Übertragung von UMTS-Funksignalen.
  • Die erste Basisstation 102 ist mit einem RNC (Radio Network Controller) 104 gekoppelt. Der RNC 104 hat im wesentlichen Aufgaben, die die Steuerung der Luftschnittstelle betreffen, wie beispielsweise die Zuweisung von Funkressourcen bei einem Kommunikationsverbindungsaufbau.
  • Es können weitere Basisstationen mit dem RNC 104 gekoppelt sein, hier beispielsweise eine zweite Basisstation 110.
  • Zur Übertragung von Datenpaketen wird das Internet-Protokoll (IP) verwendet. Ein SGSN (Serving GPRS(General Packet Radio Service) Support Node) 105 koppelt, anschaulich gesprochen aus Sicht des IP, das Teilnehmergerät 101 mit dem UMTS-Funknetzwerk 103 und stellt die Funktionalität eines Routers bereit. Der SGSN 105 dient weiterhin zur Authentifizierung von Benutzern zur Mobilitätsverwaltung.
  • Mittels eines GGSN (Gateway GPRS Support Node) 106 ist das UMTS-Netzwerk 103 mit externen paketbasierten Kommunikationsnetzwerken, hier beispielsweise dem Internet 107, gekoppelt. Der GGSN 106 stellt ebenfalls die Funktionalität eines Routers bereit.
  • Der GGSN ist weiterhin mit einem IMS (IP Multimedia Subsystem) 108, das heißt einem Kommunikationssystem gemäß dem IMS-Standard, gekoppelt.
  • Ein IMS ist ein paketbasiertes Kommunikationssystem. Der IMS-Standard wurde entwickelt, um Dienste anbieten zu können, die typisch für eine leitungsvermittelte Übertragung sind, wie beispielsweise Sprachtelefonie.
  • Ein HLR (Home Location Register) 109 enthält alle Daten, die zum Aufbau einer Kommunikationsverbindung und zur Authentifizierung des Benutzers des Teilnehmergeräts 101 erforderlich sind.
  • 2 zeigt ein Kommunikationssystem 200 mit einem WLAN-Zugangsnetzwerk 203.
  • Ein Teilnehmergerät 201 ist mittels eines ersten Access Point (AP) 202 mit dem WLAN-Zugangsnetzwerk 203 gekoppelt. Der erste Access Point 202 dient als Funkschnittstelle und ermöglicht die Übertragung von Funksignalen.
  • Der Access Point 202 und eventuell weitere Access Points, hier beispielsweise ein zweiter Access Point 204, sind mit einem Access Router (AR) 205 gekoppelt. Der Access Router 205 ist für die Steuerung von Handover zwischen den angeschlossenen Access Point 202, 204 zuständig und koppelt das Teilnehmergerät 201 mit dem Internet 206 und einem AAA- Server (Authentication, Authorisation and Accounting-Server) 207.
  • Der Access Router 205 stellt die Funktionalität eines Routers bereit.
  • Der AAA-Server 207 dient zur Authentifizierung und zum Überprüfen der Berechtigung der Benutzer.
  • Ferner erzeugt der AAA-Server 207 die Daten, die zum Erfassen von Kommunikationsverbindungsgebühren verwendet werden.
  • 3 zeigt ein Kommunikationssystem 300 mit einem WLAN/3G-Interworking-Network 310.
  • Das WLAN/3G-Interworking-Network 310 ist gemäß dem 3GPP-Standard für Scenario 3 ausgebildet.
  • Das WLAN/3G-Interworking-Network 310 koppelt ein UMTS-Kommunikationssystem 311, das die mit Bezug auf 1 erläuterte Netzwerkarchitektur aufweist, mit einem WLAN-Kommunikationssystem 312, das die mit Bezug auf 2 erläuterte Netzwerkarchitektur aufweist.
  • Das UMTS-Kommunikationssystem 311 weist, wie mit Bezug auf 1 beschrieben, Basisstationen 302, 303, die mittels eines RNC 304 mit einem SGSN 305 gekoppelt sind, einen GGSN 306, der mit dem SGSN 305, dem Internet 307, einem IMS 308 und einem HLR 309 gekoppelt ist, auf.
  • Das WLAN-Kommunikationssystem 312 weist, wie mit Bezug auf 2 beschrieben, Access Points 313, 314 und ein mittels eines der Access Points 313, 314 mit einem Access Router 316 gekoppeltes Teilnehmergerät 315 auf.
  • Das Kommunikationssystem 300 ermöglicht den Zugriff des Teilnehmergeräts 315 mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 312 auf paketvermittelte (Kommunikations-)Dienste, die mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 311 bereitgestellt werden, beispielsweise den Zugriff auf das IMS 308.
  • Möchte der Benutzer des Teilnehmergeräts 315 diese Dienste nutzen, so ist eine Authentifizierung und eine Autorisierung mittels eines AAA-Servers 316 des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks 310 erforderlich.
  • Ein AAA-Server, den das WLAN-Zugangsnetzwerk 312 eventuell aufweist, kann dafür nicht verwendet werden.
  • Ein PDG (Packet Data Gateway) 317 ermöglicht den Zugang zum Internet 307 und zum IMS 308 und stellt die Funktionalität eines Routers bereit.
  • Zum Erfassen von Kommunikationsverbindungsgebühren ist der AAA-Server 316 mit dem PDG 317 gekoppelt.
  • Ein WAG (WLAN Access Gateway) 318 hat im Wesentlichen die Aufgabe, eine Kommunikationsverbindung zu dem Heimat-UMTS-Kommunikationsnetzwerk (nicht gezeigt) eines Benutzers eines Teilnehmergeräts (nicht gezeigt) bereitzustellen, falls eine Kommunikationsverbindung von dem Teilnehmergerät zu dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk 311 besteht und dieses ein besuchtes UMTS-Kommunikationsnetzwerk und nicht das Heim-UMTS-Kommunikationsnetzwerk des Benutzers ist.
  • Dazu weist das WAG 318 eine Kommunikationsverbindung zu dem PDG des Heimat-UMTS-Kommunikationssystems (nicht gezeigt) auf.
  • Die Möglichkeit mittels eines besuchten UMTS-Kommunikationssystems mit dem Heimat-UMTS-Kommunikationssystem zu kommunizieren wird als Roaming bezeichnet.
  • Das WAG 318 stellt die Funktionalität eines Routers bereit.
  • In [2] ist der GPRS(General Packet Radio Service)-Kommunikationsstandard offenbart.
  • In [3] ist ein Verfahren zum Betreiben eines Funk-Kommunikationsnetzwerks offenbart, mittels welchem unter Verwendung eines Schlüssels, der zwischen einem Mobilfunkgerät und einem Knoten des Kommunikationsnetzwerks ausgetauscht wird, Sicherheitsprobleme bei der drahtlosen Datenübertragung, insbesondere beim Wechsel zwischen LAN-Kommunikationsnetzen und UMTS-Kommunikationsnetzen, gelöst werden können.
  • In [4] ist ein Verfahren zum Handover eines Mobilfunkgeräts zwischen unterschiedlichen Zugangsnetzen offenbart, wobei eine logische Schnittstelle der Kommunikation zwischen dem Mobilfunkgerät und einer physikalischen Schnittstellenschicht IP-Adressen zuweist.
  • Druckschrift [5] offenbart ein Kommunikationssystem, bei dem ein Endgerät mit unterschiedlichen Kommunikationsnetzen des Kommunikationssystems gekoppelt ist und insbesondere mittels einer Schnittstelle Kommunikationsdienste mittels der unterschiedlichen Kommunikationsnetze nutzen kann.
  • In [6] ist ein Verfahren zur Datenübertragung offenbart, bei dem ein Teil einer zu übertragenden Datenmenge mittels einer sicheren Schnittstelle übertragen wird und der restliche Teil der zu übertragenden Datenmenge mittels einer nicht speziell gesicherten Schnittstelle übertragen wird, beispielsweise mittels eines WLAN.
  • In [7] sind ein Verfahren und eine Architektur für ein Kommunikationssystem offenbart, welche ein vertikales Handoff, das heißt ein Handover zwischen unterschiedlichen Zugangsnetzen, die beispielsweise eine Kommunikationsverbindung zwischen einem Endgerät und dem Internet bereitstellen können, ermöglichen.
  • [8] offenbart eine Modifikation eines PDG, der ein GGSN-Element mit Funktionen eines GGSN aufweist.
  • Druckschrift [9] offenbart eine Netzwerkarchitektur, bei der ein PLMN (Public Land Mobile Network) mittels einem inter-PLMN mit einem WLAN gekoppelt ist. Ein Handover zwischen dem PLMN und dem WLAN wird darauf basierend durchgeführt, dass das WLAN dem PLMN als weiteres PLMN erscheint.
  • In [10] ist insbesondere der Ablauf einer Registrierung eines Teilnehmergeräts bei einem WLAN gemäß 3GPP beschrieben.
  • In Druckschrift [11] ist ein Verfahren beschrieben, bei dem die aktuelle Position eines Teilnehmergeräts bestimmt wird und basierend auf der aktuellen Position und unter Verwendung einer Karte Empfangsbedingungen bestimmt werden. Unter Verwendung der Empfangsbedingungen kann beispielsweise entschieden werden, ob ein Handover durchgeführt werden soll.
  • Druckschrift [12] offenbart das Abbilden von Parametern, die Qualitätserfordernisse spezifizieren, beispielsweise QoS(Quality of Service)-Parameter zwischen verschiedenen Kommunikationssystemen, so dass für jedes Kommunikationssystem die Qualitätserfordernisse gemäß dem jeweiligen Kommunikationssystem spezifiziert werden.
  • In [13] wird eine Schnittstelle zwischen einem WLAN und einem UMTS-Kommunikationssystem beschrieben, wobei Daten, die von dem WLAN an das UMTS-Kommunikationssystem übermittelt werden, so übermittelt werden, dass sie von einem SGSN zu stammen scheinen.
    •
  • Der Erfindung liegt das Problem zu Grunde, ein effizientes Verfahren für ein Handover eines Teilnehmergeräts von einem ersten Zugangs-Kommunikationsnetzwerk zu einem zweiten Zugangs-Kommunikationsnetzwerk bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Kommunikationssystem, ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, eine Netzzugangsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
  • Es wird ein Kommunikationssystem bereitgestellt, das ein erstes Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, ein Teilnehmergerät und eine Netzzugangsvorrichtung aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht-Adresse zugeordnet ist, wobei die Netzzugangsvorrichtung eingerichtet ist, den Zugang von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk zu ermöglichen; das Kommunikationssystem eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufweist, wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird; und die Netzzugangsvorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, die erste Kommunikationsverbindung abzubauen und eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufzubauen, wobei bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
  • Ferner werden ein Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, eine Netzzugangsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung gemäß dem oben beschriebenen Kommunikationssystem bereitgestellt.
  • Eine der Erfindung zu Grunde liegende Idee kann darin gesehen werden, dass die Netzzugangsvorrichtung einem Teilnehmergerät den Zugang zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk sowohl mittels des ersten als auch mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks bereitstellen kann und dass beim Abbau der ersten Kommunikationsverbindung und dem Aufbau der zweiten Kommunikationsverbindung, was anschaulich einem (Inter-System-)Handover des Teilnehmergeräts von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem zweiten Kommunikationsnetzwerk entspricht, die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung sich nicht ändert.
  • Die Erfindung ermöglicht insbesondere die unterbrechungsfreie Weiterführung einer (vorzugsweise paketvermittelten) Kommunikationsverbindung, die mittels des ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk besteht, unter Verwendung einer Kommunikationsverbindung, die mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk besteht.
  • Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für ein Handover zwischen von einem WLAN-Zugangsnetzwerk zu einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk und umgekehrt, das heißt für ein Handover von einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk zu einem WLAN-Zugangsnetzwerk.
  • Im Rahmen dieser Anwendung kann eine der Erfindung zu Grunde liegende Idee darin gesehen werden, dass anschaulich die beiden Netzwerkelemente PDG und GGSN in einem Netzwerkelement vereinigt sind.
  • Die unten beschriebenen Ausführungsbeispiele, die ein Handover von einem WLAN-Zugangsnetzwerk zu einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk bzw. umgekehrt betreffen, können insbesondere im Falle eines herkömmlichen UMTS-Kommunikationsnetzwerks angewendet werden, ohne dass aufwändige Änderungen an den Netzwerkelementen des UMTS-Kommunikationsnetzwerks vorgenommen werden müssen. Insbesondere kann die Erfindung für diesen Anwendungsfall einfach, kostengünstig und mit geringem Zeitaufwand implementiert werden.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung, die im Zusammenhang mit dem bereitgestellten Kommunikationssystem beschrieben sind, gelten sinngemäß auch für das bereitgestellte Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, die bereitgestellte Netzzugangsvorrichtung und das bereitgestellte Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung.
  • Vorzugsweise wird bei der Datenübertragung mittels der ersten Kommunikationsverbindung und/oder bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung mittels eines APN (Access Point Name) spezifiziert.
  • Die APNs, die zur Spezifikation der Vermittlungsschicht-Adresse verwendet werden, können unterschiedliche sein, sie müssen lediglich der gleichen Vermittlungsschicht-Adresse entsprechen.
  • Anschaulich werden die APNs auf dieselbe Vermittlungsschicht-Adresse, beispielsweise dieselbe IP-Protokolladresse "gemappt" (abgebildet).
  • Es ist bevorzugt, dass das erste Kommunikationsnetzwerk ein WLAN-Kommunikationsnetzwerk, das heißt ein WLAN, und das zweite Kommunikationsnetzwerk ein UMTS-Kommunikationsnetzwerk, das heißt ein UMTS-Kommunikationssystem, ist, oder das zweite Kommunikationsnetzwerk ein WLAN-Kommunikationsnetzwerk und das erste Kommunikationsnetzwerk ein UMTS-Kommunikationsnetzwerk ist.
  • Die erste Kommunikationsverbindung ist somit vorzugsweise eine WLAN-Kommunikationsverbindung und die zweite Kommunikationsverbindung ist vorzugsweise eine UMTS-Kommunikationsverbindung oder umgekehrt.
  • Es ist ferner bevorzugt, dass das Teilnehmergerät eine Übertragungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, eine Nachricht an die Netzzugangsvorrichtung zu senden, die die Anforderung aufweist, die erste Kommunikationsverbindung abzubauen und die zweite Kommunikationsverbindung aufzubauen.
  • In einer Ausführungsform wird die Nachricht mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks an die Netzzugangsvorrichtung übertragen.
  • Dies ist von Vorteil, da in diesem Fall zur Implementierung der Erfindung unter Verwendung eines bestehenden UMTS-Kommunikationsnetzwerks nur wenige Änderungen an den Netzwerkelementen des UMTS-Kommunikationsnetzwerks vorgenommen werden müssen. Dadurch wird die Implementierung einfach und kostengünstig.
  • In dieser Ausführungsform ist die WLAN-Kommunikationsverbindung bis zum vollständigen Aufbau der UMTS-Kommunikationsverbindung erforderlich.
  • In einer zweiten Ausführungsform ist bevorzugt, dass die Nachricht mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks an die Netzzugangsvorrichtung übertragen wird.
  • Auf diese Weise ist ein Inter-System-Handover noch möglich, wenn die WLAN-Kommunikationsverbindung bereits unterbrochen ist, beispielsweise weil der Versorgungsbereich des WLAN verlassen wurde. Das ist von Vorteil, weil somit die WLAN-Kommunikationsverbindung so lange wie möglich genutzt werden kann und weil ein Inter-System-Handover auch bei einem unerwarteten Abriss der WLAN-Kommunikationsverbindung möglich ist.
  • Vorzugsweise ist das dritte Kommunikationsnetzwerk das Internet.
  • In diesem Fall ist die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung eine IP-Adresse der Netzzugangsvorrichtung.
  • Es ist bevorzugt, dass die Netzzugangsvorrichtung eine WLAN-Netzzugangsvorrichtung, die die Funktion eines PDG des WLAN-Kommunikationsnetzwerks aufweist, eine UMTS-Netzzugangsvorrichtung, die die Funktion eines GGSN des UMTS-Kommunikationsnetzwerks aufweist, und einen Speicher aufweist, auf welchen Speicher die WLAN-Netzzugangsvorrichtung und die UMTS-Netzzugangsvorrichtung zugreifen.
  • Anschaulich sind somit die beiden Netzelemente PDG und GGSN in einem Element vereinigt.
  • Das ist insbesondere bei einem Inter-System-Handover zwischen dem WLAN-Kommunikationsnetzwerk und dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk von Vorteil, weil dadurch keine Signalisierung während des Inter-System-Handovers zwischen einem PDG und einem GGSN erforderlich ist.
  • Ferner bleibt der Zugangspunkt des Teilnehmergeräts zum Internet vor und nach dem Inter-System-Handover identisch, weshalb nach dem Inter-System-Handover keine neue Route im Internet erstellt werden muss.
  • Es ist ferner bevorzugt, dass das Teilnehmergerät und/oder die Netzzugangsvorrichtung einen Zwischenspeicher aufweisen, der eingerichtet ist, im Rahmen des Abbaus der ersten Kommunikationsverbindung und des Aufbaus der zweiten Kommunikationsverbindung Nutzdaten, die mittels der ersten Kommunikationsverbindung und/oder der zweiten Kommunikationsverbindung übermittelt werden, zwischenzuspeichern.
  • Auf diese Weise können Laufzeitunterschiede, die während des Umschaltens von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem zweiten Kommunikationsnetzwerk, das heißt während des Abbaus der ersten Kommunikationsverbindung und des Aufbaus der zweiten Kommunikationsverbindung, auftreten können, ausgeglichen werden, so dass keine Nutzdaten verloren gehen und die korrekte Reihenfolge der Nutzdaten gewährleistet wird.
    •
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Weiteren näher erläutert.
  • 1 zeigt ein UMTS-Kommunikationssystem zur Bereitstellung von paketvermittelten Diensten;
  • 2 zeigt ein Kommunikationssystem mit einem WLAN-Zugangsnetzwerk;
  • 3 zeigt Kommunikationssystem mit einem WLAN/3G-Interworking-Network;
  • 4 zeigt ein Kommunikationssystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 5 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
  • 6 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 7 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 8 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 9 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 10 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 11 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 4 zeigt ein Kommunikationssystem 400 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Die Architektur des Kommunikationssystem 400 basiert auf der Architektur eines WLAN/3G-Interworking-Netzwerks gemäß Scenario 3, wie sie oben mit Bezug auf 3 erläutert ist.
  • Ein UMTS-Kommunikationssystem 401 weist Basisstationen 402, 403, die mittels eines RNC 404 mit einem SGSN 405 gekoppelt sind, ein IMS 406, ein HLR 407, einen AAA-Server 409 und einen WAG 408, jeweils mit der mit Bezug auf 1 und 3 beschriebenen Funktionalität, auf.
  • Ein WLAN-Kommunikationssystem 410 weist Access Points 413, 414 und ein mittels eines der Access Points 413, 414 mit einem Access Router 416 gekoppeltes Teilnehmergerät 415, jeweils mit der mit Bezug auf 2 und 3 beschriebenen Funktionalität, auf.
  • Im Unterschied zu der mit Bezug auf 3 erläuterten Netzwerkarchitektur weist das UMTS-Kommunikationsnetzwerk 401 statt einem GGSN und einem PDG einen PDG/GGSN 411 auf.
  • Der PDG/GGSN 411 stellt die Funktionalität eines GGSN und die Funktionalität eines PDG bereit.
  • Mittels des PDG/GGSN 411 sind der SGSN 405, das IMS 406, das HLR 407, der AAA-Server 409, der WAG 408 und das Internet 412 miteinander gekoppelt.
  • Das mobile Teilnehmergerät 415 ist mit einem UMTS-Sender und einem UMTS-Empfänger und mit einem WLAN-Sender und WLAN-Empfänger ausgestattet, das heißt, dass das mobile Teilnehmergerät 415 sowohl mit dem UMTS-Kommunikationssystem 401 als auch mit dem WLAN 410 kommunizieren kann.
  • Der UMTS-Sender des Teilnehmergeräts 415, der UMTS-Empfänger des Teilnehmergeräts 415, der WLAN-Sender. des Teilnehmergeräts 415 und der WLAN-Empfänger des Teilnehmergeräts 415 können gleichzeitig betrieben werden.
  • Im Folgenden wird angenommen, dass eine aktive paketvermittelte Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät 415 und einem (weiteren) Kommunikationsendgerät (nicht gezeigt) mittels des WLAN 410 besteht.
  • Das Kommunikationsendgerät kann wie das Teilnehmergerät 415 ein mobiles Teilnehmergerät sein, oder es ist eine stationäre Vorrichtung, wie beispielsweise ein PC (Personal Computer).
  • Ferner wird im Folgenden angenommen, dass das Kommunikationsendgerät ein Teil des Internet 412 ist.
  • Dies ist für die Erfindung jedoch nicht erforderlich.
  • Im Folgenden wird unter einem Handover stets ein Inter-System-Handover verstanden.
  • Im Weiteren werden mit Bezug auf 5, 6, 7 und 8 Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, bei denen ein Handover von einem WLAN-Zugangsnetzwerk zu einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk erfolgt.
  • 5 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Der dargestellte Nachrichtenfluss findet zwischen den folgenden Netzwerkelementen statt: Einem Teilnehmergerät 501, einem Access Router 502, einer Basisstation 503, einem WAG 504, einem RNC 505, einem SGSN 506, einem PDG/GGSN 507, einem AAA-Server 508, einem HLR 509 und dem Internet 510.
  • Diese Netzwerkelemente sind gemäß der mit Bezug auf 4 erläuterten Architektur ausgestaltet und gekoppelt, insbesondere ist jedes der Netzwerkeelemente Teil eines WLAN-Zugangsnetzwerks, eines UMTS-Kommunikationsnetzwerks oder eines WLAN/3G-Interworking-Netzwerks.
  • Der PDG/GGSN 507 vereinigt wie erläutert die Funktionalität eines GGSN 530 und eines PDG 531 (die zum besseren Verständnis unterschieden werden, obwohl sie beide mittels des PDG/GGSN 507 realisiert werden).
  • In 5 werden auszuführende Aktionen durch Rechtecke dargestellt. Übertragungen von Nachrichten werden durch einen Pfeil dargestellt. Doppelpfeile kennzeichnen eine Kombination von Nachrichten und Aktionen.
  • Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks sind, bzw. von Elementen des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks ausgeführt bzw. übertragen werden, sind gestrichelt dargestellt.
  • Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des UMTS-Kommunikationssystems sind, bzw. mittels Elementen des UMTS-Kommunikationssystems ausgeführt bzw. übertragen werden, sind durchgezogen dargestellt.
  • In Schritt 511 bestimmt der Benutzer des Teilnehmergeräts 501, welche Funktechnologien in seinem Endgerät aktiviert sein sollen.
  • Es wird angenommen, dass der Benutzer bestimmt, dass sowohl der UMTS-Sender und der UMTS-Empfänger als auch der WLAN-Sender und der WLAN-Empfänger aktiviert sein sollen.
  • Ferner bestimmt der Benutzer, wie sich das Teilnehmergerät 501 im Falle eines Handovers verhält.
  • Der Benutzer wählt aus den folgenden drei Möglichkeiten aus:
    • 1. Ein Inter-System-Handover wird nie durchgeführt;
    • 2. Ein Inter-System-Handover wird vom Benutzer manuell angeordnet, wobei der Benutzer von seinem Teilnehmergerät benachrichtigt wird, wenn ein Inter-System-Handover möglich ist;
    • 3. Ein Inter-System-Handover wird von dem Teilnehmergerät 501 selbständig initiiert, wobei der Benutzer von dem Teilnehmergerät 501 benachrichtigt wird, wenn ein Inter-System-Handover durchgeführt wird.
  • Es wird im Folgenden angenommen, dass der Benutzer in Schritt 511 die Möglichkeit 2 oder 3 wählt.
  • Das Teilnehmergerät 501 stellt geeignete Mittel bereit, so dass die zuvor genannten Möglichkeiten vom Benutzer ausgeführt werden können, um die jeweils erforderlichen Benachrichtigungen durchzuführen und um die gewählte Möglichkeit umzusetzen.
  • Wie erwähnt wird angenommen, dass in Schritt 512 eine aktive (Kommunikations)-Verbindung mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks zu einem Kommunikationsendgerät (nicht gezeigt), das Teil des Internet 510 ist, besteht.
  • Insbesondere wird angenommen, dass ein Kommunikationsverbindungsaufbau statt gefunden hat und dass das Teilnehmergerät 501 mittels des AAA-Server 508 authentifiziert und für die bestehende Kommunikationsverbindung autorisiert wurde.
  • Für den Fall, dass sich das Teilnehmergerät 501 außerhalb des UMTS-Versorgungsgebiets befindet, oder dass das Teilnehmergerät 501 noch nicht im paketvermittelten Bereich des UMTS-Kommunikationssystems registriert ist, das heißt, dass noch kein GPRS-Attach (General Packet Radio Service-Attach) ausgeführt wurde, wird der Ablauf mit Schritt 513 fortgesetzt.
  • Für den Fall, dass das Teilnehmergerät 501 ein GPRS-Attach bereits vor dem Aufbau der Kommunikationsverbindung durchgeführt hat, wird der Ablauf mit Schritt 517 fortgesetzt.
  • In Schritt 513 bewegt sich der Benutzer in ein UMTS-Versorgungsgebiet. Das bedeutet, das dass Teilnehmergerät 501 den gemäß dem UMTS-Standard vorgesehenen Pilotkanal empfängt.
  • In Schritt 514 liest das Teilnehmergerät 501 mittels der Basisstation 503 von dem RNC 505 gesendete Systeminformationen.
  • In Schritt 515 stellt das Teilnehmergerät 501 mittels den Systeminformationen fest, ob das UMTS-Kommunikationsnetzwerk, welches die Basisstation 503 aufweist, das Heimatnetz des Teilnehmergeräts 501 ist.
  • Ist dies der Fall, was im Folgenden angenommen wird, trifft das Teilnehmergerät 501 die Entscheidung, sich in das UMTS-Kommunikationsnetz einzubuchen.
  • Das Einbuchen in den paketvermittelnden Teil des UMTS-Kommunikationsnetzwerks wird als GPRS-Attach bezeichnet.
  • In Schritt 516 initiiert das Teilnehmergerät 501 die Prozedur für ein GPRS-Attach und sendet eine Nachricht mit einer Identifikation des Teilnehmergeräts 501 zu dem SGSN 506.
  • Falls diese Identifikation dem SGSN 506 nicht bekannt ist, wird das Teilnehmergerät 501 authentifiziert.
  • Es ist ebenfalls möglich, dass sich das Teilnehmergerät 501 gleichzeitig in den leitungsvermittelten Teil des UMTS-Kommunikationsnetzwerks einbucht.
  • In Schritt 517 führt das Teilnehmergerät 501 Messungen an der Luftschnittstelle des WLAN und des UMTS-Kommunikationsnetzwerks durch. Dies ist optional möglich.
  • Das Teilnehmergerät misst beispielsweise die Empfangsfeldstärken des WLAN und des UMTS-Kommunikationsnetzwerks und die Datenrate der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindung.
  • Vorzugsweise misst das Teilnehmergerät 501 in regelmäßigen Abständen die Empfangsfeldstärke und die mittlere Datenrate der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindung.
  • Wird eine vorgebbare Grenze unterschritten, so wird der Ablauf mit Schritt 518 fortgesetzt und ein Handover eingeleitet.
  • Die Grenze ist so gewählt, dass die Datenübertragung mittels des WLAN bei oder kurz nach Unterschreitung der Grenze noch möglich ist. Andernfalls könnte das Handover nicht eingeleitet werden.
  • In Schritt 518 wird der Benutzer, falls er die zweite Möglichkeit gewählt hat, benachrichtigt, dass ein Inter-System-Handover nun möglich ist.
  • Zusätzlich kann dem Benutzer als Entscheidungshilfe die Qualität der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindung und der möglichen UMTS-Kommunikationsverbindungen angezeigt werden, beispielsweise die Empfangsfeldstärken des WLAN und des UMTS-Kommunikationsnetzwerks und die durchschnittliche Datenrate der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindung.
  • Stimmt der Benutzer einem Handover zu, so wird der Ablauf mit Schritt 519 fortgesetzt.
  • Wenn der Benutzer die dritte Möglichkeit ausgewählt hat, dann führt das Teilnehmergerät 501 automatisch den Schritt 519 aus.
  • In Schritt 519 entscheidet das Teilnehmergerät 501, falls mehrere Kommunikationsverbindungen mittels des WLAN bestehen, welche davon für das Handover vorgesehen sind, das heißt welche davon mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt werden sollen, und sendet mittels des WLAN-Senders eine Nachricht an das PDG/GGSN 507, die signalisiert, dass das Teilnehmergerät 501 einen Handover anfordert.
  • In der Nachricht sind unter anderem eine Identifikation des Benutzers aus Sicht des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks, welche Identifikation im Folgenden als WLAN-ID bezeichnet wird, und eine oder mehrere Identifikationen der für das Handover vorgesehenen WLAN-Kommunikationsverbindungen, das heißt Kommunikationsverbindungen, die mittels des WLAN bestehen, enthalten.
  • Die Identifikation einer WLAN-Kommunikationsverbindung ist der W-APN (WLAN Access Point Name) der WLAN-Kommunikationsverbindung, den der Benutzer oder das Teilnehmergerät 501 beim Aufbau der WLAN-Kommunikationsverbindung ausgewählt hat.
  • Das PDG/GGSN 507 prüft, ob es SGSN-Adresse des Teilnehmergeräts 501, das heißt die Adresse des SGSN 506, der dem Teilnehmergerät 501 zugeordnet ist, das heißt mittels welchem das Teilnehmergerät 501 Kommunikationsverbindungen mit dem UMTS-Kommunikationssystem aufbauen kann, gespeichert hat.
  • Ist dies der Fall, so wird der Ablauf mit Schritt 522 fortgesetzt, andernfalls wird der Ablauf mit Schritt 520 fortgesetzt.
  • In Schritt 520 sendet das PDG/GGSN 507 eine Nachricht an das HLR 509, mit der es die SGSN-Adresse des Teilnehmergeräts 501 anfordert.
  • In dieser Nachricht ist unter anderem die WLAN-ID enthalten.
  • In Schritt 521 sucht das HLR 509 unter Verwendung der WLAN-ID nach der SGSN-Adresse des Teilnehmergeräts 501.
  • Falls das HLR 509 die SGSN-Adresse nicht findet, wandelt das HLR 509 die WLAN-ID in eine IMSI (International Mobile Subscriber Identity) um und sucht unter Verwendung der IMSI nach der SGSN-Adresse.
  • Zusätzlich wird die PDP-Adresse für diese IMSI gesucht, welche PDP-Adresse dem Teilnehmergerät 501 zugeordnet ist.
  • Anschließend sendet das HLR 509 die SGSN-Adresse, die IMSI, die WLAN-ID und die PDP-Adresse des Teilnehmergeräts 501 an das PDG/GGSN 507.
  • Das HLR 509 weist eine Tabelle auf, mittels welcher unter Verwendung der WLAN-ID die IMSI des Teilnehmergerät 501 bestimmt werden kann.
  • Die Schritte 522 bis 532 werden für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS- Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt.
  • Mit der WLAN-Kommunikationsverbindung ist im Folgenden stets eine der mittels UMTS weiterzuführenden WLAN-Kommunikationsverbindungen gemeint, mit aufzubauender UMTS-Kommunikationsverbindung ist im Folgenden stets die UMTS-Kommunikationsverbindung gemeint, die zum Weiterführen der WLAN-Kommunikationsverbindung dient.
  • In Schritt 522 bestimmt das PDG/GGSN 507 unter Verwendung des Typs der WLAN-Kommunikationsverbindung den geeigneten PDP(Packet Data Protocol)-Type für die aufzubauende UMTS-Kommunikationsverbindung. Der PDP-Type einer Kommunikationsverbindung spezifiziert das für einen mittels der Kommunikationsverbindung genutzten Kommunikationsdienst zu verwendende Protokoll, beispielsweise wird bei dem PDP-Type "IP" das Internet-Protokoll verwendet.
  • Zusätzlich wird aus der W-APN ein geeigneter modifizierter APN (Access Point Name), das heißt eine Bezeichnung für die aufzubauende UMTS-Kommunikationsverbindung bestimmt.
  • Dieser APN wird so bestimmt, dass das SGSN 506 unter Verwendung des APN den PDG/GGSN 507 adressieren kann, dass unter Verwendung des APN die selben Dienste angefordert werden können wie die mittels der WLAN-Kommunikationsverbindungen genutzten und dass das Teilnehmergerät 501 unter Verwendung des APN erkennen kann, aus welchem W-APN der APN bestimmt worden ist.
  • Der modifizierte APN wird im Folgenden auch als M-APN bezeichnet.
  • Das PDG/GGSN 507 bestimmt eine PDP-Adresse, die dem Teilnehmergerät 501 zugewiesen wird: entweder die von dem HLR 509 erhaltene UMTS-spezifische PDP-Adresse oder die WLAN Adresse, das heißt die Adresse, mittels der das Teilnehmergerät 501 über die WLAN-Kommunikationsverbindung adressierbar ist.
  • Üblicherweise handelt es sich bei der PDP-Adresse um eine IP-Adresse. Vorzugsweise wird die WLAN-Adresse als PDP-Adresse verwendet. Andernfalls ist es erforderlich, dass der PDG/GGSN 507 die PDP-Adresse bei jedem Datenpaket in die WLAN-Adresse umwandelt, bzw. die WLAN-Adresse in die PDP-Adresse umwandelt, damit die Kommunikationsverbindung zu dem (nicht gezeigten) Kommunikationsendgerät im Internet weiterhin bestehen bleibt.
  • Anschließend sendet der PDG/GGSN 507 für die WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, eine Nachricht an das SGSN 506, dessen Adresse in der in Schritt 521 von dem HLR 509 gesendeten und von dem PDG/GGSN 507 empfangenen Nachricht enthalten war.
  • Mit der gesendeten Nachricht wird dem SGSN 506 signalisiert, dass Datenpakete für das Teilnehmergerät 501 vorliegen. Das Senden dieser Nachrichten ist unabhängig davon, ob in diesem Moment tatsächlich Datenpakete mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks zu dem Teilnehmergerät 501 gesendet werden oder nicht.
  • In der Nachricht sind unter anderem die Werte der folgenden Parameter enthalten: IMSI, PDP-Type, PDP-Adresse und M-APN. Die Parameterwerte sind, wie sie in den vorangegangenen Verarbeitungsschritten bestimmt wurden.
  • In Schritt 523 bestätigt das SGSN 506 dem PDG/GGSN 507 mittels einer Bestätigungsnachricht, dass das SGSN 506 dem Teilnehmergerät 501 signalisiert, dass Datenpakete vorhanden sind. Der PDG/GGSN 507 stellt daraufhin einen ersten Zwischenspeicher für die Datenpakete bereit, die vom Teilnehmergerät 501 zum Kommunikationsendgerät im Internet mittels der aufzubauenden UMTS-Kommunikationsverbindung in Zukunft gesendet werden.
  • Die Datenpakete werden solange zwischengespeichert, bis das PDG/GGSN 507 auf die UMTS-Kommunikationsverbindung umschaltet (siehe Schritt 535).
  • Wie oben erwähnt werden die Schritte 522 bis 532 für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS-Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt. Insbesondere wird für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt werden soll, eine Bestätigungsnachricht gesendet.
  • In Schritt 524 sendet das SGSN 506 eine Nachricht an das Teilnehmergerät 501, um den Aufbau eines PDP-Kontexts (PDP context) anzufordern.
  • In dieser Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten: Transaction Identifier (TI), welcher einen bidirektionalen Datenfluss, der beispielsweise im Rahmen eines Kommunikationsdienstes, der mittels der WLAN-Kommunikationsverbindung genutzt wird, durchgeführt wird, spezifiziert, PDP-Type, PDP-Adresse und M-APN.
  • Wie oben erwähnt, werden die Schritte 522 bis 532 für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS-Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt. Insbesondere wird für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt werden soll vom SGSN 506 diese Nachricht einmal gesendet.
  • In Schritt 525 wählt das Teilnehmergerät 501 für die aufzubauende UMTS-Kommunikationsverbindung die gewünschte Bitrate, die maximale Verzögerungszeit und die maximale Bitfehlerrate für beide Richtungen der Datenübertragung im Rahmen der aufzubauenden UMTS-Kommunikationsverbindung, aus.
  • Dabei kann das Teilnehmergerät 501 die äquivalenten Werte der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindungen und spezielle Wünsche des Benutzers berücksichtigen.
  • Anschließend sendet das Teilnehmergerät 501 für die WLAN-Kommunikationsverbindung, die im UMTS weitergeführt werden soll, eine Nachricht mit der Anfrage für den Aufbau eines PDP-Kontexts an das SGSN 506.
  • In dieser Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten: TI, NSAPI (Network layer Service Access Point Identifier), welcher den Dienstzugangspunkt der Netzwerkschicht spezifiziert, den der PDP-Kontext verwenden soll, PDP Type, PDP Address, M-APN, PDP Configuration Options, welcher weitere PDP-Optionen spezifiziert, und QoS (Quality of Service) Requested, welcher die geforderte Kommunikationsqualität spezifiziert, beispielsweise die Bitraten, die maximale Verzögerungszeiten und die maximale Bitfehlerraten, jeweils für beide Richtungen der Datenübertragung im Rahmen der aufzubauenden UMTS-Kommunikationsverbindung.
  • Dabei wird als M-APN der M-APN gewählt, der in der Nachricht enthalten ist, die in Schritt 524 von dem Teilnehmergerät 501 empfangen wurde.
  • In Schritt 526 entscheidet das SGSN 506, ob der mittels der in Schritt 525 empfangenen Nachricht geforderte PDP-Kontext aufgebaut werden soll oder nicht.
  • Dazu prüft das SGSN 506, ob es die gewünschten QoS-Parameterwerte bereitstellen kann und ob der Benutzer für diese QoS-Parameterwerte freigeschaltet, das heißt autorisiert, ist.
  • Gegebenenfalls korrigiert, das heißt verändert, das SGSN 506 die Werte oder lehnt den Aufbau des PDP-Kontext ab.
  • Die korrigierten QoS-Parameter werden als QoS-Negotiated bezeichnet.
  • Anschließend wird unter Verwendung des in der in Schritt 525 empfangenen Nachricht enthaltenen M-APN das PDG/GGSN 507 mittels einer Nachricht über den aufzubauenden PDP-Kontext informiert.
  • Wie oben erwähnt, werden die Schritte 522 bis 532 für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS-Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt. Insbesondere wird für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt werden soll, eine Nachricht mit Information über den aufzubauenden PDP-Kontext an das PDG/GGSN 507 gesendet.
  • In der Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten: TEID (Tunnel Endpoint Identifier), der einen Endpunkt im UMTS-Kommunikationsnetz spezifiziert, PDP-Type, PDP-Address, M-APN, QoS-Negotiated, NSAPI, MSISDN, das heißt die Telefonnummer, Charging-Characteristics, der die Art der Kommunikationsverbindungsgebühren spezifiziert, Selection-Mode, der spezifiziert, wie der Parameter Charging-Characteristics gewählt wurde, Trace-Reference, Trace-Type und Trigger-Id, welche drei Parameterwerte zum Erstellen von trace-records, die angeben, welchen Weg Daten durch das Kommunikationssystem zurücklegen, verwendet werden, OMC Identity (Identitifkation des Operation and Maintenance Center) und PDP Configuration Options.
  • In Schritt 527 prüft das PDG/GGSN 507, ob die gewünschten QoS-Parameter mit dem aufzubauenden PDP-Kontext kompatibel sind.
  • Wenn das der Fall ist, erzeugt es einen neuen Eintrag in der PDP-Kontext-Tabelle und bestimmt für die Tariffierung eine neue Charging-ID, das heißt einen Identifikator, der zur Kostenabrechnung verwendet wird. Anschließend sendet es eine Nachricht an das SGSN 506 mit den Parametern PDP-Address, PDP-Configuration-Options, QoS-Negotiated, Charging-Id und Cause. Der Wert des Parameters Cause gibt an, ob der aufzubauende PDP-Kontext aufgebaut wurde oder nicht. Im Falle, dass der aufzubauende PDP-Kontext nicht aufgebaut wurde, gibt der Wert des Parameters Cause den Grund an, warum er nicht aufgebaut wurde.
  • Andernfalls wird der PDP-Kontext nicht aufgebaut.
  • In Schritt 528 korrigiert das SGSN 506 gegebenenfalls die QoS-Parameterwerte und leitet den Aufbau der Luftschnittstelle ein, indem es eine Nachricht an das RNC 505 sendet.
  • An der Prozedur zum Aufbau der Luftschnittstelle sind außer dem SGSN 506 das RNC 505 und das Teilnehmergerät 501 beteiligt. Diese Prozedur ist ausgestaltet wie in [2] (Abschnitt: RAB Assignment Procedure) beschrieben.
  • Wie oben erwähnt werden die Schritte 522 bis 532 für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS-Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt. Insbesondere wird für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt wird, die Prozedur zum Aufbau der Luftschnittstelle durchgeführt.
  • In Schritt 529 werden, nachdem die Luftschnittstelle aufgebaut wird, die eventuell in Schritt 528 korrigierten QoS-Parameterwerte dem PDG/GGSN 507 mittels einer Änderungsmitteilungsnachricht mitgeteilt.
  • Da Schritte 522 bis 532 für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels einer UMTS-Kommunikationsverbindung des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal ausgeführt werden, wird insbesondere für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt wird, eine Änderungsmitteilungsnachricht gesendet.
  • In Schritt 530 wird die Änderungsmitteilung von dem PDG/GGSN 507 dem SGSN 506 mittels einer entsprechenden Nachricht bestätigt.
  • In Schritt 531 fügt das SGSN 506 für die aufzubauende Kommunikationsverbindung den NSAPI und die GGSN-Adresse, das heißt die Adresse des PDG/GGSN 507, dem PDP-Kontext hinzu.
  • Nach Aufbau eines PDP-Kontext, wird der Aufbau des PDP-Kontext dem Teilnehmergerät 501 bestätigt.
  • In Schritt 532 prüft das Teilnehmergerät 501 für jede Bestätigung die QoS-Parameterwerte, die dem Teilnehmergerät 501 anschaulich gesprochen angeboten werden.
  • Die Prüfung kann von dem Teilnehmergerät automatisch ausgeführt werden, oder der Benutzer kann gefragt werden, ob er mit diesen QoS-Parameterwerten einverstanden ist.
  • Falls die QoS-Parameterwerte nicht den vorgebbaren Bedingungen entsprechen, da beispielsweise der Benutzer nicht einverstanden ist, sendet das Teilnehmergerät 501 eine Nachricht, die den Abbau des betroffenen PDP-Kontexts auslöst.
  • In diesem Fall bleibt die WLAN-Kommunikationsverbindung weiterhin erhalten und der Ablauf wird für diese WLAN-Kommunikationsverbindung beendet.
  • Falls die QoS-Parameterwerte akzeptiert werden, wird der Ablauf mit Schritt 533 fortgesetzt.
  • In Schritt 533 sendet das Teilnehmergerät 501 mittels einer WLAN-Kommunikationsverbindung eine Nachricht zu dem PDG/GGSN 507, mit der es die Trennung der mittels UMTS-Kommunikationsverbindungen weitergeführten WLAN-Kommunikationsverbindungen ankündigt.
  • Die Nachricht enthält die WLAN-ID und die M-APN aller WLAN-Kommunikationsverbindungen, die mittels des UMTS-Kommunikationssystems weitergeführt werden.
  • Außerdem wird ein zweiter Zwischenspeicher für die mittels der UMTS-Kommunikationsverbindungen vom Kommunikationsendgerät im Internet empfangenen Nutzdaten eingerichtet.
  • Diese Nutzdaten werden solange zwischengespeichert, bis das Teilnehmergerät 501 die im Schritt 535 gesendete Nachricht empfängt oder bis ein Timer abläuft, der speziell für diese Maßnahme im Teilnehmergerät 501 seit Beendigung des Schritts 532 läuft.
  • Nach erfolgtem Umschalten auf UMTS in Schritt 534 sendet das Teilnehmergerät 501 die den weiterzuführenden WLAN-Kommunikationsverbindungen entsprechenden Nutzdaten im Uplink nur noch mittels der UMTS-Kommunikationsverbindungen, die die WLAN-Kommunikationsverbindungen weiterführen, zu dem Kommunikationsendgerät im Internet.
  • In Schritt 535 gestattet das PDG/GGSN 507 nach dem Empfang der in Schritt 533 gesendeten Nachricht die Übertragung von Nutzdaten von dem Teilnehmergerät 501 der weiterzuführenden WLAN-Kommunikationsverbindungen nur noch mittels der die WLAN-Kommunikationsverbindungen weiterführenden UMTS-Kommunikationsverbindungen.
  • Daten, die bereits mittels einer der UMTS-Kommunikationsverbindungen empfangen wurden und sich nun in dem in Schritt 523 eingerichteten ersten Zwischenspeicher befinden, werden in chronologischer Reihenfolge an das Kommunikationsendgerät im Internet weitergeleitet.
  • Falls alle WLAN-Kommunikationsverbindungen mittels UMTS-Kommunikationsverbindungen weitergeführt werden, so sendet das PDG/GGSN 507 mittels jeder WLAN-Kommunikationsverbindung eine Beendigungsnachricht an alle an der WLAN-Kommunikationsverbindung beteiligten Einheiten, das sind der WAG 504, der Access Router 502, der AAA-Server 508, das HLR 509 und das Teilnehmergerät 501, mittels welcher Nachricht die Trennung der WLAN-Kommunikationsverbindung eingeleitet wird.
  • Alle von dem Kommunikationsendgerät im Internet an das Teilnehmergerät 501 übertragenen Daten werden nur noch mittels der UMTS-Kommunikationsverbindungen zum Teilnehmergerät 501 übertragen.
  • Falls mindestens eine WLAN-Kommunikationsverbindung nicht mittels einer UMTS-Kommunikationsverbindung weitergeführt werden soll, sondern weiterhin mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks bestehen soll, bleibt die WLAN-Kommunikationsverbindung weiterhin bestehen und es wird an alle an dieser WLAN-Kommunikationsverbindung beteiligten Einheiten eine Fortsetzungsnachricht gesendet, die die Beendigung der weitergeführten WLAN-Kommunikationsverbindungen signalisiert, aber nicht den Abbau der WLAN-Kommunikationsverbindung, die weiterhin bestehen bleibt, signalisiert.
  • Ferner führen in Schritt 535 alle an der WLAN-Kommunikationsverbindung beteiligten Einheiten nach Empfang der Beendigungsnachricht die erforderlichen Maßnahmen zum Beenden der jeweiligen WLAN-Kommunikationsverbindung aus.
  • Wenn eine Fortsetzungsnachricht übertragen wurde, wird die WLAN-Kommunikationsverbindung von den beteiligten Einheiten nicht beendet.
  • Das Teilnehmergerät 501 verarbeitet die Daten, die bereits mittels der UMTS-Kommunikationsverbindung empfangen wurden und im in Schritt 533 eingerichteten zweiten Zwischenspeicher gespeichert wurden, in der chronologischen Reihenfolge, in der sie empfangen wurden.
  • Der Benutzer wird von dem Teilnehmergerät 501 benachrichtigt, dass ein Inter-System-Handover stattgefunden hat.
  • Für den Fall, dass mehrere WLAN-Kommunikationsverbindungen eines Teilnehmergerät 501 übergeben, das heißt weitergeführt, werden sollen, die mittels unterschiedlicher PDG/GGSN bereitgestellt werden, so wird von jedem betroffenen PDG/GGSN der oben beschriebene Ablauf ausgeführt.
  • Die PDG/GGSN können anhand der W-APN unterschieden werden.
  • Die mit Bezug auf 5 erläuterte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, das verglichen mit Ausführungsform, die im Folgenden mit Bezug auf 6 erläutert wird, die erforderlichen Änderungen des UMTS-Kommunikationsnetzwerks, verglichen mit einem typischen UMTS-Kommunikationsnetzwerk, sehr gering sind.
  • 6 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Analog zu dem mit Bezug auf 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel findet der dargestellte Nachrichtenfluss zwischen den folgenden Netzwerkelementen statt: Einem Teilnehmergerät 601, einem Access Router 602, einer Basisstation 603, einem WAG 604, einem RNC 605, einem SGSN 606, einem PDG/GGSN 607, einem AAA-Server 608, einem HLR 609 und dem Internet 610.
  • Analog zu dem mit Bezug auf 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese Netzwerkelemente gemäß der mit Bezug auf 4 erläuterten Architektur ausgestaltet und gekoppelt, insbesondere ist jedes der Netzwerkelemente Teil eines WLAN-Zugangsnetzwerks, eines UMTS-Kommunikationsnetzwerks oder eines WLAN/3G-Interworking-Netzwerks.
  • Der PDG/GGSN 607 vereinigt analog zu oben die Funktionalität eines GGSN 630 und eines PDG 631 (die zum besseren Verständnis unterschieden werden, obwohl sie beide mittels des PDG/GGSN 607 realisiert werden).
  • Analog zu 5 werden in 6 auszuführende Aktionen durch Rechtecke dargestellt. Übertragungen von Nachrichten werden durch einen Pfeil dargestellt. Doppelpfeile kennzeichnen eine Kombination von Nachrichten und Aktionen.
  • Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks sind, bzw. von Elementen des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks ausgeführt bzw. übertragen werden, sind gestrichelt dargestellt.
  • Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des UMTS-Kommunikationssystems sind, bzw. von Elementen des UMTS-Kommunikationssystems ausgeführt bzw. übertragen werden, sind durchgezogen dargestellt.
  • Das im Folgenden mit Bezug auf 6 beschriebene Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem mit Bezug auf 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel dadurch, dass das Handover von dem Teilnehmergerät 501 durch Senden einer Nachricht mittels des UMTS-Kommunikationssystems anstatt mittels des WLAN-Kommunikationssystems initiiert wird.
  • Ein wesentlicher Vorteil des folgenden Ausführungsbeispiels ist, dass bei dieser Prozedur ein Handover noch möglich ist, wenn die WLAN-Kommunikationsverbindung bereits unterbrochen ist, beispielsweise weil der Benutzer den WLAN-Versorgungsbereich mit dem Teilnehmergerät verlassen hat.
  • Dadurch kann die WLAN-Kommunikationsverbindung so lange wie möglich genutzt werden und ein Handover ist auch bei einem unerwarteten Abbruch der WLAN-Kommunikationsverbindung möglich.
  • Das im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem mit Bezug auf 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel ferner darin, dass zu den Schritten 519 bis 524 analoge Schritte nicht erforderlich sind.
  • Das im Folgenden beschriebene Ausführungsbeispiel kann angewendet werden, wenn dem Teilnehmergerät 601 die IP-Adresse des PDG/GGSN 607, mittels welchem die zu transferierende WLAN-Kommunikationsverbindung bereitgestellt wird, bekannt ist.
  • Die Schritte 611 bis 616 sind analog zu den mit Bezug auf 5 beschriebenen Schritten 511 bis 516.
  • In Schritt 617 führt das Teilnehmergerät 601 optional, nachdem ein GPRS-Attach durchgeführt wurde, Messungen an der Luftschnittstelle des WLAN-Kommunikationssystems und des UMTS-Kommunikationssystems durch.
  • Beispielsweise misst das Teilnehmergerät 601 die Empfangsfeldstärken des WLAN-Kommunikationssystems und des UMTS-Kommunikationssystems und die Datenrate der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindungen.
  • Vorzugsweise misst das Teilnehmergerät 601 in regelmäßigen Abständen die Empfangsfeldstärke und die mittlere Datenrate der WLAN-Kommunikationsverbindungen.
  • Wird eine vorgebbare Grenze unterschritten, dann wird das Handover mit Schritt 618 eingeleitet. Im Unterschied zu dem mit Bezug auf 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die WLAN-Kommunikationsverbindung zum Aufbau der UMTS-Kommunikationsverbindung nicht erforderlich.
  • In Schritt 618 bekommt der Benutzer, wenn er die Möglichkeit 1 (siehe Schritt 511 oben) gewählt hat, die Benachrichtigung, dass ein Inter-System-Handover möglich ist.
  • Zusätzlich kann dem Benutzer als Entscheidungshilfe die jeweilige Qualität der aktiven, das heißt bestehenden, WLAN-Kommunikationsverbindungen und der möglichen UMTS-Kommunikationsverbindungen angezeigt werden, beispielsweise die Empfangsfeldstärke der Signale des WLAN-Zugangsnetzes und des UMTS-Kommunikationsnetzes und die durchschnittliche Datenrate der bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindungen.
  • Stimmt der Nutzer einem Handover zu, so wird der Ablauf mit Schritt 619 fortgesetzt. Falls der Benutzer die Möglichkeit 3 gewählt hat, so führt das Teilnehmergerät 601 automatisch den Schritt 619 aus.
  • In Schritt 619 richtet das Teilnehmergerät, nachdem mittels des Teilnehmergeräts 601 die Entscheidung getroffen wurde, ein Handover einzuleiten, einen ersten Zwischenspeicher ein, der für den Fall, dass die bestehenden WLAN-Kommunikationsverbindungen abbrechen, die zu sendenden Nutzdaten speichert, bis UMTS-Kommunikationsverbindungen aufgebaut sind.
  • Anschließend entscheidet das Teilnehmergerät 601, falls mehrere WLAN-Kommunikationsverbindungen bestehen, für welche WLAN-Kommunikationsverbindungen eine neue UMTS-Kommunikationsverbindung mittels des UMTS-Kommunikationsnetzes aufgebaut werden soll und wählt für die aufzubauenden UMTS-Kommunikationsverbindungen jeweils die gewünschten Bitraten, die maximalen Verzögerungszeiten und die maximalen Bitfehlerraten für beide Datenübertragungsrichtungen der UMTS-Kommunikationsverbindung aus.
  • Dabei kann das Teilnehmergerät 601 die äquivalenten Werte der aktuellen WLAN-Kommunikationsverbindungen und spezielle Wünsche des Benutzers berücksichtigen.
  • Anschließend sendet das Teilnehmergerät 601 eine Nachricht mit einer Anfrage für den Aufbau eines PDP-Kontexts zur Verwendung für einen Kommunikationsdienst an das SGSN 606.
  • In der Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten: APN, TI, IP-Adresse des aktuell verwendeten PDG/GGSN 607, NSAPI, PDP-Type, PDP-Address, PDP-Configuration-Options und QoS-Requested.
  • Es wird der APN gewählt, den das Teilnehmergerät 601 auch für die WLAN-Kommunikationsverbindung gewählt hat, die mittels des aufzubauenden PDP-Kontexts weitergeführt werden soll, der sogenannte W-APN. Falls mehrere Kommunikationsverbindungen mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weiter geführt werden sollen, wird für jede WLAN-Kommunikationsverbindung die obige Nachricht einmal an das SGSN 606 gesendet.
  • In Schritt 620 entscheidet das SGSN 606 für jede in Schritt 619 übertragene Nachricht, ob der PDP-Kontext aufgebaut werden soll oder nicht. Dazu prüft das SGSN 606, ob es die gewünschten QoS-Parameter bereitstellen kann und ob der Benutzer für diese QoSParameter und für den angeforderten Kommunikationsdienst, der mittels des angeforderten PDP-Kontexts bereitgestellt wird, autorisiert, das heißt freigeschaltet, ist.
  • Falls dem SGSN 606 dazu erforderliche Informationen nicht bekannt sind, fordert es mit Schritt 621 diese Information von dem HLR 609 an.
  • Andernfalls wird der Ablauf mit Schritt 623 fortgesetzt.
  • In Schritt 621 fordert das SGSN 606 die fehlenden Informationen über den Benutzer des Teilnehmergerät 601 von dem HLR 609 an.
  • Die fehlenden Informationen können beispielsweise Informationen über die Berechtigung zur Nutzung des angeforderten Kommunikationsdienstes und der angeforderten QoS-Parameter sein. Für jede aufzubauende UMTS-Kommunikationsverbindung werden gegebenenfalls die fehlenden Informationen angefordert.
  • In Schritt 622 sendet das HLR 609 die angeforderten Informationen an das SGSN 606.
  • In Schritt 623, wenn dem SGSN 609 die erforderlichen Informationen bekannt sind, korrigiert das SGSN 609 gegebenenfalls die QoS-Parameter oder lehnt den Aufbau des PDP-Kontexts ab. Die korrigierten QoS-Parameter werden als QoS-Negotiated bezeichnet. Anschließend informiert das SGSN 609 unter Verwendung der vom Teilnehmergerät 601 übertragenen IP-Adresse das PDG/GGSN 607 über den aufzubauenden PDP-Kontext mittels einer an das PDG/GGSN 607 gesendeten Nachricht.
  • In der Nachricht sind Werte der folgenden Parameter enthalten: PDP-Type, PDP-Address, APN, QoS-Negotiated, NSAPI, MSISDN, Selection-Mode, Charging-Characteristics, Trace-Reference, Trace-Type, Trigger-Id, OMC-Identity und PDP-Configuration-Options.
  • Für jede aufzubauende UMTS-Kommunikationsverbindung wird eine solche Nachricht an das PDG/GGSN 607 gesendet.
  • In Schritt 624 prüft das PDG/GGSN 607 für jede empfangene, in Schritt 623 gesendete Nachricht, ob die angegebenen QoS-Parameterwerte mit den entsprechenden aufzubauenden PDP-Kontext kompatibel sind.
  • Wenn das der Fall ist, so erzeugt das PDG/GGSN 607 einen neuen Eintrag in seiner PDP-Kontext-Tabelle und bestimmt für die Tariffierung eine neue Charging-ID. Anschließend sendet es für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikatonsnetzwerks weitergeführt werden soll, eine Nachricht an das SGSN 606 mit Werten der Parameter PDP-Address, PDP-Configuration-Options, QoS-Negotiated, Charging-Id, Cause.
  • Andernfalls wird der PDP-Kontext nicht aufgebaut.
  • Falls mindestens ein PDP-Kontext aufgebaut wird, legt der PDG/GGSN 607 zwei Zwischenspeicher an, einen zweiten Zwischenspeicher, der für den Fall, dass die entsprechende WLAN-Kommunikationsverbindung abbricht, die zum Teilnehmergerät 601 zu sendenden Nutzdaten speichert, bis die entsprechende, das heißt die die WLAN-Kommunikationsverbindung weiterführende, UMTS-Kommunikationsverbindung aufgebaut ist, und einen dritten Zwischenspeicher, der die von dem Teilnehmergerät 601 über das UMTS-Kommunikationsnetz empfangenen Daten speichert, bis die WLAN-Kommunikationsverbindung beendet wurde.
  • In Schritt 625 korrigiert das SGSN 606 gegebenenfalls die QoS-Parameterwerte und leitet den Aufbau der Luftschnittstelle ein, indem es für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, eine Nachricht an das RNC 605 sendet.
  • An der Prozedur zum Aufbau der Luftschnittstelle sind außer dem SGSN 606 das RNC 605 und das Teilnehmergerät 601 beteiligt. Diese Prozedur ist wie in [2] (Abschnitt: RAB Assignment Procedure) beschrieben ausgestaltet.
  • Diese Prozedur wird für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden soll, einmal durchgeführt.
  • In Schritt 626 werden, nachdem die Luftschnittstelle aufgebaut ist, die eventuell in Schritt 625 korrigierten QoS-Parameterwerte dem PDG/GGSN 607 mittels einer Änderungsmitteilungsnachricht mitgeteilt. Für jede WLAN-Kommunikationsverbindung, die im UMTS weitergeführt werden soll, wird eine Änderungsmitteilung gesendet.
  • In Schritt 627 wird die Änderungsmitteilung von dem PDG/GGSN 607 dem SGSN 606 mittels einer entsprechenden Nachricht bestätigt.
  • In Schritt 628 fügt das SGSN 606 für die aufzubauende Kommunikationsverbindung den NSAPI und die GGSN-Adresse, das heißt die Adresse des PDG/GGSN 607, dem PDP-Kontext hinzu.
  • Nach Aufbau eines PDP-Kontexts wird der Aufbau des PDP-Kontexts dem Teilnehmergerät 601 bestätigt.
  • In Schritt 629 prüft das Teilnehmergerät 601 für jede Bestätigung die QoS-Parameterwerte, die dem Teilnehmergerät 601 anschaulich gesprochen angeboten werden.
  • Falls die QoS-Parameterwerte vorgebbaren Bedingungen nicht entsprechen, da beispielsweise der Benutzer nicht einverstanden ist, sendet das Teilnehmergerät 601 eine Nachricht, die den Abbau des entsprechenden PDP-Kontexts auslöst.
  • In diesem Fall bleibt die WLAN-Kommunikationsverbindung weiterhin erhalten und der Ablauf wird für diese WLAN-Kommunikationsverbindung beendet.
  • Falls die QoS-Parameterwerte für mindstens einen PDP-Kontext akzeptiert werden, wird der Ablauf mit Schritt 630 fortgesetzt.
  • Andernfalls wird kein Handover durchgeführt und die WLAN-Kommunikationsverbindung bleibt erhalten.
  • In Schritt 630 sendet das Teilnehmergerät 601 für den Fall, dass alle für das Teilnehmergerät 601 mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks bereitgestellten Kommunikationsverbindungen mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden sollen, mittels einer UMTS-Kommunikationsverbindung eine erste Ankündigungsnachricht zu dem PDG/GGSN 607, mit der es die Trennung der WLAN-Kommunikationsverbindungen ankündigt.
  • Die erste Ankündigungsnachricht enthält folgende Parameterwerte: Die WLAN-ID und die M-APN aller WLAN-Kommunikationsverbindungen, die mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weitergeführt werden sollen.
  • Außerdem wird ein vierter Zwischenspeicher für die mittels der UMTS-Kommunikationsverbindungen vom Kommunikationsendgerät im Internet empfangenen Nutzdaten eingerichtet.
  • Wenn noch mindestens eine WLAN-Kommunikationsverbindung bestehen bleiben soll, wird eine zweite Ankündigungsnachricht zu dem PDG/GGSN 607 gesendet, mittels welcher mitgeteilt wird, welche PDP-Kontexte von dem Teilnehmergerät 601 akzeptiert wurden, und welche abgelehnt wurden.
  • Nach erfolgtem Umschalten auf UMTS in Schritt 631 sendet das Teilnehmergerät 601 die den weiterzuführenden WLAN-Kommunikationsverbindungen entsprechenden Nutzdaten nur noch mittels der UMTS-Kommunikationsverbindungen, die die WLAN-Kommunikationsverbindungen weiterführen, zu dem Kommunikationsendgerät im Internet.
  • Der Benutzer erhält von dem Teilnehmergerät 601 die Benachrichtigung, dass ein Inter-System-Handover stattgefunden hat.
  • In Schritt 632 gestattet das PDG/GGSN nach dem Empfang der in Schritt 630 gesendeten Nachricht die Übertragung von Nutzdaten von dem Teilnehmergerät 601 der weiterzuführenden WLAN-Kommunikationsverbindungen nur noch mittels der die WLAN-Kommunikationsverbindungen weiterführenden UMTS-Kommunikationsverbindungen.
  • Daten, die bereits mittels einer der UMTS-Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 601 übertragen wurden und sich nun in dem in Schritt 624 eingerichteten dritten Zwischenspeicher befinden, werden in der chronologischen Reihenfolge, in der sie von dem Teilnehmergerät übertragen wurden, zu dem Kommunikationsendgerät im Internet weitergeleitet.
  • Falls sich Nutzdaten im zweiten Zwischenspeicher für das Teilnehmergerät 601 befinden, werden diese ebenfalls in der chronologischen Reihenfolge in der sie in dem Zwischenspeicher gespeichert wurden, an das Teilnehmergerät 601 weitergeleitet.
  • Anschließend sendet das PDG/GGSN 607 mittels einer zu trennenden WLAN-Kommunikationsverbindung eine Beendigungsnachricht an alle an der WLAN-Kommunikationsverbindung beteiligten Einheiten, das sind der WAG 604, der Access Router 602, der AAA-Server 608, das HLR 609 und das Teilnehmergerät 601, mittels welcher Nachricht die Trennung der WLAN-Kommunikationsverbindung eingeleitet wird.
  • Daten, die im Rahmen eines Kommunikationsdienstes übertragen werden, dessen Datenübertragung vor der Trennung mittels der getrennten WLAN-Kommunikationsverbindung durchgeführt wurde, werden nur noch mittels der die WLAN-Kommunikationsverbindung weiterführende UMTS-Kommunikationsverbindung zum Teilnehmergerät 601 übertragen.
  • Falls das PDG/GGSN 607 die zweite Ankündigungsnachricht empfangen hat, bleiben die WLAN-Kommunikationsverbindungen, die bestehen bleiben sollen, weiterhin bestehen und es wird an alle an den weiterbestehenden WLAN-Kommunikationsverbindungen beteiligten Einheiten eine Fortsetzungsnachricht gesendet, die die Beendigung der weitergeführten WLAN-Kommunikationsverbindungen signalisiert, aber nicht zum Abbau aller WLAN-Kommunikationsverbindungen führt.
  • Ferner führen in Schritt 632 alle an den weitergeführten WLAN-Kommunikationsverbindungen beteiligten Einheiten nach Empfang der Beendigungsnachricht die erforderlichen Maßnahmen zum Beenden der weitergeführten WLAN-Kommunikationsverbindung aus.
  • Das Teilnehmergerät 601 verarbeitet nach dem Trennen der WLAN-Kommunikationsverbindung die Daten, die bereits mittels der UMTS-Kommunikationsverbindung empfangen wurden und sich nun im vierten Zwischenspeicher befinden, in der chronologischen Reihenfolge, in der sie empfangen worden sind.
  • Falls sich Nutzdaten für das Kommunikationsendgerät im Internet im ersten Zwischenspeicher befinden, werden diese nun in der chronologischen Reihenfolge, in der sie in dem Zwischenspeicher gespeichert wurden, an das Kommunikationsendgerät im Internet gesendet.
  • Wenn eine Fortsetzungsnachricht übertragen wurde, wird die WLAN-Kommunikationsverbindung von den beteiligten Einheiten nicht beendet.
  • Für den Fall, dass mehrere WLAN-Kommunikationsverbindungen eines Teilnehmergerät 601 übergeben, das heißt weitergeführt, werden sollen, die mittels unterschiedlicher PDG/GGSN bereitgestellt werden, so wird von jedem betroffenen PDG/GGSN der oben beschriebene Ablauf ausgeführt.
  • Die PDG/GGSN können anhand der W-APN unterschieden werden.
  • Zum besseren Verständnis wird im Folgenden die Anordnung der verwendeten Zwischenspeicher bei dem mit Bezug auf 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel sowie die Anordnung der verwendeten Zwischenspeicher bei dem mit Bezug auf 6 beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert.
  • 7 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern 700 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Die Zwischenspeicher sind in einem Teilnehmergerät 701, das dem Teilnehmergerät 501 entspricht, sowie einem PDG/GGSN 702, der dem PDG/GGSN 507 entspricht, angeordnet.
  • In dem PDG/GGSN 702 ist ein erster Zwischenspeicher 703, der dem bei der Erläuterung von 5 erwähnten ersten Zwischenspeicher entspricht, angeordnet.
  • In dem Teilnehmergerät 701 ist ein zweiter Zwischenspeicher 704, der dem bei der Erläuterung von 5 erwähnten zweiten Zwischenspeicher entspricht, angeordnet.
  • Wie oben mit Bezug auf 5 erläutert, speichert der erste Zwischenspeicher 703 die Daten, die von dem Teilnehmergerät 701 mittels einer schon aufgebauten UMTS-Kommunikationsverbindung an das Kommunikationsendgerät im Internet gesendet werden sollen.
  • Diese Daten werden erst weitergeleitet, wenn die entsprechende WLAN-Kommunikationsverbindung, das heißt die WLAN-Kommunikationsverbindung, die die UMTS-Kommunikationsverbindung weiterführt, abgebaut ist.
  • Dies ermöglicht die gleichzeitige Existenz der UMTS-Kommunikationsverbindung und der WLAN-Kommunikationsverbindung.
  • Da anschaulich der Uplink-Datenstrom mittels der UMTS-Kommunikationsverbindung nicht von dem PDG/GGSN 702 durchgelassen, sondern zwischengespeichert wird, ist es nicht erforderlich, dass der PDG/GGSN 702 gleichzeitig zwei Datenströme an das Internet weiterleitet, wofür die doppelte Anzahl von Vermittlungsschichtinstanzen erforderlich wäre.
  • Anschaulich gesprochen befindet sich der erste Zwischenspeicher also unter der Vermittlungsschicht, in diesem Ausführungsbeispiel der Internet-Protokollschicht.
  • Der zweite Zwischenspeicher 704 hat die zu dem ersten Zwischenspeicher analoge Funktion. Wie oben mit Bezug auf 5 erläutert, speichert der zweite Zwischenspeicher 704 die von dem Teilnehmergerät 701 mittels der schon aufgebauten UMTS-Kommunikationsverbindung empfangenen Daten.
  • Diese Daten werden erst verarbeitet, wenn die entsprechende WLAN-Kommunikationsverbindung, das heißt die WLAN-Kommunikationsverbindung, die die UMTS-Kommunikationsverbindung weiterführt, abgebaut ist.
  • Analog zu dem ersten Zwischenspeicher 703 ermöglicht dies die parallele Existenz der UMTS-Kommunikationsverbindung und der WLAN-Kommunikationsverbindung.
  • Der erste Zwischenspeicher 703 und der zweite Zwischenspeicher 704 können als Empfangszwischenspeicher betrachtet werden, da der erste Zwischenspeicher 703 Daten speichert, die von dem PDG/GGSN 704 empfangen wurden und der zweite Zwischenspeicher 704 Daten speichert, die von dem Teilnehmgerät 701 empfangen wurden.
  • 8 zeigt eine Anordnung von Zwischenspeichern 800 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Die Zwischenspeicher sind in einem Teilnehmergerät 801, das dem Teilnehmergerät 601 entspricht, sowie einem PDG/GGSN 802, der dem PDG/GGSN 607 entspricht, angeordnet.
  • In dem PDG/GGSN 802 ist ein dritter Zwischenspeicher 803, der dem bei der Erläuterung von 6 erwähnten dritten Zwischenspeicher entspricht, sowie ein zweiter Zwischenspeicher 803, der dem bei der Erläuterung von 6 erwähnten zweiten Zwischenspeicher entspricht, angeordnet.
  • In dem Teilnehmergerät 801 ist ein vierter Zwischenspeicher 804, der dem bei der Erläuterung von 6 erwähnten vierten Zwischenspeicher entspricht, sowie ein erster Zwischenspeicher 805, der dem bei der Erläuterung von 6 erwähnten ersten Zwischenspeicher entspricht, angeordnet.
  • Der dritte Zwischenspeicher 803 hat eine zu dem mit Bezug auf 7 erläuterten ersten Zwischenspeicher 703 analoge Funktionalität.
  • Der vierte Zwischenspeicher 804 hat eine zu dem mit Bezug auf 7 erläuterten zweiten Zwischenspeicher 704 analoge Funktionalität.
  • Der dritte Zwischenspeicher 803 und der vierte Zwischenspeicher 804 werden deshalb im Folgenden nicht weiter erläutert.
  • Wie oben mit Bezug auf 6 erläutert, speichert der erste Zwischenspeicher 805 die Daten, die von dem Teilnehmergerät 801 mittels einer schon abgebauten WLAN-Kommunikationsverbindung im Uplink gesendet werden sollen. Diese Daten werden wie erläutert mit der entsprechenden UMTS-Kommunikationsverbindung gesendet, wenn diese aufgebaut ist.
  • Wie oben mit Bezug auf 6 erläutert, speichert der zweite Zwischenspeicher 806 die Daten, die an das Teilnehmergerät 801 mittels einer schon abgebauten WLAN- Kommunikationsverbindung im Downlink gesendet werden sollen. Diese Daten werden wie erläutert mit der entsprechenden UMTS-Kommunikationsverbindung gesendet, wenn diese aufgebaut ist.
  • Der erste Zwischenspeicher 805 und der zweite Zwischenspeicher 806 ermöglichen anschaulich, dass die abzubauenden WLAN-Kommunikationsverbindungen so lange wie möglich genutzt werden und auch beim plötzlichen Abbruch der WLAN-Kommunikationsverbindungen, der beispielsweise dadurch entsteht, dass der Benutzer des Teilnehmergeräts 801 eine WLAN-Funkzelle verlässt, keine Daten verloren gehen.
  • Im Weiteren werden mit Bezug auf 9, 10 und 11 Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben, bei denen ein Handover von einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk zu einem WLAN-Zugangsnetzwerk erfolgt.
  • 9 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm 900 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Der dargestellte Nachrichtenfluss findet zwischen den folgenden Netzwerkelementen statt: Einem Teilnehmergerät 901, einem Access Router 902 (und einem daran angeschlossenen Access Point), einer Basisstation 903, einem WAG 904, einem RNC 905, einem SGSN 906, einem PDG/GGSN 907, einem AAA-Server 908, einem HLR 909 und dem Internet 910.
  • Diese Netzwerkelemente sind gemäß der mit Bezug auf 4 erläuterten Architektur ausgestaltet und gekoppelt, insbesondere ist jedes der Netzwerkelemente Teil eines WLAN-Zugangsnetzwerks, eines UMTS-Kommunikationsnetzwerks, im Folgenden auch allgemein als PLMN (Public Land Mobile Network) bezeichnet, oder eines WLAN/3G-Interworking-Netzwerks.
  • In 9 werden auszuführende Aktionen durch Rechtecke dargestellt. Übertragungen von Nachrichten werden durch einen Pfeil dargestellt. Doppelpfeile kennzeichnen eine Kombination von Nachrichten und Aktionen.
  • Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks sind, bzw. von Elementen des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks ausgeführt bzw. übertragen werden, sind gestrichelt dargestellt.
  • Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des UMTS-Kommunikationssystems sind, bzw. mittels Elementen des UMTS-Kommunikationssystems ausgeführt bzw. übertragen werden, sind durchgezogen dargestellt.
  • In Schritt 911 bestimmt der Benutzer des Teilnehmergeräts 901, welche Funktechnologien in seinem Endgerät aktiviert sein sollen.
  • Es wird angenommen, dass der Benutzer bestimmt, dass sowohl der UMTS-Sender und der UMTS-Empfänger als auch der WLAN-Sender und der WLAN-Empfänger des Teilnehmergeräts 901 aktiviert sein sollen.
  • Ferner stellt der Benutzer an dem Teilnehmergerät 901 ein, dass ein automatisches Handover von mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks bestehenden paketvermittelten Kommunikationsverbindung durchgeführt werden soll, sobald ein dafür geeignetes WLRN(-Zugangsnetzwerk) verfügbar ist. In anderen Ausführungsformen der Erfindung sind Regeln vorgesehen, gemäß welchen ein Handover gegebenenfalls eingeleitet wird.
  • Wie erwähnt wird angenommen, dass in Schritt 912 (mindestens) eine aktive (Kommunikations)-Verbindung mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks zu einem Kommunikationsendgerät (nicht gezeigt), das Teil des Internet 910 ist, besteht.
  • Insbesondere wird angenommen, dass ein Kommunikationsverbindungsaufbau stattgefunden hat und dass das Teilnehmergerät 901 mittels des AAA-Server 908 authentifiziert und für die bestehende Kommunikationsverbindung autorisiert wurde.
  • Gemäß der Kommunikationsverbindung besteht ein PDP(Paket Data Protocol) context zwischen dem Teilnehmergerät 901 und dem GGSN 931. Beim Aufbau der Kommunikationsverbindungen hat der Benutzer des Teilnehmergeräts 901 einen APN (Access Point Name) spezifiziert und so den Kommunikationsdienst spezifiziert, der mittels der Kommunikationsverbindung bereitgestellt wird. Anhand des APN wurde der GGSN 931 von dem PLMN ausgewählt.
  • Es wird angenommen, dass sich in Schritt 913 der Benutzer mit dem Teilnehmergerät 901 in den Versorgungsbereich einer WLAN-Funkzelle des WLAN-Zugangsnetzwerks bewegt. Dies wird von dem Teilnehmergerät 901 mittels einer oder beiden der folgenden Methoden festgestellt:
    • a) Das Teilnehmergerät 901 überprüft in regelmäßigen Abständen die Empfangspegel auf WLAN-typischen Frequenzen, das heißt für die Funkübertragung im Rahmen von WLANs typischerweise verwendeten Frequenzen. Überschreitet der Empfangspegel für eine WLAN-typische Frequenz einen Grenzwert, so befindet sich das Teilnehmergerät 901 dem Empfangsbereich eines WLAN-Kommunikationsnetzwerks und das Teilnehmergerät 901 stellt dies fest.
    • b) Das PLMN sendet eine Nachricht an das Teilnehmergerät 901, die spezifiziert, dass ein (geeignetes) WLAN-Kommunikationsnetzwerk verfügbar ist. Die Nachricht weist die Information auf, auf welcher Frequenz das WLAN-Kommunikationsnetzwerk sendet bzw. empfängt und/oder welche SSID (Service Set Identifier) das WLAN-Kommunikationsnetzwerk verwendet (und insbesondere sendet).
  • Das Teilnehmergerät 901 bestimmt ferner einen Access Point des WLAN-Kommunikationsnetzwerks. Es wird im Folgenden angenommen, dass dieser Access Point an den Access Router 902 angeschlossen ist (anschaulich ist der Access Router 902 für den Access Point zuständig).
  • In Schritt 914 assoziiert sich das Teilnehmergerät 901 mit dem Access Point, d.h. es baut eine Kommunikationsverbindung zu dem WLAN-Kommunikationsnetzwerk mittels des Access Points und des Access Routers 902 auf.
  • In Schritt 915 beginnt das Teilnehmergerät 901, sich mittels des Access Points und des Access Routers 902 in dem Heimat-PLMN (HPLMN) d.h. dem PLMN, mit dessen Betreiber der Benutzer des Teilnehmergeräts 901 einen Vertrag hat, zu registrieren. Dazu sendet das Teilnehmergerät 901 eine Nachricht mit einer Registrierungsanfrage an den Access Router 902 und einer Angabe, zu welchem Kommunikationsnetzwerk diese Registrierungsanfrage weitergeleitet werden soll.
  • Beispielsweise kann das Teilnehmergerät 901 ein anderes PLMN als das Heimat-PLMN angeben, wenn aus bestimmten Gründen eine Kommunikationsverbindung zu einem anderen PLMN als dem HPLMN aufgebaut werden soll.
  • Wenn das Teilnehmergerät 901 in der Registrierungsanfrage das HPLMN angibt, leitet der Access Router 902 entsprechend die Registrierungsanfrage an den AAA-Server des HPLMN weiter. In dem Fall, dass das HPLMN den Access Router 902 unbekannt ist, sendet der Access Router eine Nachricht an das Teilnehmergerät 901, die eine Liste mit allen von dem Access Router 902 erreichbaren PLMNs enthält.
  • Es wird angenommen, dass das Teilnehmergerät 901 bei der Registrierungsanfrage das UMTS-Kommunikationsnetzwerk mit den gezeigten Netzwerkkomponenten angegeben hat. Dementsprechend leitet der Access Router 902 die Registrierungsanfrage zu dem AAA-Proxy (nicht gezeigt) des UMTS-Kommunikationsnetzwerks weiter.
  • Der Ablauf der Registrierung ist beispielsweise ausgestaltet wie in [10] (Abschnitt 10.2 "WLAN Access Authentication and Authorisation") beschrieben. In diesem Beispiel wird angenommen, dass das UMTS-Kommunikationsnetzwerk das HPLMN des Teilnehmergeräts 901 ist, dass die Registrierung erfolgreich abgeschlossen wird und somit das Teilnehmergerät 901 nach Schritt 915 in seinem Heimat-PLMN, dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk, registriert ist.
  • Im weiteren werden die Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 901 zu dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk, die für ein Handover vorgesehen (bestimmt) sind, also eventuell mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen, als für ein Handover vorgesehene Kommunikationsverbindungen bezeichnet. Dementsprechend werden als für ein Handover vorgesehene PDP-Kontexte die PDP-Kontexte bezeichnen, die im Rahmen der für ein Handover vorgesehene Kommunikationsverbindungen bestehen. Ob die für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen tatsächlich mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden, wird erst in einem späteren Ablaufschritt entschieden. Wenn im Folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden, die eine für ein Handover vorgesehene Kommunikationsverbindung betreffen, wird stets stillschweigend vorausgesetzt, dass für alle anderen für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindung analoge Verfahrensschritte durchgeführt werden.
  • Nach der erfolgreichen Registrierung des Teilnehmergeräts 901 in dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk wird dem Teilnehmergerät 901 von dem DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)-Server (nicht gezeigt) des WLAN-Kommunikationsnetzwerks eine lokale IP(Internet Protocol)-Adresse zugewiesen und mittels einer entsprechenden Nachricht mitgeteilt. Mittels dieser IP-Adresse kann das Teilnehmergerät 901 innerhalb des WLAN-Zugangsnetzwerks erreicht (adressiert) werden.
  • In Schritt 917 initiiert das Teilnehmergerät 901 eine DNS(Domain Name Service)-Prozedur, indem es eine Nachricht, die einen W-APN (WLAN Access Point Name) enthält, zu dem DNS-Server (nicht gezeigt) des UMTS-Kommunikationsnetzwerks sendet. Der W-APN ist so ausgestaltet, dass der DNS-Server eindeutig das PDG bestimmen kann, das Teil desselben PDG/GGSN ist wie der GGSN 931, der dem zum Handover bestimmten PDP context zugeordnet ist. In diesem Fall ist dies das PDG 930. Als Antwort wird dem Teilnehmergerät 901 die IP-Adresse des PDG 930 mitgeteilt.
  • Ferner tauschen während der DNS-Prozedur der AAA-Server 908 und der AAA-Proxy, die an der Registrierung des Teilnehmergeräts 901 beteiligt waren, untereinander und mit dem WAG 904 und dem PDG 930 Nachrichten aus, so dass das WAG 904 darüber informiert wird, das dass PDG 930 an dem geplanten Handover beteiligt ist und dem PDG 930 mitgeteilt wird, dass das WAG 904 an dem geplanten Handover beteiligt ist. Insbesondere erhält das WAG 904 die Adresse des PDG 930 und leitet alle von dem Teilnehmergerät 901 im Rahmen der für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindung von dem Teilnehmergerät 901 gesendeten Daten zu dem PDG 930 weiter. Das PDG 930 ist über die Adresse des WAG 904 informiert, akzeptiert die von dem WAG weitergeleiteten Daten und ist darüber informiert, dass das Teilnehmergerät 901 mittels des WAG 904 erreichbar ist.
  • In Schritt 918 baut das Teilnehmergerät 901 für jeden für ein Handover vorgesehenen PDP-Kontext einen sicheren IPsec-Tunnel zu dem PDG 930 auf. Dabei werden die für die Verschlüsselung der im Rahmen des IPsec-Tunnels gesendeten Daten erforderlichen Informationen zwischen dem Teilnehmergerät 901 und dem PDG 930 ausgetauscht. Insbesondere wird für jeden IPsec-Tunnel, der aufgebaut wird, ein W-APN von dem Teilnehmergerät 901 zu dem PDG 930 gesendet. Für jeden IPsec-Tunnel bestätigt das PDG 930 dem Teilnehmergerät 901 mittels einer entsprechenden Nachricht den erfolgreichen Aufbau des IPsec-Tunnels und teilt ferner dem Teilnehmergerät 901 die Remote IP-Adresse des Teilnehmergeräts 901 mit. Mittels der Remote IP-Adresse ist das Teilnehmergerät 901 aus dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk erreichbar. Die Remote IP-Adresse des Teilnehmergeräts 901 wird dem Teilnehmergerät 901 in mindestens einer Bestätigung über den erfolgreichen Aufbau eines IPsec-Tunnels mitgeteilt. Die Bestätigung für einen erfolgreichen Aufbau eines IPsec-Tunnels kann weitere Informationen über den IPsec-Tunnel aufweisen, beispielsweise die zu erwartende mittlere Datenrate und die zu erwartenden Verzögerungszeiten im Rahmen des IPsec-Tunnels. Das UMTS-Kommunikationsnetzwerk kann in diesem Schritt gegebenenfalls den Aufbau eines IPsec-Tunnels und somit das Handover des entsprechenden PDP-Kontextes bzw. der entsprechenden Kommunikationsverbindung (d.h. der Kommunikationsverbindung, in deren Rahmen der PDP-Kontext besteht) ablehnen.
  • In Schritt 919 entscheidet das Teilnehmergerät 901, für welche mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks bestehenden Kommunikationsverbindungen ein Handover tatsächlich durchgeführt werden soll und somit, welche für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen und welche für ein Handover vorgesehenen PDP-Kontexte tatsächlich mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen.
  • Bei der Entscheidung können die Verbindungskosten, die für die aufgebauten IPsec-Tunnel zu erwartenden mittleren Datenraten und Verzögerungszeiten berücksichtigt werden. Ferner kann berücksichtigt werden, ob das WLAN-Zugangsnetzwerk für die Weiterführung der jeweiligen Kommunikationsverbindung geeignet ist. Falls entschieden wird, das eine UMTS-Kommunikationsverbindung mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt wird, wird der Benutzer des Teilnehmergeräts 901 darüber informiert, dass nun ein automatisches Handover durchgeführt wird. Dabei werden dem Benutzer beispielsweise Eigenschaften der die UMTS-Kommunikationsverbindung weiterführende WLAN-Kommunikationsverbindung angezeigt, beispielsweise die Datenrate oder die Verbindungsgebühren. In Abhängigkeit von Benutzereinstellungen wird der nachfolgende Schritt 920 mit oder ohne Bestätigung des Benutzers, d.h. manuell oder automatisch durchgeführt.
  • Im Weiteren werden die für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 901 zu dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk, die tatsächlich weiterzuführen sind, also mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks gemäß der Entscheidung des Teilnehmergeräts 901 tatsächlich weitergeführt werden sollen, als weiterzuführende Kommunikationsverbindungen bezeichnet. Dementsprechend werden als weiterzuführende PDP-Kontexte die PDP-Kontexte bezeichnen, die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen bestehen.
  • Im Folgenden wird angenommen, dass mindestens eine Kommunikationsverbindung weiterzuführen ist. Analog zu oben wird, wenn im Folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden, die eine weiterzuführende Kommunikationsverbindung betreffen, stets stillschweigend vorausgesetzt, dass für alle anderen weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen analoge Verfahrensschritte durchgeführt werden.
  • In Schritt 920 bestimmt das Teilnehmergerät 901 den Zeitpunkt für das Handover der weiterzuführenden Kommunikationsverbindung. Dazu ermittelt das Teilnehmergerät 901 jeweils die Empfangsfeldstärke des UMTS-Kommunikationsnetzwerks und des WLAN-Zugangsnetzwerks über einen gewissen Zeitraum (eventuell mehrmals) und/oder bestimmt die jeweilige Zelllast, d.h. wie stark die UMTS-Funkzelle, in deren Versorgungsbereich sich das Teilnehmergerät 901 befindet und mittels welcher die weiterzuführende Kommunikationsverbindung besteht, bzw. die WLAN-Funkzelle, in die sich das Teilnehmergerät 901 hineinbewegt hat, genutzt wird. Über- bzw. unterschreiten die ermittelten Werte vorgegebene Grenzwerte, so wird der Ablauf mit Schritt 921 fortgesetzt.
  • In Schritt 921 initiiert das Teilnehmergerät 901 das Handover für die weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen, indem es eine Nachricht an das PDG 930 mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks sendet, die folgendes enthält:
    Für jede weiterzuführende Kommunikationsverbindung einen PDP Context Identifier, d.h. eine im Rahmen des UMTS-Kommunikationsnetzwerks verwendete Bezeichnung der weiterzuführenden Kommunikationsverbindung, und eine Spezifikation, dass ein Handover gewünscht wird.
  • Im Folgenden wird zusätzlich zu 9 auf 10 Bezug genommen.
  • 10 zeigt ein Kommunikationssystem 1000 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Das Kommunikationssystem 1000 weist ein Teilnehmergerät 1001 auf, das dem Teilnehmergerät 901 entspricht, ein UMTS-Kommunikationsnetzwerk 1002, das dem genannten an dem Handover beteiligten UMTS-Kommunikationsnetzwerk entspricht, ein WLAN-Zugangsnetzwerk 1003, das dem genannten an dem Handover beteiligten WLAN-Zugangsnetzwerk entspricht, ein PDG/GGSN 1007, das dem PDG/GGSN 907 entspricht und das Internet 1012 (entsprechend dem Internet 910).
  • Das Teilnehmergerät 1001 weist eine Weiterverarbeitungseinheit 1004 auf, die eingerichtet ist, von dem Teilnehmerendgerät 1001 empfangene Daten zu verarbeiten und Daten bereitzustellen, die von dem Teilnehmergerät 1001 versendet werden.
  • Das Teilnehmergerät 901 richtet (ferner in Schritt 921) einen ersten Zwischenspeicher 1005 ein, der die ab jetzt von dem PDG 930 (bzw. dem PDG/GGSN 1007) mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 an das Teilnehmergerät 1001 gesendeten Kommunikationsdaten (Nutzdaten) speichert. Insbesondere werden diese Kommunikationsdaten nicht zu der Weiterverarbeitungseinheit 1004, bzw. zu einer Anwendung, die mittels der Weiterverarbeitungseinheit 1004 ausgeführt wird und auf die Kommunikationsdaten wartet, weitergeleitet.
  • In dem Fall, das entschieden wird, das kein PDP-Kontext bzw. keine Kommunikationsverbindung mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführt werden soll, wird Schritt 921 nicht durchgeführt, sondern eine Nachricht von dem Teilnehmergerät 901 an das PDG 930 gesendet, die den Abbruch des Handovers signalisiert. Anschließend wird der Ablauf beendet.
  • In Schritt 922 bereitet sich das PDG 930 nach Erhalt der in Schritt 921 von dem Teilnehmergerät 901 gesendeten Nachricht auf den Empfang der von dem Teilnehmergerät 901 gesendeten Nutzdaten mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 vor und richtet insbesondere einen zweiten Zwischenspeicher 1006 ein. Der zweite Zwischenspeicher 1006 ist für alle weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen vorgesehen. Alle Nutzdaten, die ab nun mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks von dem Teilnehmergerät 901 an das PDG/GGSN 1007 gesendet werden, werden ab nun in dem zweiten Zwischenspeicher 1006 gespeichert und zunächst nicht an den vorgesehenen Empfänger der Nutzdaten weitergeleitet.
  • In Schritt 923 stellt das PDG/GGSN 1007 ein, das alle im Rahmen der weiterzuführende Kommunikationsverbindungen an das Teilnehmergerät 901 zu sendende Nutzdaten nun nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 zu dem Teilnehmergerät 901 gesendet werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Dies wird in 10 durch einen ersten Schalter 1008 illustriert, der für die weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen von dem PDG/GGSN 1007 von der Stellung U (für UMTS) in die Stellung W (für WLAN) umgeschaltet wird. Anschaulich wird ab jetzt im Downlink im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen nur noch mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 übertragen. Sind für ein oder mehrere zum Handover vorgesehene Kommunikationsverbindungen IPsec-Tunnel aufgebaut worden, die nicht weitergeführt werden sollen (gemäß der Entscheidung des Teilnehmergeräts 901 in Schritt 919), so werden diese Kommunikationsverbindungen mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 weitergeführt, anschaulich wird der erste Schalter 1008 für diese Kommunikationsverbindungen nicht umgeschaltet.
  • Soll keine für das Handover vorgesehene Kommunikationsverbindung weitergeführt werden, so wird das Handover abgebrochen. IPsec-Tunnel, die für für das Handover vorgesehene Kommunikationsverbindungen, die nicht weitergeführt werden, aufgebaut wurden, werden abgebaut.
  • In Schritt 924 informiert das PDG/GGSN 1007 für jede weitergeführte Kommunikationsverbindung, d.h. für jede weiterzuführende Kommunikationsverbindung, für die das PDG/GGSN 1007 den ersten Schalter 1008 umgeschaltet hat, das Teilnehmergerät 901 über den Status des entsprechenden IPsec-Tunnels (insbesondere, ob der IPsec-Tunnel aufgebaut wurde oder nicht).
  • In Schritt 925 stellt das Teilnehmergerät 901 nach Empfang der in Schritt 924 gesendeten Nachricht für jede weiterzuführende Kommunikationsverbindung ein, dass die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen an das Kommunikationsendgerät 901 gesendeten Daten nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 empfangen werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Dies ist in 10 durch einen zweiten Schalter 1009 illustriert, der dem Downlink zugeordnet ist und für die weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen von der Stellung U in die Stellung W umgestellt wird.
  • Falls im Rahmen einer weiterzuführenden Kommunikationsverbindung unmittelbar vor dem entsprechenden Schaltvorgang mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 ein Nutzdatenpaket empfangen wird, wird erst nach dem vollständigen Empfang dieses Nutzdatenpakets der Schaltvorgang durchgeführt.
  • Nun werden die Nutzdaten, die in dem ersten Zwischenspeicher 1005 gespeichert sind, in chronologischer Reihenfolge abgearbeitet, d.h. beispielsweise an die Anwendung, die auf diese Nutzdaten wartet, weitergeleitet.
  • In Schritt 926 schaltet das Teilnehmergerät 901 für den weiterzuführenden PDP-Kontext einen dritten Schalter 1010, der dem Uplink zugeordnet ist, von der Stellung U in die Stellen W um, so dass alle im Rahmen der entsprechenden weiterzuführenden Kommunikationsverbindung von dem Teilnehmergerät 901 versendeten Nutzdaten nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 zu dem PDG/GGSN 1007 übermittelt werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003.
  • In Schritt 927 informiert das Teilnehmergerät 901 unmittelbar nach dem Umschalten des dritten Schalters 1010 für eine weiterzuführende Kommunikationsverbindung das PDG/GGSN 1007 über diesen Schaltvorgang.
  • In Schritt 928 schaltet das PDG/GGSN 1007 nach Empfang der in Schritt 927 von Teilnehmergerät 901 gesendeten Nachricht anschaulich einen vierten Schalten 1011, der dem Uplink zugeordnet ist, von der Stellung U in die Stellung W für die entsprechende weiterzuführende Kommunikationsverbindung um. Das heißt, dass das PDG/GGSN 1007 die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindung in Uplink von dem Teilnehmergerät versendeten Nutzdaten nun nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 empfängt, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Falls unmittelbar vor dem Schaltvorgang mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 im Rahmen des entsprechenden weiterzuführenden PDP-Kontexts ein Nutzdatenpaket von dem PDG/GGSN 1007 empfangen wird, so wird erst nach Empfang dieses Nutzdatenpakets der Schaltvorgang durchgeführt.
  • Nun werden die Nutzdaten, die im zweiten Zwischenspeicher 1006 gespeichert sind, in chronologischer Reihenfolge an den jeweiligen Empfänger weitergeleitet.
  • In Schritt 929 löscht das GGSN 931 alle nicht mehr genutzten UMTS-Kommunikationsverbindungen, das heißt beendet alle mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführten Kommunikationsverbindungen des UMTS-Kommunikationsnetzweks 1002. Dafür führt das GGSN 931 eine "PDP Context Deactivation Procedure" durch, wie [2] (Kapitel 9.2.4.) beschrieben. Im Rahmen dieser Prozedur werden Nachrichten zwischen dem GGSN 931, dem SGSN 906, und dem Teilnehmergerät 901 ausgetauscht.
  • 11 zeigt ein Nachrichtenflussdiagramm 1100 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Analog zu dem mit Bezug auf 9 beschriebenen Ausführungsbeispiel findet der dargestellte Nachrichtenfluss zwischen den folgenden Netzwerkelementen statt: Einem Teilnehmergerät 1101, einem Access Router 1102 (und einem daran angeschlossenen Access Point), einer Basisstation 1103, einem WAG 1104, einem RNC 1105, einem SGSN 1106, einem PDG/GGSN 1107, einem AAA-Server 1108, einem HLR 1109 und dem Internet 1110.
  • Analog zu dem mit Bezug auf 9 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese Netzwerkelemente gemäß der mit Bezug auf 4 erläuterten Architektur ausgestaltet und gekoppelt, insbesondere ist jedes der Netzwerkelemente Teil eines WLAN-Zugangsnetzwerks, eines UMTS-Kommunikationsnetzwerks oder eines WLAN/3G-Interworking-Netzwerks.
  • Analog zu 9 werden in 11 auszuführende Aktionen durch Rechtecke dargestellt. Übertragungen von Nachrichten werden durch einen Pfeil dargestellt. Doppelpfeile kennzeichnen eine Kombination von Nachrichten und Aktionen.
  • Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks sind, bzw. von Elementen des WLAN-Zugangsnetzwerks oder des WLAN/3G-Interworking-Netzwerks ausgeführt bzw. übertragen werden, sind gestrichelt dargestellt.
  • Nachrichten, Aktionen und Netzwerkelemente, die Teil des UMTS-Kommunikationssystems sind, bzw. von Elementen des UMTS-Kommunikationssystems ausgeführt bzw. übertragen werden, sind durchgezogen dargestellt.
  • Die Verarbeitungsschritte 1111 bis 1117 werden analog zu den mit Bezug auf 9 beschriebenen Verarbeitungsschritten 911 bis 917 durchgeführt.
  • In Schritt 1118 entscheidet das Teilnehmergerät 1101, für welche mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks bestehenden Kommunikationsverbindungen ein Handover tatsächlich durchgeführt werden soll und somit, welche für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen und welche für ein Handover vorgesehenen PDP-Kontexte tatsächlich mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen.
  • Bei der Entscheidung können die Verbindungskosten, die für die aufgebauten IPsec-Tunnel zu erwartenden mittleren Datenraten und Verzögerungszeiten berücksichtigt werden. Ferner kann berücksichtigt werden, ob das WLAN-Zugangsnetzwerk für die Weiterführung der jeweiligen Kommunikationsverbindung geeignet ist. Falls entschieden wird, das eine UMTS-Kommunikationsverbindung mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt wird, wird der Benutzer des Teilnehmergeräts 1101 darüber informiert, dass nun ein automatisches Handover durchgeführt wird. Dabei werden dem Benutzer beispielsweise Eigenschaften der die UMTS-Kommunikationsverbindung weiterführende WLAN-Kommunikationsverbindung angezeigt, beispielsweise die Datenrate oder die Verbindungsgebühren. In Abhängigkeit von Benutzereinstellungen wird der nachfolgende Schritt 1119 mit oder ohne Bestätigung des Benutzers, d.h. manuell oder automatisch durchgeführt.
  • Im Weiteren werden wie oben die für ein Handover vorgesehenen Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 1101 zu dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk, die tatsächlich weiterzuführen sind, also mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks gemäß der Entscheidung des Teilnehmergeräts 1101 tatsächlich weitergeführt werden sollen, als weiterzuführende Kommunikationsverbindungen bezeichnet. Dementsprechend werden als weiterzuführende PDP-Kontexte die PDP-Kontexte bezeichnen, die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen bestehen.
  • Im Folgenden wird angenommen, dass mindestens eine Kommunikationsverbindung weiterzuführen ist. Analog zu oben wird, wenn im Folgenden Verfahrensschritte durchgeführt werden, die eine weiterzuführende Kommunikationsverbindung betreffen, stets stillschweigend vorausgesetzt, dass für alle anderen weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen analoge Verfahrensschritte durchgeführt werden.
  • In Schritt 1119 bestimmt das Teilnehmergerät 1101 den Zeitpunkt für das Handover der weiterzuführenden Kommunikationsverbindung. Dazu ermittelt das Teilnehmergerät 1101 jeweils die Empfangsfeldstärke des UMTS-Kommunikationsnetzwerks und des WLAN-Zugangsnetzwerks über einen gewissen Zeitraum (eventuell mehrmals) und/oder bestimmt die jeweilige Zelllast, d.h. wie stark die UMTS-Funkzelle, in deren Versorgungsbereich sich das Teilnehmergerät 1101 befindet und mittels welcher die weiterzuführende Kommunikationsverbindung besteht, bzw. die WLAN-Funkzelle, in die sich das Teilnehmergerät 1101 hineinbewegt hat, genutzt wird. Über- bzw. unterschreiten die ermittelten Werte vorgegebene Grenzwerte, so wird der Ablauf mit Schritt 1120 fortgesetzt.
  • In Schritt 1120 initiiert das Teilnehmergerät 1101 das Handover für die weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen, indem es eine Nachricht an das PDG 1130 mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks sendet, die folgendes enthält:
    • – für jede weiterzuführende Kommunikationsverbindung einen PDP Context Identifier, d.h. eine im Rahmen des UMTS-Kommunikationsnetzwerks verwendete Bezeichnung der weiterzuführenden Kommunikationsverbindung;
    • – eine Spezifikation, dass ein Handover gewünscht wird;
    • – jeweils den W-APN der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen;
    • – alle für einen Aufbau eines sicheren IPsec-Tunnels zwischen dem Teilnehmergerät 1101 und dem PDG 1130 erforderlichen Informationen.
  • Im Folgenden wird zusätzlich zu 11 auf 10 Bezug genommen.
  • Das Teilnehmergerät 1001 entspricht nun dem Teilnehmergerät 1101, das UMTS-Kommunikationsnetzwerk 1002 entspricht dem genannten an dem Handover beteiligten UMTS-Kommunikationsnetzwerk, das WLAN-Zugangsnetzwerk 1003 entspricht dem genannten an dem Handover beteiligten WLAN-Zugangsnetzwerk und das PDG/GGSN 1007 entspricht dem PDG/GGSN 1107.
  • Das Teilnehmergerät 1101 richtet (ferner in Schritt 1120) einen ersten Zwischenspeicher 1005 ein, der die ab jetzt von dem PDG 1130 (bzw. dem PDG/GGSN 1007) mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 an das Teilnehmergerät 1001 gesendeten Kommunikationsdaten (Nutzdaten) speichert. Insbesondere werden diese Kommunikationsdaten nicht zu der Weiterverarbeitungseinheit 1004, bzw. zu einer Anwendung, die mittels der Weiterverarbeitungseinheit 1004 ausgeführt wird und auf die Kommunikationsdaten wartet, weitergeleitet.
  • In dem Fall, das entschieden wird, das kein PDP-Kontext bzw. keine Kommunikationsverbindung mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführt werden soll, wird Schritt 1120 nicht durchgeführt, sondern eine Nachricht von dem Teilnehmergerät 1101 an das PDG 1130 gesendet, die den Abbruch des Handovers signalisiert. Anschließend wird der Ablauf beendet.
  • In Schritt 1121 hat das Kommunikationssystem, das heißt in diesem Fall das PDG 1130, die Möglichkeit, den Aufbau eines IPsec-Tunnels und das Handover des weiterzuführenden PDP-Kontextes, für den der IPsec-Tunnel aufgebaut wird, abzulehnen. Im Weiteren werden unter den weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen und entsprechend den weiterzuführenden PDP-Kontexts jene weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen beziehungsweise PDP-Kontexte verstanden, für die der Aufbau des entsprechenden IPsec-Tunnels nicht abgelehnt wird.
  • Für jeden weiterzuführenden PDP-Kontext werden alle erforderlichen Maßnahmen getroffen, um einen IPsec-Tunnel zwischen dem PDG 1130 und dem Endgerät 1101 für den PDP-Kontext aufzubauen. Wenn entschieden wird, dass ein oder mehrere PDP-Kontexte nicht weitergeführt werden sollen, werden die entsprechenden Kommunikationsverbindungen mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 weitergeführt.
  • Soll kein PDP-Kontext mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführt werden, so wird das Handover abgebrochen und der Ablauf wird beendet.
  • Für jeden aufgebauten IPsec-Tunnel bestätigt das PDG 1130 dem Teilnehmergerät 1101 mittels einer entsprechenden Nachricht den erfolgreichen Aufbau des IPsec-Tunnels und teilt ferner dem Teilnehmergerät 1101 die Remote IP-Adresse des Teilnehmergeräts 1101 mit. Mittels der Remote IP-Adresse ist das Teilnehmergerät 1101 aus dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk erreichbar. Die Remote IP-Adresse des Teilnehmergeräts 1101 wird dem Teilnehmergerät 1101 in mindestens einer Bestätigung über den erfolgreichen Aufbau eines IPsec-Tunnels mitgeteilt. Die Bestätigung für einen erfolgreichen Aufbau eines IPsec-Tunnels kann weitere Informationen über den IPsec-Tunnel aufweisen, beispielsweise die zu erwartende mittlere Datenrate und die zu erwartenden Verzögerungszeiten im Rahmen des IPsec-Tunnels.
  • In Schritt 1122 ist das PDG 1130 nach dem Aufbau der IPsec-Tunnel für den Empfang von Nutzdaten von dem Teilnehmergerät 1101 mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 vorbereitet.
  • Ferner hält das PDG 1130 einen zweiten Zwischenspeicher 1006 bereit. Der zweite Zwischenspeicher 1006 ist für alle weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen vorgesehen. Alle Nutzdaten, die ab nun mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks von dem Teilnehmergerät 1001 an das PDG/GGSN 1007 gesendet werden, werden ab nun in dem zweiten Zwischenspeicher 1006 gespeichert und zunächst nicht an den vorgesehenen Empfänger der Nutzdaten weitergeleitet.
  • In Schritt 1123 stellt das PDG/GGSN 1007 ein, das alle im Rahmen der weiterzuführende Kommunikationsverbindungen an das Teilnehmergerät 1101 zu sendenden Nutzdaten nun nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 zu dem Teilnehmergerät 1101 gesendet werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Dies wird in 10 durch einen ersten Schalter 1008 illustriert, der für die weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen von dem PDG/GGSN 1007 von der Stellung U (für UMTS) in die Stellung W (für WLAN) umgeschaltet wird. Anschaulich wird ab jetzt im Downlink im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen nur noch mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 übertragen.
  • In Schritt 1124 informiert das PDG/GGSN 1007 für jede weitergeführte Kommunikationsverbindung, d.h. für jede weiterzuführende Kommunikationsverbindung, für die das PDG/GGSN 1007 den ersten Schalter 1008 umgeschaltet hat, das Teilnehmergerät 1101 über den entsprechenden Schaltvorgang.
  • In Schritt 1125 stellt das Teilnehmergerät 1101 nach Empfang der in Schritt 1124 gesendeten Nachricht für jede weiterzuführende Kommunikationsverbindung ein, dass die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen an das Kommunikationsendgerät 1101 gesendeten Daten nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 empfangen werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Dies ist in 10 durch einen zweiten Schalter 1009 illustriert, der dem Downlink zugeordnet ist und für die weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen von der Stellung U in die Stellung W umgestellt wird.
  • Falls im Rahmen einer weiterzuführenden Kommunikationsverbindung unmittelbar vor dem entsprechenden Schaltvorgang mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 ein Nutzdatenpaket empfangen wird, wird erst nach dem vollständigen Empfang dieses Nutzdatenpakets der Schaltvorgang durchgeführt.
  • Nun werden die Nutzdaten, die in dem ersten Zwischenspeicher 1005 gespeichert sind, in chronologischer Reihenfolge abgearbeitet, d.h. beispielsweise an die Anwendung, die auf diese Nutzdaten wartet, weitergeleitet.
  • In Schritt 1126 schaltet das Teilnehmergerät 1101 für jeden weiterzuführenden PDP-Kontext einen dritten Schalter 1010, der dem Uplink zugeordnet ist, von der Stellung U in die Stellen W um, so dass alle im Rahmen der entsprechenden weiterzuführenden Kommunikationsverbindungen von dem Teilnehmergerät 1101 versendeten Nutzdaten nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 zu dem PDG/GGSN 1007 übermittelt werden, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003.
  • In Schritt 1127 informiert das Teilnehmergerät 1101 unmittelbar nach dem Umschalten des dritten Schalters 1010 für eine weiterzuführende Kommunikationsverbindung das PDG/GGSN 1007 über diesen Schaltvorgang.
  • In Schritt 1128 schaltet das PDG/GGSN 1007 nach Empfang der in Schritt 1127 von Teilnehmergerät 1101 gesendeten Nachricht anschaulich einen vierten Schalter 1011, der dem Uplink zugeordnet ist, von der Stellung U in die Stellung W für die entsprechende weiterzuführende Kommunikationsverbindung um. Das heißt, dass das PDG/GGSN 1007 die im Rahmen der weiterzuführenden Kommunikationsverbindung im Uplink von dem Teilnehmergerät versendeten Nutzdaten nun nicht mehr mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 empfängt, sondern mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003. Falls unmittelbar vor dem Schaltvorgang mittels des UMTS-Kommunikationsnetzwerks 1002 im Rahmen des entsprechenden weiterzuführenden PDP-Kontexts ein Nutzdatenpaket von dem PDG/GGSN 1007 empfangen wird, so wird erst nach Empfang dieses Nutzdatenpakets der Schaltvorgang durchgeführt.
  • Nun werden die Nutzdaten, die im zweiten Zwischenspeicher 1006 gespeichert sind, in chronologischer Reihenfolge an den jeweiligen Empfänger weitergeleitet.
  • In Schritt 1129 löscht das GGSN 1131 alle nicht mehr genutzten UMTS-Kommunikationsverbindungen, das heißt es beendet alle mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks 1003 weitergeführten Kommunikationsverbindungen des UMTS-Kommunikationsnetzweks 1002. Dazu führt das GGSN 1131 beispielsweise eine "PDP Context Deactivation Procedure" durch, wie in [2] (Kapitel 9.2.4.) beschrieben. Im Rahmen dieser Prozedur werden Nachrichten zwischen dem GGSN 1131, dem SGSN 1106, und dem Teilnehmergerät 1101 ausgetauscht.
  • Die wesentlichen Unterschiede zwischen den mit Bezug auf 9 erläuterten Verfahren und dem mit Bezug auf 11 beschriebenen Verfahren zum Handover von einem UMTS-Kommunikationsnetzwerks zu einem WLAN-Zugangsnetzwerk lassen sich wie folgt zusammenfassen.
  • Bei den mit Bezug auf 9 erläuterten Verfahren wird nach dem Aufbau eines IPsec-Tunnels von dem Teilnehmergerät 901 entschieden, welche PDP-Kontexte mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen. Deshalb sind dem Teilnehmergerät 901 mehr (verglichen mit den mit Bezug auf 11 erläuterten Verfahren) Eigenschaften der neu aufgebauten, das heißt der die für das Handover vorgesehene Kommunikationsverbindung potentiell weiterführenden, Kommunikationsverbindung bekannt, wodurch die Entscheidung einfacher getroffen werden kann.
  • Bei dem mit Bezug auf 11 erläuterten Verfahren wird vor dem Aufbau der IPsec-Tunnel von dem Teilnehmergerät 1101 entschieden, welche PDP-Kontexte mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt werden sollen. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass ein IPsec-Tunnel aufgebaut wird, obwohl er, da die Kommunikationsverbindung, für die er aufgebaut wird, doch nicht mittels des WLAN-Zugangsnetzwerks weitergeführt wird, nicht erforderlich ist.
  • Wie erläutert werden anschaulich im Empfangsteil des Teilnehmergeräts 1001 und im Empfangszweig des PDG/GGSN 1007, Zwischenspeicher angelegt. Auf diese Weise können Laufzeitunterschiede, die während des Umschaltens von dem UMTS-Kommunikationsnetzwerk zu dem WLAN-Zugangsnetzwerk auftreten können, ausgeglichen werden, so dass keine Nutzdaten verloren gehen und die korrekte Reihenfolge der Nutzdaten gewährleistet werden kann.
  • Wie beschrieben werden bei den mit Bezug auf 9, 10 und 11 erläuterten Ausührungsbeispielen für ein Handover von einem UMTS-Kommunikationsnetzwerk zu einem WLAN die weiterführenden Kommunikationsverbindungen vor den jeweiligen Umschaltvorgängen aufgebaut. Auf diese Weise können sehr geringe Umschaltverzögerungen erreicht werden und Datenverluste während des Handovers können vermieden werden.
  • In diesem Dokument sind folgende Veröffentlichungen zitiert:
    • [1] 3GPP TSG-SA, TR 22.934, Feasibility study an 3GPP system to Wireless Local Area Network Interworking
    • [2] 3GPP TSG-SA, TS 23.060, General Packet Radio Service (GPRS); Service description; Stage 2
    • [3] US 2003/0031151 A1
    • [4] AU 200135071 A1
    • [5] WO 02/15598
    • [6] EP 1 284 568 A1
    • [7] Hyosoon Park, Sunghoon Yoon, Taehyoun Kim, Jungshin Park, Misun Do, Jaiyong Lee "Vertical Handoff Procedure and Algorithm between IEEE802.11 WLAN and CDMA Cellular Network", Lecture Notes in Computer Science(LNCS), No. 2524, pp. 103–112, 2003
    • [8] 3GPP Change Request, 23.234 CR 26
    • [9] WO 2003090013
    • [10] 3GPP TS 24.234 TSG-CN; 3GPP System to WLAN Interworking; UE to Network protocols
    • [11] EP 1 427 236 A1
    • [12] WO 2004/034592 A2
    • [13] WO 03/105380 A1
    • 100
    UMTS-Kommunikationssystem
    101
    Teilnehmergerät
    102
    Basisstation
    103
    UMTS-Funknetzwerk
    104
    RNC
    105
    SGSN
    106
    GGSN
    107
    Internet
    108
    IMS
    109
    HLR
    200
    Kommunikationssystem
    201
    Teilnehmergerät
    202
    Access Point
    203
    WLAN-Zugangsnetzwerk
    204
    Access Point
    205
    Access Router
    206
    Internet
    207
    AAA-Server
    300
    Kommunikationssystem
    302, 303
    Basisstation
    304
    RNC
    305
    SGSN
    306
    GGSN
    307
    Internet
    308
    IMS
    309
    HLR
    310
    WLAN/3G-Interworking-Network
    311
    UMTS-Kommunikationssystem
    312
    WLAN-Kommunikationssystem
    313, 314
    Access Point
    315
    Teilnehmergerät
    316
    AAA-Server
    317
    PDG
    318
    WAG
    400
    Kommunikationssystem
    401
    UMTS-Kommunikationssystem
    402, 403
    Basisstation
    404
    RNC
    405
    SGSN
    406
    IMS
    407
    HLR
    408
    WAG
    409
    AAA-Server
    410
    WLAN-Kommunikationssystem
    411
    GGSN/PDG
    412
    Internet
    413, 414
    Access Points
    415
    Teilnehmergerät
    416
    Access Router
    500
    Nachrichtenflussdiagramm
    501
    Teilnehmergerät
    502
    Access Router
    503
    Basisstation
    504
    WAG
    505
    RNC
    506
    SGSN
    507
    PDG/GGSN
    508
    AAA-Server
    509
    HLR
    510
    Internet
    511–535
    Verarbeitungsschritte
    600
    Nachrichtenflussdiagramm
    601
    Teilnehmergerät
    602
    Access Router
    603
    Basisstation
    604
    WAG
    605
    RNC
    606
    SGSN
    607
    PDG/GGSN
    608
    AAA-Server
    609
    HLR
    610
    Internet
    611–632
    Verarbeitungsschritte
    700
    Zwischenspeicheranordnung
    701
    Teilnehmergerät
    702
    PDG/GGSN
    703
    erster Zwischenspeicher
    704
    zweiter Zwischenspeicher
    800
    Zwischenspeicheranordnung
    801
    Teilnehmergerät
    802
    PDG/GGSN
    803
    dritter Zwischenspeicher
    804
    vierter Zwischenspeicher
    805
    erster Zwischenspeicher
    806
    zweiter Zwischenspeicher
    900
    Nachrichtenflussdiagramm
    901
    Teilnehmergerät
    902
    Access Router
    903
    Basisstation
    904
    WAG
    905
    RNC
    906
    SGSN
    907
    PDG/GGSN
    908
    AAA-Server
    909
    HLR
    910
    Internet
    911–929
    Verarbeitungsschritte
    930
    PDG
    931
    PDG/GGSN
    1000
    Kommunikationssystem
    1001
    Teilnehmergerät
    1002
    UMTS-Kommunikationsnetzwerk
    1003
    WLAN-Zugangsnetzwerk
    1004
    Weiterverarbeitungseinheit
    1005
    erster Zwischenspeicher
    1006
    zweiter Zwischenspeicher
    1007
    PDG/GGSN
    1008–1011
    Schalter
    1112
    Internet
    1100
    Nachrichtenflussdiagramm
    1101
    Teilnehmergerät
    1102
    Access Router
    1103
    Basisstation
    1104
    WAG
    1105
    RNC
    1106
    SGSN
    1107
    PDG/GGSN
    1108
    AAA-Server
    1109
    HLR
    1110
    Internet
    1111–1129
    Verarbeitungsschritte
    1130
    PDG
    1131
    PDG/GGSN

Claims (12)

  1. Kommunikationssystem, das ein erstes Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, ein Teilnehmergerät und eine Netzzugangsvorrichtung aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht-Adresse zugeordnet ist, wobei – die Netzzugangsvorrichtung eingerichtet ist, den Zugang von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk zu ermöglichen; – das Kommunikationssystem eine Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufweist, wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird; und – die Netzzugangsvorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, die erste Kommunikationsverbindung abzubauen und eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufzubauen, wobei bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
  2. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1, wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten Kommunikationsverbindung und/oder bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung mittels eines Access Point Name spezifiziert wird.
  3. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Teilnehmergerät eine Übertragungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, eine Nachricht an die Netzzugangsvorrichtung zu senden, die die Anforderung aufweist, die erste Kommunikationsverbindung abzubauen und die zweite Kommunikationsverbindung aufzubauen.
  4. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 3, wobei die Nachricht mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks an die Netzzugangsvorrichtung übertragen wird.
  5. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 3, wobei die Nachricht mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks an die Netzzugangsvorrichtung übertragen wird.
  6. Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das dritte Kommunikationsnetzwerk das Internet ist.
  7. Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste Kommunikationsnetzwerk ein WLAN-Kommunikationsnetzwerk und das zweite Kommunikationsnetzwerk ein UMTS-Kommunikationsnetzwerk ist oder das zweite Kommunikationsnetzwerk ein WLAN-Kommunikationsnetzwerk und das erste Kommunikationsnetzwerk ein UMTS-Kommunikationsnetzwerk.
  8. Kommunikationssystem gemäß Anspruch 7, wobei die Netzzugangsvorrichtung eine WLAN-Netzzugangsvorrichtung, die die Funktion eines PDG des WLAN-Kommunikationsnetzwerks aufweist, eine UMTS-Netzzugangsvorrichtung, die die Funktion eines GGSN des UMTS-Kommunikationsnetzwerks aufweist, und einen Speicher aufweist, auf welchen Speicher die WLAN-Netzzugangsvorrichtung und die UMTS-Netzzugangsvorrichtung zugreifen.
  9. Kommunikationssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Teilnehmergerät und/oder die Netzzugangsvorrichtung einen Zwischenspeicher aufweisen, der eingerichtet ist, im Rahmen des Abbaus der ersten Kommunikationsverbindung und des Aufbaus der zweiten Kommunikationsverbindung Nutzdaten, die mittels der ersten Kommunikationsverbindung und/oder der zweiten Kommunikationsverbindung übermittelt werden, zwischenzuspeichern.
  10. Verfahren zum Steuern eines Kommunikationssystems, welches Kommunikationssystem ein erstes Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, ein Teilnehmergerät und eine Netzzugangsvorrichtung aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht-Adresse zugeordnet ist und welche Netzzugangsvorrichtung den Zugang von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk ermöglicht, wobei gemäß dem Verfahren – bei der Datenübertragung mittels einer ersten Kommunikationsverbindung, die zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung besteht, die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird; – die Netzzugangsvorrichtung die erste Kommunikationsverbindung abbaut; – die Netzzugangsvorrichtung eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufbaut; und – bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
  11. Netzzugangsvorrichtung eines Kommunikationssystems, das ein erstes Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, und ein Teilnehmergerät aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht-Adresse zugeordnet ist, wobei – die Netzzugangsvorrichtung eingerichtet ist, den Zugang von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk zu ermöglichen; – die Netzzugangsvorrichtung eine Steuervorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, eine erste Kommunikationsverbindung abzubauen, wobei die erste Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung besteht und wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird, und welche Steuervorrichtung ferner eingerichtet ist, eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufzubauen, wobei bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
  12. Verfahren zum Steuern einer Netzzugangsvorrichtung eines Kommunikationssystems, das ein erstes Kommunikationsnetzwerk, ein zweites Kommunikationsnetzwerk, ein drittes Kommunikationsnetzwerk, und ein Teilnehmergerät aufweist, welcher Netzzugangsvorrichtung eine Vermittlungsschicht-Adresse zugeordnet ist und welche Netzzugangsvorrichtung den Zugang von dem ersten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk und den Zugang von dem zweiten Kommunikationsnetzwerk zu dem dritten Kommunikationsnetzwerk ermöglicht und wobei gemäß dem Verfahren – die Netzzugangsvorrichtung eine erste Kommunikationsverbindung abbaut, wobei die erste Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des ersten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung besteht und wobei bei der Datenübertragung mittels der ersten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird; und – die Netzzugangsvorrichtung eine zweite Kommunikationsverbindung zwischen dem Teilnehmergerät und dem dritten Kommunikationsnetzwerk mittels des zweiten Kommunikationsnetzwerks und mittels der Netzzugangsvorrichtung aufbaut, wobei bei der Datenübertragung mittels der zweiten Kommunikationsverbindung die Vermittlungsschicht-Adresse der Netzzugangsvorrichtung verwendet wird.
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