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DE20310166U1 - System zur engen Zusammenarbeit zwischen drahtlosem lokalem Netz (WLAN) und Universal Mobile Telecommunikation System (UMTS) - Google Patents

System zur engen Zusammenarbeit zwischen drahtlosem lokalem Netz (WLAN) und Universal Mobile Telecommunikation System (UMTS)

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DE20310166U1
DE20310166U1 DE20310166U DE20310166U DE20310166U1 DE 20310166 U1 DE20310166 U1 DE 20310166U1 DE 20310166 U DE20310166 U DE 20310166U DE 20310166 U DE20310166 U DE 20310166U DE 20310166 U1 DE20310166 U1 DE 20310166U1
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Description

[0001] System zur engen Zusammenarbeit zwischen drahtlosem lokalem Netz (WLAN) und Universal Mobile Telecommunication Systems (UMTS)
[0002] Gebiet der Erfindung
[0003] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf UMTS-Systeme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System zur engen Zusammenarbeit zwischen WLAN und UMTS-Systemen.
[0004] Hintergrund
[0005] Es besteht ein Bedarf nach einer Systemarchitektur, die eine enge Zusammenarbeit zwischen WLAN- und UMTS-Systemen vorsieht und eine Architektur aufweist, die Folgendes unterstützt:
Weiterreichung (Handover) zwischen den beiden Systemen;
Sitzungsverwaltung und -kontinuität bei der Weiterreichung von Endgeräten zwischen den beiden Systemen; und
lose Zusammenarbeits-Roaming-Szenarien zwischen den beiden Systemen.
[0006] Zusammenfassung
[0007] Die Techniken WLAN und UMTS werden in wirksamer Weise zur Zusammenarbeit und Unterstützung eines engen Zusammenarbeitsszenarios kombiniert. Die UMTS-Iur-Schnittstelle wird für eine verlustlose Weiterreichung verwendet, mobiles Internet-Protokoll (IP) wird zur Sitzungsverwaltung und -kontinuität verwendet, und eine DIAMETER-Protokollsignalisierung wird zur Authentifizierung und Rechnungsstellung verwendet.
[0008] Kurze Beschreibung der Zeichnung
[0009] Fig. 1 und 2 sind Systemarchitekturdiagramme von WLAN- und UMTS-Netzen, welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verkörpern.
[0010] Detaillierte Beschreibung der Erfindung und deren bevorzugter Ausführungsformen
[0011] Fig. 1 zeigt eine Systemarchitektur 10, die ein öffentliches landgestütztes mobiles Netz (Public Land Mobile Network / PLMN) 12 aufweist, das einen Heim-Standortregister/ Heim-Teilnehmerserver (Home Location Register/Home Subscriber Server / HLR/HSS) 14, eine Authentifizierungs-, Autorisierungs- und Abrechnungs-Heimeinrichtung (AAAH) 16, eine Rechnungsstellungs-Gatewayfunktion (Charging Gateway Function / CGF) 18, einen Home Agent 20 und einen General Packet Radio Service unterstützenden Knoten (GGSN) 22.
[0012] Ein Gateway eines drahtlosen lokalen Netzes mit Internetprotokoll (Wireless Local Area Network Internet Protocol Gateway / WLAN IP GW), d.h. WIP-GW 30, in den eine Firewall integriert ist, stellt eine Signalisierungs- und Datenschnittstelle mit zwei APs her, zum Beispiel den APs 32 und 34. Das Benutzergerät (User Equipment / UE) 36 ist vorzugsweise ein WLAN/UMTS-UE mit dualem Modus.
[0013] Der Datenfluss im gezeigten System ist wie folgt:
Es gibt eine Schnittstelle für mobiles Internetprotokoll (MIP) zwischen WIP-GW 30 und dem Home Agent 20 es PLMN 12. WIP-GW 30 kombiniert die Funktionen des fremden Agenten des mobilen Internetprotokolls (MIP) bei einigen Funknetzsteuerungsfunktionen (Radio Network Controller/ RNC). Der WIP-GW erscheint dem PLMN 12 als ein fremder Agent und den APs als eine WLAN-Funknetzsteuerung (RNC). Eintreffende Daten werden zwischen dem PLMN (dem Heimagenten) 12 und dem WLAN (WIP-GW) 30 tunneliert, wie das durch die Ankunftsdatenleitung 38 gezeigt ist. Die ausgesendeten Daten fließen direkt vom WIP-GW 30 in das Internet 40, wie das durch die Ausgangs-lnternetprotokoll(IP)-Datenleitung 42 repräsentiert ist.
[0014] Das PLMN 12 bietet die Dienste der Authentifizierung und der Teilnehmerverwaltung unter Verwendung des HSS/HLR 14 des PLMN 12. DIAMETER ist ein IP-Domänenprotokoll, das die Autorisierungs-, Authentifizierungs- und Abrechnungsfunktionen in einem IP-Netz abwickelt. Die Verwendung von DIAMETER in dieser Architektur erlaubt auf IP basierende Prozeduren der Authentifizierung, Autorisierung und Abrechnung (AAA), die zwischen dem WIP-GW und dem PLMN abgewickelt werden. Da das PLMN im Wesentlichen ein UMTS-Netz ist, ist der die Authentifizierungs- und Autorisierungsprozeduren im PLMN ausführende Knoten der HSS/HLR, und der PLMN-Knoten, der die Abrechnung durchführt, ist die Rechnungsstellungs-Gatewayfunktion (CGF). Der HLR/HSS und die CGF unterstützen UMTS-Prozeduren und -Signalisierung zur Ermöglichung dieser Funktionen. Die AAAH sieht die Signalisierungszusammenarbeit zwischen IP-basierten AAA-Prozeduren und ihren entsprechenden UMTS-Prozeduren vor, wodurch es den AAA-Funktionen von und an den HSS/HLR und die CGF erlaubt wird, dem WLAN-Zugangssystem zur Verfügung gestellt zu werden. In ähnlicher Weise sieht das MIP Prozeduren zur Mobilitätsverwaltung in einem IP-Netz vor. In einem UMTS-Netz werden die Mobilitätsverwaltungsprozeduren für paketvermittelte Datendienste durch den GGSN abgewickelt. Der Heimagent in dieser Architektur sieht die Zusammenarbeit zwischen den MlP-Prozeduren (die zwischen dem WIP-GW und dem Heimagenten abgewickelt werden) und die UMTS-Mobile Application Part (MAP)-Schnittstelle zum GGSN vor. Die MIP / DIAMETER-Signalisierung fließt vom WIP/GW 30 durch eine AAA-Fremd(AAAF)-Funktion 44 und eine AAA-Heim-(AAAH)-Funktion 16 zum Heimagenten 20. Die MIP-Registrierungsnachrichten sind in der DIAMETER-Signalisierung über die Funkverbindung 48 eingekapselt.
[0015] AAAH 16 führt zu einer Zusammenarbeit zwischen DIAMETER mit Mobile Application Part (MAP) (Gr-Schnittstelle) und HLR/HSS 14, wodurch die Verwendung des HSS/HLR für die Authentifizierung ermöglicht wird.
[0016] Die AAAH 16 ist über eine Schnittstelle mit der Abrechnungs-Gatewayfunktion (CGF) 18 des PLMN unter der Verwendung eines GPRS-Tunnelierungsprotokolls (GTP) (über die Ga-Schnittstelle) verbunden, um die Verwendung desPUvlN-Ahrectirujc\gsservfirs zu er,mögjiche.n.. .
• ·
[0017] Die Sitzungskontinuität zwischen dem WLAN und dem UMTS-PLMN 12 wird unter der Verwendung von MIP (zwischen WIP-GW 30 und dem Heimagenten 20) und GTP (zwischen dem Heimagenten 20 und GGSN 22) erreicht. Der Heimagent 20 ermöglicht die Zusammenarbeit zwischen den beiden Schnittstellen. Die Sitzungskontinuität ermöglicht es, dass die Benutzersitzung und IP-Adresse beibehalten wird, während der Benutzer sich zwischen Zugangspunkten (Access Points / APs), wie zum Beispiel 32 und 34, und zwischen UMTS- und WLAN-Netzen bewegt. Im Endeffekt fungiert der GGSN 22 als der Ankerpunkt für die Datensitzung, während sich der Benutzer zwischen diesen Netzen bewegt. Wenn sich zum Beispiel der Benutzer in der Architektur 10' vom WLAN-Zugangsnetz zu einem UMTS-Zugangsnetz (UMTS Access NW) 50, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, bewegt, bleibt die Sitzung des Benutzers auf dem GGSN 22 verankert und wird daher während der Bewegung aufrechterhalten. Wenn es sich im UMTS-Zugangsnetz 50 befindet, kommuniziert das UE 36 mit dem Anker-GGSN 22 über das UMTS-Funkzugangsnetz (Radio Access Network / RAN) und dem Serving GPRS Support Node(SGSN)-Element 52 im PLMN. Eine Weiterreichung zwischen WLAN und UMTS-PLMN verwendet die als 46 bezeichnete lur-Schnittstelle. Der WIP-GW unterstützt die UMTS lur-Schnittstelle 46 zu einer Funknetzsteuerung (Radio Network Controller/ RNC) innerhalb des UMTS-RAN.

Claims (14)

1. Vorrichtung, welche eine enge Zusammenarbeit zwischen einem drahtlosen lokalen Netz (Wireless Local Area Network/WLAN) und einem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), wobei:
- UMTS und WLAN jeweils eine Einrichtung zum direkten Datenaustausch miteinander unter der Verwendung eines mobilen Internetprotokolls (MIP) zwischen dem UMTS und dem WLAN aufweisen;
- das WLAN eine Einrichtung zum Übertragen ausgesendeter Daten an das Internet unter der Verwendung des Internetprotokolls (IP) aufweist; und
- das WLAN und das UMTS mindestens einem Benutzergerät (User Equipment/UE) einen Dienst liefert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das WLAN umfasst:
- eine Einrichtung zum Empfangen von einem mobilen Netz eintreffender Daten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der das mobile Netz ein öffentliches landgestütztes mobiles Netz (Public Land Mobile Network/PLMN) ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das PLMN einen Heimagenten (HA) zur Tunnelierung von Daten an einen Internetprotokoll-Gateway (IPGW) aufweist, der im WLAN vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der HA weiter unter der Verwendung von IP mit dem Internet kommuniziert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der das PLMN eine Authentifizierungs-, Autorisierungs- und Abrechnungs-Heim-Funktion (AAAH) aufweist, die eine Authentifizierung mit einer AAA-Fremd-Funktion (AAAF) kommuniziert, die im WLAN vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die AAAF eine Kommunikation des AAAH mit dem WLAN-IP-GW vorsieht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die AAAH mit dem HA und einem Heim-Standortregister/Heim-Teilnehmerserver (Home Location Register/Home Subscriber Server/HLR/HSS) zum Liefern von AAAH-Diensten zusammenarbeitet.
9. Vorrichtung zur Weiterreichung eines Benutzergeräts (User Equipments/UE) zwischen einem drahtlosen lokalen Netz (Wireless Local Area Network /WLAN) und einem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), wobei:
- das UE eine zweifach ausgebildete Fähigkeit zur Kommunikation mit dem WLAN und dem UMTS hat; und
- das UMTS eine Iur-Schnittstelle zur Unterstützung einer Welterreichung mit dem WLAN hat.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der eine Einrichtung unter der Verwendung von MIP über eine DIAMETER-Signalisierung eine Sitzungsaufrechterhaltung zwischen dem WLAN und dem UMTS leistet, wenn sich das UE zwischen dem WLAN und dem UMTS bewegt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das UMTS durch eine Zusammenarbeit zwischen DIAMETER und UMTS Abrechnungsplattformen eines öffentlichen landgestützen mobilen Netzes nutzt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das UMTS ein PLMN verwendet, das ein Heim-Teilnehmerserver/Heim-Standortregister (Home Subscriber Server/Home Locating Register/HSS/HLR) zur Authentifizierung aufweist.
13. Vorrichtung, die eine enge Zusammenarbeit zwischen einem drahtlosen lokalen Netz (Wireless Local Area Network/WLAN) und einem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) vorsieht, wobei:
- das UMTS und das WLAN jeweils eine Einrichtung zum direkten Datenaustausch miteinander unter der Verwendung des mobilen Internetprotokolls (MIP) zwischen dem UMTS und dem WLAN aufweisen;
- das UMTS mit dem WLAN über eine Iur kommuniziert, um eine Weiterreichung eines Benutzergeräts (User Equipment/UE) entweder vom UMTS oder vom WLAN zum jeweils anderen (UMTS oder WLAN) vorzusehen; und
- das UE die Welterreichung einleitet.
14. Vorrichtung, die eine enge Zusammenarbeit zwischen einem drahtlosen lokalen Netz (Wireless Local Area Network/WLAN) und einem Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) vorsieht, wobei:
- das UMTS und das WLAN jeweils eine Einrichtung zum direkten Datenaustausch miteinander unter der Verwendung des mobilen Internetprotokolls (MIP) zwischen dem UMTS und dem WLAN aufweisen;
- das UMTS mit dem WLAN über eine Iur kommuniziert, um eine Welterreichung eines Benutzergeräts (User Equipments/UE) von entweder dem UMTS oder dem WLAN zum jeweils anderen (UMTS oder WLAN) vorzusehen; und
- entweder das WLAN oder das UMTS die Welterreichung einleitet.
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