DE202006010953U1

DE202006010953U1 - Drahtloses Kommunikationssystem zum Implementieren eines fortentwickelten Systemanschlußverfahrens

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Publication number: DE202006010953U1
Application number: DE202006010953U
Authority: DE
Original assignee: InterDigital Technology Corp
Current assignee: InterDigital Technology Corp
Priority date: 2005-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2016-07-15
Also published as: KR20120016157A; TW201021487A; TWM302836U; KR20120125204A; KR101346458B1; TW201424318A; KR20080035535A; KR20070009454A; KR101261181B1; CN101375554B; TWI482476B; MY152916A; TWI499263B; CN201150110Y; AR055989A1; KR101293324B1; TWI424724B; TW200705934A; KR101261083B1; CN101375554A

Abstract

Drahtloses Kommunikationssystem zum Implementieren eines fortentwickelten Systemanschlußverfahrens, wobei das System aufweist:
ein erstes Kernnetzwerk;
ein mit dem ersten Kernnetzwerk verbundenes erstes Funkzugangsnetz (RAN), das konfiguriert ist, um einer drahtlosen Sende/Empfangseinheit (WTRU) einen drahtlosen Zugang bereitzustellen;
ein zweites Kernnetzwerk, das von dem ersten Kernnetzwerk weiterentwickelt ist;
ein mit dem zweiten Kernnetzwerk verbundenes zweites RAN, das konfiguriert ist, um der WTRU einen drahtlosen Zugang bereitzustellen; und
eine WTRU, die derart konfiguriert ist, daß sie eine Anschlußanforderungsnachricht an das zweite Kernnetzwerk sendet, wobei das zweite Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es einen Paketdatenprotokollkontext (PDP-Kontext) für die WTRU aktiviert und eine Anschlußannahmenachricht, einschließlich von den PDP-Kontext betreffenden Informationen, an die WTRU sendet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein fortentwickeltes drahtloses Kommunikationssystem (z.B. ein fortentwickeltes terrestrisches Funkzugangsnetz (E-UTRAN) eines universellen mobilen Telekommunikationssystems (UMTS)). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein drahtloses Kommunikationssystem zum Implementieren eines fortentwickelten Systemanschlußverfahrens.
Die Entwicklung eines Systems der dritten Generation (3G) ist im Fortschritt, um eine höhere Datenrate und eine geringere Latenz bereitzustellen und mehrere Funkzugangstechnologien (RATs) zu unterstützen. Die Hauptmerkmale des fortentwickelten 3G-Systems umfassen eine verbesserte Luftschnittstelle zum Handhaben höherer Datenraten mit höherer Effizienz, die Optimierung herkömmlicher Verfahren, um die Anzahl von Signalisierungsverfahren zu verringern und die Aufbauverzögerung zu verringern, und eine Netzwerkkonzeption, um die Verbindung und Zusammenarbeit jeglicher Luftschnittstellen, wie etwa des globalen Standards für die Mobilkommunikation (GSM), des allgemeinen Paketfunkdienstes (GPRS), des Breitband-Codemultiplex-Vielfachzugriffs (WCDMA), CDMA2000, IEEE 802.xx oder ähnlicher zu ermöglichen.
1 zeigt eine herkömmliche GPRS-Zugangsschnittstelle und Referenzpunkte. Eine Mobilstation (MS) 102, die ein Teilnehmerendgerät (TE) 104 und ein mobiles Endgerät (MT) 106 umfaßt, wird an eines der mehreren GPRS-Paketdomänennetzwerke 108a, 108b angeschlossen, welches ferner mit einem Paketdatennetzwerk 110 verbunden ist. Die GPRS-Paketdomänennetzwerke 108a, 108b führen eine Netzwerkzugangssteuerungsfunktion, eine Leitweglenkungs- und Transferfunk tion, eine Mobilitätsverwaltungsfunktion, eine logische Verbindungsverwaltungsfunktion, eine Funkressourcenverwaltungsfunktion, eine Netzwerkverwaltungsfunktion oder ähnliches durch.
Die Netzzugangssteuerungsfunktion umfaßt die Registrierung, Authentifizierung und Berechtigung, die Zulassungssteuerung, die Nachrichtensortierung, die Paketformatanpassung, die Gebührendatenerfassung, das betreiberbestimmte Sperren oder ähnliches. Die Paketleitweglenkungs- und die Transferfunktion umfassen die Weitergabe, die Leitweglenkung, die Adreßübersetzung und Abbildung, die Verkapselung, das Tunneln, die Komprimierung, das Verschlüsseln, den Domänenserver oder ähnliches. Die logische Verbindungsverwaltungsfunktion umfaßt den Aufbau, das Unterhalten und den Abbau einer Sitzung.
2A und 2B zeigen herkömmliche Zustandsmaschinen für die Mobilitätsverwaltung (MM) einer MS und eines betreuenden GPRS-Unterstützungsknotens (SGSN) in einem Iu-Betrieb. Die MS und der SGSN können in einem von der Paketmobilitätsverwaltung getrennten (PMM-getrennten) Zustand, einem PMM-verbundenen Zustand und einem PMM-Leerlaufzustand sein. In dem PMM-getrennten Zustand gibt es keine Kommunikation zwischen der MS und dem SGSN. Um MM-Kontexte in der MS und dem SGSN aufzubauen, führt die MS ein GPRS-Anschlußverfahren durch. Nach dem GPRS-Anschluß ändert sich der Zustand in den PMM-verbundenen Zustand, und zwischen der MS und dem SGSN wird eine Paketvermittlungs- (PS-) Signalisierungsverbindung aufgebaut. Ein PS-Signalisierungsverbindungsabbau ändert den Zustand in den PMM-Leerlaufzustand. Die GPRS-Trennung, die PS-Anschlußablehnung oder die Ablehnung der Leitweglenkungsbereichsaktualisierung (RAU-Ablehnung) bewirkt einen Wechsel in den PMM-getrennten Zustand. In dem PMM-Leerlauf- und dem PMM-verbundenen Zustand kann der Sitzungsverwaltungszustand (SM-Zustand) aktiv oder inaktiv sein.
3A, 3B und 3C sind zusammen genommen ein Signalisierungsdiagramm eines Anschlußverfahrens 300 in einem herkömmlichen GPRS-System. Wie in 3A gezeigt, leitet eine MS 302 durch die Sendung einer Anschlußanforderungsnachricht an einen neuen SGSN 306 das Anschlußverfahren 300 ein (Schritt 322). Die Anschlußanforderungsnachricht umfaßt eine internationale mobile Teilnehmerkennung (IMSI) (alternativ eine temporäre Mobilteilnehmerkennung für Paketdienste (P-TMSI) und eine alte Leitweglenkungsbereichskennung (RAI)), einen Anschlußtyp oder ähnliches.
Wenn das MS 302 sich selbst mit der P-TMSI identifiziert, leitet der neue SGSN 306 aus der RAI eine alte SGSN-Adresse ab, um IMSI-Informationen der MS 302 anzufordern (Schritt 324). Der neue SGSN 306 sendet eine Kennungsanforderungsnachricht an einen alten SGSN (Schritt 326). Die Kennungsanforderungsnachricht umfaßt eine P-TMSI, eine alte RAI, eine alte P-TMSI-Signatur oder ähnliches. Der alte SGSN 308 prüft die P-TMSI gegen den Eintrag und sendet eine Kennungsantwortnachricht mit der IMSI der MS 302 an den neuen SGSN 306 (Schritte 328, 330). Wenn die MS 302 in dem alten SGSN 308 bekannt ist, antwortet der alte SGSN 308 mit einer Kennungsantwortnachricht, einschließlich der IMSI, Authentifizierungstripletts oder Authentifizierungsquintetts. Wenn die MS 302 in dem alten SGSN 308 nicht bekannt ist oder die alte P-TMSI nicht mit dem in dem alten SGSN 308 gespeicherten Wert zusammenpaßt, antwortet der alte SGSN 308 in Schritt 330 mit einer passenden Fehlerursache in der Kennungsantwortnachricht.
Wenn die MS in dem alten SGSN 308 unbekannt ist, sendet der neue SGSN 306 eine Kennungsanforderung (ID-Anforderung) (ID-Typ = IMSI) an die MS 302 (Schritt 334). Die MS 302 antwortet mit einer ID-Antwort, einschließlich der IMSI der MS 302 (Schritt 336).
Wenn nirgends in dem Netzwerk ein MM-Kontext für die MS vorhanden ist, wird von der MS 302, dem neuen SGSN 306 und einem Heimatregister (HLR) 314 ein Authentifizierungsverfahren durchgeführt (Schritt 338).
Bezug nehmend auf 3B kann von der MS 302, dem neuen SGSN 306 und einem Gerätekennungsregister (EIR) 310 basierend auf einer Betreiberkonfiguration wahlweise ein Prüfverfahren für eine internationale mobile Gerätekennung (IMEI) durchgeführt werden (Schritt 340). Wenn sich die SGSN-Nummer seit der letzten GPRS-Trennung geändert hat oder es der allererste Anschluß ist, aktualisiert der neue SGSN 306 das HLR 314 durch Senden einer Standortaktualisierungsnachricht an das HLR 314 (Schritt 342). Die Standortaktualisierungsnachricht umfaßt eine SGSN-Nummer, eine SGSN-Adresse, die IMSI oder ähnliches.
Das HLR 316 vergleicht die SGSN-Nummer mit Einträgen und sendet eine Standortlöschnachricht (einschließlich der IMSI, des Löschtyps) an den alten SGSN 308 (Schritte 344, 346). Der alte SGSN 308 quittiert mit einer Standortlöschquittung (ACK) (Schritt 348). Das HLR 314 sendet eine Teilnehmerdateneinfügungsnachricht mit den IMSI- und GPRS-Teilnehmerdaten an den neuen SGSN 306 (Schritt 350).
Der neue SGSN 306 prüft, ob die MS 302 in dem neuen Leitweglenkungsbereich (RA) nicht zugelassen ist (Schritt 352). Wenn es der MS 302 aufgrund von regionalen Teilnahmebeschränkungen oder Zugangsbeschränkungen nicht erlaubt ist, sich in dem RA anzuschließen, lehnt der neue SGSN 306 die Anschlußanforderung mit einem geeigneten Grund ab und kann eine Teilnehmerdateneinfügungs-ACK (einschließlich der IMSI, einer SGSN-Bereichsbeschränkungsnachricht) an das HLR 314 zurückschicken (Schritt 354). Wenn die Teilnehmerprüfung aus anderen Gründen scheitert, lehnt der neue SGSN 306 die Anschlußanforderung ebenfalls mit einem passenden Grund ab und gibt eine Teilnehmerdateneinfügungs-ACK (einschließlich der IMSI und eines Grunds) an das HLR 314 zurück. Wenn alle Prüfungen erfolgreich sind, baut der neue SGSN 306 einen MM-Kontext für die MS 302 auf und gibt eine Teilnehmerdateneinfügungs-ACK (einschließlich der IMSI) an das HLR 314 zurück (Schritte 356, 358). Das HLR 314 aktualisiert den MM-Kontext und sendet eine Standortaktualisierungs-ACK an den neuen SGSN 306 (Schritte 360, 362).
Wenn der in der Anschlußanforderung angezeigte Anschlußtyp Bezug nehmend auf 3C einen kombinierten GPRS/IMSI-Anschluß anzeigt, sollte ein Besucherregister (VLR) aktualisiert werden. Der neue SGSN 306 sendet eine Standortaktualisierungsanforderung an ein neues VLR 312 (Schritt 364). Die Standortaktualisierungsanforderung umfaßt eine neue LAI, die IMSI, eine SGSN-Nummer, einen Standortaktualisierungstyp oder ähnliches.
Das neue VLR 312 stellt durch Speichern der SGSN-Nummer eine Verbindung mit dem neuen SGSN 306 her. Wenn die Standortbereichsaktualisierung (LA-Aktualisierung) zwischen Mobilvermittlungsstellen (MSC) ist, sendet das neue VLR 312 eine Standortaktualisierungsnachricht (einschließlich der IMSI und eines neuen VLR) an das HLR 314 (Schritt 366). Das HLR 314 sendet eine Standortlöschnachricht an ein altes VLR 316 (Schritt 368). Das alte VLR 316 quittiert mit einem Standortlösch-ACK (Schritt 370).
Das HLR 314 sendet eine Teilnehmerdateneinfügungsnachricht (einschließlich der IMSI und der Teilnehmerdaten) an das neue VLR 312 (Schritt 372). Das neue VLR 312 quittiert mit einem Teilnehmerdateneinfügungs-ACK (Schritt 374). Nach Beendigung der Standortaktualisierungsverfahren zwischen den MSCs antwortet das HLR 314 mit einer Standortaktualisierungs-ACK an das neue VLR 312 (Schritt 376). Das neue VLR 312 antwortet mit einer Standortaktualisierungsannahmenachricht (einschließlich VLR-TMSI) an den neuen SGSN 306 (Schritt 378).
Der neue SGSN 306 sendet eine Anschlußannahmenachricht an die MS 302 (Schritt 380). Die Anschlußannahmenachricht umfaßt eine P-TMSI, eine VLR-TMSI, eine P-TMSI-Signatur und eine Funkprioritäts-SMS. Die MS 302 gibt ihrerseits eine Anschlußabschlußnachricht an den neuen SGSN 306 zurück, und der neue SGSN 306 sendet eine TMSI-Neuzuweisungsabschlußnachricht an das neue VLR 312 (Schritte 382, 384).
4 ist ein Diagramm einer herkömmlichen Zustandsmaschine für die SM. Eine GPRS-Teilnahme enthält die Teilnahme für ein oder mehrere Paketdatenprotokoll- (PDP-) Adressen. Jede PDP-Adresse ist ein Element eines PDP-Kontextes. Der PDP-Zustand zeigt an, ob für diese PDP-Adresse eine Datenübertragung freigegeben ist oder nicht. Der PDP-Zustand wird von einem inaktiven Zustand in einen aktiven Zustand gewechselt, wenn der PDP-Kontext aktiviert wird. Der aktive Zustand wird in den inaktiven Zustand gewechselt, wenn das Deaktivierungsverfahren eingeleitet wird oder wenn sich der MM-Zustand in den PMM-Leerlaufzustand oder den PMM-getrennten Zustand ändert.
In dem inaktiven Zustand ist der Datendienst für eine gewisse PDP-Adresse der MS nicht aktiviert, und der PDP-Kontext enthält keine Leitweglenkungs- oder Abbildungsinformationen, um die diese PDP-Adresse betreffenden PDP-Protokolldateneinheiten (PDUs) zu verarbeiten. In dem aktiven Zustand wird der PDP-Kontext für die verwendete PDP-Adresse in der MS, dem SGSN und dem Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten (GGSN) aktiviert. Der PDP-Kontext enthält Abbildungs- und Leitweglenkungsinformationen zum Übermitteln von PDP-PDUs für diese bestimmte PDP-Adresse zwischen der MS und dem GGSN. Der aktive Zustand ist nur erlaubt, wenn der MM-Zustand der MS der PMM-Leerlaufzustand oder der PMM-verbundene Zustand ist.
5 ist ein Flußdiagramm eines herkömmlichen PDP-Kontextaktivierungsverfahrens 500. Die MS 302 sendet eine PDP-Kontextaktivierungsanforderungsnachricht an einen SGSN 306 (Schritt 502). Die PDP-Kontextaktivierungsanforderungsnachricht umfaßt einen PDP-Typ, eine PDP-Adresse, einen Zugangspunktnamen (APN), die geforderte Dienstqualität (QoS), Protokollkonfigurationsoptionen oder ähnliches. Der SGSN 306 validiert die PDP-Kontextaktivierungsanforderung, wählt einen APN aus und bildet den APN auf einen GGSN 310 ab (Schritt 504).
Der SGSN 306 sendet eine PDP-Kontexterzeugungsanforderungsnachricht an den GGSN 310 (Schritt 506). Die PDP-Kontexterzeugungsanforderungsnachricht umfaßt einen PDP-Typ, eine PDP-Adresse, einen APN, die ausgehandelte QoS, eine TEID, wesentliche Vergebührungseigenschaften oder ähnliches. Der GGSN 310 erzeugt einen neuen Eintrag in seiner PDP-Kontexttabelle und gibt eine PDP-Kontexterzeugungsantwort an den SGSN 306 zurück (Schritt 508). Die PDP-Kontexterzeugungsantwortnachricht umfaßt eine TEID, eine PDP-Adresse, Protokollkonfigurationsoptionen, die ausgehandelte QoS, die Vergebührungs-ID oder ähnliches.
Der Funkzugangsträger- (RAB-) Aufbau wird zwischen der MS 302, dem RAN 304 und dem SGSN 306 durchgeführt (Schritt 510). Im Iu-Betrieb und wenn die Grunddienstesatz(BSS-) Ablaufverfolgung aktiviert ist, kann der SGSN 306 eine Ablaufverfolgungsaufrufnachricht an das RAN 304 senden (Schritt 512). Der SGSN 306 kann den GGSN 310 über die zurückgestuften QoS-Attribute informieren, indem er eine PDP-Kontextaktualisierungsanforderung sendet (Schritt 514). Der GGSN 310 bestätigt die neuen QoS-Attribute durch Senden einer PDP-Kontextaktualisierungsantwort an den SGSN 306 (Schritt 516).
Der SGSN 306 fügt die GGSN-Adresse in seinen PDP-Kontext ein (Schritt 518). Wenn die MS 302 eine dynamische Adresse angefordert hat, wird die von dem GGSN 310 empfangene PDP-Adresse in den PDP-Kontext eingefügt. Der SGSN 306 wählt die Funkpriorität und die Paketstrom-ID basierend auf der ausgehandelten QoS aus und gibt eine PDP-Kontexktaktivierungsannahmenachricht an die MS 302 zurück (Schritt 520). Die PDP-Kontexktaktivierungsannahmenachricht umfaßt einen PDP-Typ, eine PDP-Adresse, eine Transaktionskennung (TI), die ausgehandelte QoS, die Funkpriorität, eine Paketstrom-ID, Protokollkonfigurationsoptionen oder ähnliches. Wenn die MS 302 in den MS-Netzwerkfähigkeiten angezeigt hat, daß sie BSS-Paketstromverfahren nicht unterstützt, dann soll der SGSN 306 die Paketstrom-ID nicht aufnehmen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein drahtloses Kommunikationssystem zum Implementieren eines fortentwickelten Systemanschlußverfahrens. Das drahtlose Kommunikationssystem umfaßt ein erstes Kernnetzwerk (d.h. ein Kernnetzwerk des herkömmlichen Partnerschaftsprojekts der dritten Generation (3GPP)) und ein zweites Kernnetzwerk (d.h. fortentwickeltes Kernnetzwerk), das von dem ersten Kernnetzwerk weiterentwickelt ist. Eine fortentwickelte drahtlose Sen de/Empfangseinheit (WTRU), die nach dem Einschalten in dem fortentwickelten System arbeitet, sendet eine modifizierte Anschlußanforderungsnachricht an das fortentwickelte Kernnetzwerk. Nach dem Empfang führt das fortentwickelte Kernnetzwerk die gleichen Verfahren durch, die in dem 3GPP-TS23.060-PS-Anschlußverfahren spezifiziert sind (z.B. Authentifizierung, Berechtigung, Mobilitätsverwaltung oder ähnliches). Das fortentwickelte Kernnetzwerk aktiviert dann weiterhin den PDP-Kontext (Zuweisung und Konfiguration von voreingestellten IP-Adressen für die WTRU). Nach dem erfolgreichen Abschluß der IP-Konfigurationsverfahren (PDP-Kontextaktivierung) sendet das fortentwickelte Kernnetzwerk die neue Anschlußannahmenachricht an die WTRU. Die neue Anschlußannahmenachricht umfaßt Informationen, die den PDP-Kontext betreffen (z.B. IP-Adresse, IP-Version (d.h. v4 oder v6), APN-Information, QoS oder ähnliche). Das fortentwickelte Kernnetzwerk baut auch einen Sitzungs- (SM) und Mobilitätsverwaltungs- (MM) (SMM) Kontext für die SM und MM für die WTRU auf. Die SM- und MM-Zustände gemäß der vorliegenden Erfindung sind von herkömmlichen 3GPP-basierten MM- und SM-Zuständen (in dem ersten Kernnetzwerk) verschieden. Die SM und MM gemäß der vorliegenden Erfindung übernimmt die Zuweisung der IP-Adressen für den gesamten Betrieb der WTRU. Wenn die WTRU verbunden ist, dann wird die IP-Adresse zugewiesen. Wenn keine IP-Adresse zugewiesen ist, dann ist die WTRU in einem getrennten Zustand (d.h. nicht erreichbar oder aus). Gemäß der vorliegenden Erfindung hängt der WTRU-Zustand (Verfügbarkeit) von der Zuweisung der IP-Adresse ab. Der Zustandsübergang zwischen MM-Zuständen wird entsprechend geändert.
Diese Erfindung wird nun in Verbindung mit den Zeichnungen detailliert beschrieben:
1 ist ein Diagramm von herkömmlichen GPRS-Zugangsschnittstellen und Referenzpunkten.
2A und 2B zeigen herkömmliche Zustandsmaschinen für die Mobilitätsverwaltung.
3A–3C sind gemeinsam genommen ein Flußdiagramm eines herkömmlichen PS-Anschluß- und Registrierungsverfahrens.
4 ist ein Diagramm einer herkömmlichen Zustandsmaschine für die Sitzungsverwaltung.
5 ist ein Flußdiagramm eines herkömmlichen PDP-Kontextaktivierungsverfahrens.
6 ist ein Diagramm einer beispielhaften fortentwickelten Systemarchitektur mit einem E-UTRAN und einem fortentwickelten Kernnetzwerk (CN) gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 ist ein Diagramm eines fortentwickelten Systemkernnetzwerks mit Funktionen auf höher Ebene gemäß der vorliegenden Erfindung.
8A und 8B zeigen Zustandsmaschinen für die Sitzungs- und Mobilitätsverwaltung (SMM) gemäß der vorliegenden Erfindung.
9A–9C sind gemeinsam genommen ein Flußdiagramm eines fortentwickelten Systemanschluß- und Registrierungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wenn hier im weiteren darauf Bezug genommen wird, umfaßt der Begriff "WTRU" ein Benutzergerät (UE), eine MS, eine feste oder mobile Teilnehmereinheit, einen Funkrufempfänger oder jede Andere Art von Vorrichtung, die fähig ist, in einer drahtlosen Umgebung zu arbeiten, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung können in eine integrierte Schaltung (IC) eingebaut werden oder in einer Schaltung aufgebaut werden, die eine Vielzahl von miteinander verbundenen Bestandteilen aufweist.
6 ist ein Diagramm eines beispielhaften fortentwickelten Systems 600 mit einem E-UTRAN und einem fortentwickelten CN gemäß der vorliegenden Erfindung. Das fortentwickelte System 600 umfaßt eine Zugangssystemschicht 610, eine Netzwerkschicht 620 und eine Multimediaschicht 630. Die Zugangssystemschicht 610 umfaßt mehrere Funkzugangsnetze (RANs), ein CN 616 und ein fortentwickeltes CN 617. Die RANs umfassen ein generisches Zugangsnetz (GAN) 611, ein GSM/EDGE-Funkzugangsnetz (GERAN) 612, ein UTRAN 613, ein E-UTRAN 614 und ein damit zusammenarbeitende drahtloses lokales Netzwerk (I-WLAN) 615. Die RANs 611–615 sind mit dem CN 616 oder dem fortentwickelten CN 617 verbunden, um Dienste (wie etwa Multimediadienste von einem Internetprotokoll-(IP-) Multimediasubsystem (IMS) 631) an eine oder mehrere WTRUs bereitzustellen, während sie über einen GGSN 618 oder ein Paketdatengateway (PDG) 619 mit einem Authentifizierungs-, Berechtigungs- und Abrechnungsserver (AAA-Server) 621, einem mobilen IP-Server (MIP-Server) 622 oder anderen Netzwerkeinheiten in der Netzwerkschicht 620 wechselwirken.
7 ist ein Diagramm für Funktionen auf hoher Ebene eines fortentwickelten Kernnetzwerks gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Netzwerkzugang und die IP-Anschlußmöglichkeitssteuerungsfunktion steuern die Registrierung, Authentifizierung und Berechtigung, die Zulassung, Nachrichtensortierung, Paketformatanpassung, Vergebührungsdatenerfassung, betreiberbestimmtes Sperren oder ähnliches. Die Paketleitweglenkung- und Transferfunktion steuert die Weitergabe, Leitweglenkung, Adreßübersetzung und Abbildung, die Verkapselung, das Tunneln, die Komprimierung, die Verschlüsselung, den Domänennamenserver oder ähnliches. Die logische Verbindungsverwaltungsfunktion steuert den Aufbau, das Unterhalten und den Abbau einer Sitzung.
8A und 8B zeigen Zustandsmaschinen für die Sitzungs- und Mobilitätsverwaltung (SMM) gemäß der vorliegenden Erfindung. Die WTRU und der fortentwickelte Systemkern können in einem MM-getrennten und SM-inaktiven Zustand oder einem MM-verbundenen und SM-aktiven Zustand oder einem MM-Leerlauf- und SM-aktiven Zustand sein. In dem MM-getrennten und SM-inaktiven Zustand gibt es keine Kommunikation zwischen der WTRU und dem fortentwickelten Systemkern. Nach dem Anschluß des fortentwickelten Systems wechselt der SMM-Zustand von dem MM-getrennten und SM-inaktiven Zustand in den MM-verbundenen und SM-aktiven Zustand. In dem MM-verbun denen und SM-aktiven Zustand wird eine PS-Signalisierungsverbindung zwischen der WTRU und dem fortentwickelten Systemkern aufgebaut. Ein PS-Signalisierungsverbindungsabbau im MM-verbundenen und SM-aktiven Zustand ändert den SMM-Zustand in den MM-Leerlauf- und SM-aktiven Zustand. Ein PS-Signalisierungsverbindungsabbau in dem MM-verbundenen und SM-aktiven Zustand ändert den SMM-Zustand in den MM-Leerlauf und SM-aktiven Zustand. Ein PS-Signalisierungsverbindungsaufbau in dem MM-Leerlauf- und SM-aktiven Zustand ändert den SMM-Zustand in den MM-verbundenen SM-aktiven Zustand. Eine fortentwickelte Systemtrennung, eine PS-Anschlußablehnung oder eine Inter-RAT-Handoverablehnung bewirkt, daß der SMM-Zustand in den MM-getrennten und SM-inaktiven Zustand wechselt.
9A–9C sind ein Flußdiagramm eines Verfahrens 1000 für den fortentwickelten Systemanschluß und die Registrierung gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine WTRU 1002 leitet durch die Übertragung einer Anschlußanforderungsnachricht an ein neues CN (d.h. fortentwickeltes CN) 1006 das Anschlußverfahren 1000 ein (Schritt 1022). Die Anschlußanforderungsnachricht umfaßt eine IMSI (oder P-TMSI und eine alte RAI), einen Anschlußtyp oder ähnliches. Wenn die WTRU 1002 sich selbst mit der P-TMSI identifiziert, leitet das neue CN 1006 aus der RAI eine alte SGSN-Adresse ab, um IMSI-Informationen der WTRU 1002 anzufordern (Schritt 1024). Das neue CN 1006 sendet eine Kennungsanforderungsnachricht an den alten SGSN 1008 (Schritt 1026). Die Kennungsanforderungsnachricht umfaßt eine P-TMSI, eine alte RAI, eine alte P-TMSI-Signatur oder ähnliches.
Der alte SGSN 1008 prüft die P-TMSI gegen den Eintrag und sendet eine Kennungsantwortnachricht an das neue CN 1006 (Schritte 1028, 1030). Wenn die WTRU 1002 dem alten SGSN 1008 bekannt ist, antwortet der alte SGSN 1008 mit der Kennungsantwortnachricht, einschließlich der IMSI, Authentifizierungstripletts oder Authentifizierungsquintetts. Wenn die WTRU 1002 in dem alten SGSN 1008 unbekannt ist oder die alte P-TSMI nicht zu dem in dem alten SGSN 1008 gespeicher ten Wert paßt, antwortet der alte SGSN 1008 in der Kennungsantwortnachricht in Schritt 1030 mit einem passenden Fehlergrund. Wenn die WTRU 1002 in dem alten SGSN 1008 unbekannt ist, sendet das neue CN 1006 eine ID-Anforderung (Id-Typ = IMSI) an die WTRU 1002 (Schritte 1032, 1034). Die WTRU antwortet dann mit einer ID-Antwort, einschließlich der IMSI der WTRU 1002 (Schritt 1036).
Wenn nirgendwo in dem Netzwerk ein MM-Kontext für die WTRU 1002 vorhanden ist, wird von der WTRU 1002, dem neuen CN 1006 und einem HLR 1014 ein Authentifizierungsverfahren durchgeführt (Schritt 1038). Basierend auf der Betreiberkonfiguration kann von der WTRU 1002, dem neuen CN 1006 und einem EIR 1010 wahlweise ein IMEI-Prüfverfahren durchgeführt werden (Schritt 1040).
Wenn die neue CN-Nummer sich seit dem letzten Systemanschluß geändert hat oder wenn es der allererste Anschluß ist, aktualisiert das neue CN 1006 das HLR 1014 durch Senden einer Standortaktualisierungsnachricht an das HLR 1014 (Schritt 1042). Die Standortaktualisierungsnachricht umfaßt eine CN-Nummer, eine CN-Adresse, die IMSI oder ähnliches.
Das HLR 1016 vergleicht die CN-Nummer mit Einträgen und sendet eine Standortlöschnachricht (einschließlich der IMSI, eines Löschtyps) an den alten SGSN 1008 (Schritte 1044, 1046). Der alte SGSN 1008 quittiert mit einer Standortlöschquittung (ACK) (Schritt 1048). Das HLR 1014 sendet eine Teilnehmerdateneinfügungsnachricht (mit den IMSI-, Teilnehmerdaten, einem PDP-Typ, einer PDP-Adresse, einem APN, einer QoS, der zulässigen besuchten öffentlichen Mobilnetze (VPLMN) oder ähnlichem) an das neue CN 1006 (Schritt 1050).
Das neue CN 1006 prüft, ob die WTRU 1002 in dem neuen RA nicht zugelassen ist (Schritt 1052). Wenn es der WTRU 1002 aufgrund von regionalen Teilnahmebeschränkungen oder Zugangsbeschränkungen nicht erlaubt ist, sich in dem RA anzuschließen, lehnt das neue CN 1006 die Anschlußanforderung mit einem geeigneten Grund ab und kann eine Teilnehmerdateneinfügungs-ACK (einschließlich der IMSI, einer CN-Be reichsbeschränkungsnachricht) an das HLR 1014 zurückschicken (Schritt 1054). Wenn die Teilnehmerprüfung aus anderen Gründen scheitert, lehnt das neue CN 1006 auch die Anschlußanforderung mit einem passenden Grund ab und gibt eine Teilnehmerdateneinfügungs-ACK (einschließlich der IMSI und eines Grunds) an das HLR 1014 zurück. Wenn alle Prüfungen erfolgreich sind, baut das neue CN 1006 einen SMM-Kontext für die WTRU 1002 auf, aktiviert den PDP-Kontext (Schritt 1056) und gibt eine Teilnehmerdateneinfügungs-ACK (einschließlich der IMSI, eines PDP-Typs, einer PDP-Adresse, eines APN, einer TEID oder ähnlichem) an das HLR 1014 zurück (Schritt 1058). Das HLR 1014 aktualisiert den SMM-Kontext und sendet eine Standortaktualisierungs-ACK an das neue CN 1006 (Schritte 1060, 1062).
Wenn der in der Anschlußanforderung angezeigte Anschlußtyp einen kombinierten E-UTRAN/IMSI-Anschluß anzeigt, sollte ein VLR aktualisiert werden. Das neue CN 1006 sendet eine Standortaktualisierungsanforderung an ein neues VLR 1012 (Schritt 1064). Die Standortaktualisierungsanforderung umfaßt eine neue LAI, die IMSI, eine CN-Nummer, einen Standortaktualisierungstyp oder ähnliches.
Das neue VLR 1012 stellt durch Speichern der ON-Nummer eine Verbindung mit dem neuen CN 1006 her. Wenn die LA-Aktualisierung zwischen Mobilvermittlungsstellen (MSC) ist, sendet das neue VLR 1012 eine Standortaktualisierungsnachricht (einschließlich der IMSI und eines neuen VLR) an das HLR 1014 (Schritt 1066). Das HLR 1014 sendet eine Standortlöschnachricht an ein altes VLR 1016 (Schritt 1068). Das alte VLR 1016 quittiert mit einem Standortlösch-ACK (Schritt 1070).
Das HLR 1014 sendet eine Teilnehmerdateneinfügungsnachricht (einschließlich der IMSI und der Teilnehmerdaten) an das neue VLR 1012 (Schritt 1072). Das neue VLR 1012 quittiert mit einem Teilnehmerdateneinfügungs-ACK (Schritt 1074). Nach Beendigung der Standortaktualisierungsverfahren zwischen den MSCs antwortet das HLR 1014 mit einer Standortaktualisierungs-ACK an das neue VLR 1012 (Schritt 1076). Das neue VLR 1012 antwortet mit einer Standortaktualisierungsannahmenachricht (einschließlich VLR-TMSI) an das neue CN 1006 (Schritt 1078).
Zwischen der WTRU 1002, dem UTRAN 1004 und dem neuen CN 1006 wird ein RAB-Aufbauverfahren durchgeführt (Schritt 1080). In dem Iu-Betrieb und falls die BSS-Verfolgung aktiviert ist, kann das neue CN 1006 eine Verfolgungsaufrufnachricht an das UTRAN 1004 senden (Schritt 1082).
Das neue CN 1006 sendet eine Anschlußannahmenachricht an die WTRU 1002 (Schritt 1084). Die Anschlußannahmenachricht umfaßt eine P-TMSI, eine VLR-TMSI, eine P-TMSI-Signatur, einen PDP-Typ, eine PDP-Adresse, eine TI, eine QoS, eine Funkpriorität, eine Paketstrom-ID, eine PDP-Konfiguration oder ähnliches. Die Anschlußannahmenachricht kann auch eine IP-Adresse umfassen. Die WTRU 1002 gibt dann eine Anschlußabschlußnachricht an das neue CN 1006 zurück, und das neue CN 1006 sendet eine TMSI-Neuzuweisungsabschlußnachricht an das neue VLR 1012 (Schritte 1086, 1088).
Ein Beispiel für die Informationselemente (IEs), die in der Anschlußannahmenachricht gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sind, ist in Tabelle 1 gezeigt. Neue IEs, die gemäß der vorliegenden Erfindung eingeführt werden, sind in Tabelle 1 in Fettdruck gezeigt. Die Anschlußannahmenachricht wird von dem CN an die WTRU gesendet, um anzuzeigen, daß die entsprechende Anschlußanforderung angenommen wurde. Wie weiter oben bemerkt, kann die Anschlußannahmenachricht auch eine IP-Adresse umfassen.
Tabelle 1
Das PDP-Adreß-IE ist in der Anschlußannahmenachricht enthalten, wenn die WTRU die Aktivierung eines PDP-Kontextes mit dem PDP-Typ IPv4 oder IPv6 und dynamische Adressierung angefordert hat. Das Protokollkonfigurationsoptions-IE ist in der Anschlußannahmenachricht, wenn das CN Protokolldaten (z.B. Konfigurationsparameter, Fehlercodes oder Nachrichten/Ereignisse) an die WTRU senden möchte. Das Paketstrom-ID-IE kann enthalten sein, wenn das CN die zu dem PDP-Kontext gehörige Paketstrom-ID anzeigen möchte. Das CN soll dieses IE nicht aufnehmen, wenn die WTRU in dem PFC-Betriebsartfeld des WTRU-Netzwerkfähigkeiten-IE keine Unterstützung des PFC-Verfahrens angezeigt hat. Wenn die WTRU keine PFC-Verfahrensunterstützung angezeigt hat, dann soll sie dieses IE ignorieren, wenn es empfangen wird.
Die ausgehandelte LLC-SAPI, die ausgehandelte QoS, die Funkpriorität und das halbe Reserveoktett sind IEs, die verwendet werden, um den Dienst auf den richtigen Endpunkt in dem Netzwerk mit der richtigen Einstellung abzubilden. Die LL-SAPI identifiziert die Dienstzugangspunktkennung sowohl in der WTRU, dem E-UTRAN als auch dem fortentwickelten CN. Dies stellt sicher, daß der Verkehrsstrom eines bestimmten Dienstes für die Aufwärts- und Abwärtsstrecke über die gleichen Knoten leitweggelenkt wird. Die ausgehandelte QoS ist der Satz von Attributen für den Verkehrsstrom, welche die zuzuweisenden Ressourcen spezifizieren, wie etwa eine Bitrate, eine Verzögerung, eine Bitfehlerrate, PDU-Größen oder ähnliches. Das Funkprioritäts-IE legt die Klasse des Datenverkehrs für das RAN fest.
In der vorliegenden Erfindung wird ein drahtloses Kommunikationssystem zum Implementieren eines fortentwickelten Systemanschlußverfahrens offenbart. Das System umfaßt ein erstes Kernnetzwerk und ein zweites Kernnetzwerk, das von dem ersten Kernnetzwerk weiterentwickelt ist. Eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (WTRU) sendet eine Anschlußanforderungsnachricht an das zweite Kernnetzwerk. Das zweite Kernnetzwerk aktiviert einen Paketdatenprotokollkontext (PDP-Kontext) und sendet eine Anschlußannahmenachricht an die WTRU. Die Anschlußannahmenachricht umfaßt den PDP-Kontext betreffende Informationen. Das zweite Kernnetzwerk baut einen Sitzungs- und Mobilitätsverwaltungskontext (SMM-Kontext) für die Sitzungsverwaltung (SM) und Mobilitätsverwaltung (MM) für die WTRU auf.
Obwohl die Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung in den bevorzugten Ausführungsformen in bestimmten Kombinationen beschrieben werden, kann jedes Merkmal oder Element allein, ohne die anderen Merkmale und Elemente der bevorzugten Ausführungsformen, oder in verschiedenen Kombinationen mit oder ohne andere Merkmale und Elemente der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Claims

Drahtloses Kommunikationssystem zum Implementieren eines fortentwickelten Systemanschlußverfahrens, wobei das System aufweist: ein erstes Kernnetzwerk; ein mit dem ersten Kernnetzwerk verbundenes erstes Funkzugangsnetz (RAN), das konfiguriert ist, um einer drahtlosen Sende/Empfangseinheit (WTRU) einen drahtlosen Zugang bereitzustellen; ein zweites Kernnetzwerk, das von dem ersten Kernnetzwerk weiterentwickelt ist; ein mit dem zweiten Kernnetzwerk verbundenes zweites RAN, das konfiguriert ist, um der WTRU einen drahtlosen Zugang bereitzustellen; und eine WTRU, die derart konfiguriert ist, daß sie eine Anschlußanforderungsnachricht an das zweite Kernnetzwerk sendet, wobei das zweite Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es einen Paketdatenprotokollkontext (PDP-Kontext) für die WTRU aktiviert und eine Anschlußannahmenachricht, einschließlich von den PDP-Kontext betreffenden Informationen, an die WTRU sendet.
System nach Anspruch 1, wobei die Anschlußanforderungsnachricht eine internationale mobile Teilnehmerkennung (IMSI) umfaßt.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Anschlußanforderungsnachricht eine temporäre Mobilteilnehmerkennung für Paketdienste (P-TMSI) und eine Leitweglenkungsbereichskennung (RAI) bezogen auf das erste Kernnetzwerk umfaßt.
System nach Anspruch 3, wobei das zweite Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es eine Kennungsanforderung an das erste Kernnetzwerk sendet, um eine internationale mobile Teilnehmerkennung (IMSI) von dem ersten Kernnetzwerk zu erhalten, und das erste Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es eine Kennungsantwort an das zweite Kernnetzwerk sendet, welche die IMSI enthält, wenn die WTRU in dem ersten Kernnetzwerk bekannt ist.
System nach Anspruch 4, wobei das zweite Kernnetzwerk unter Verwendung der RAI eine Adresse des ersten Kernnetzwerks ableitet.
System nach Anspruch 4 oder 5, wobei das erste Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es eine Kennungsantwort mit einer Fehlermeldung sendet, wenn die WTRU in dem ersten Kernnetzwerk nicht bekannt ist.
System nach Anspruch 6, wobei das zweite Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es eine Kennungsanforderung (ID-Anforderung) an die WTRU sendet, um die IMSI zu erhalten, und die WTRU derart konfiguriert ist, daß sie eine ID-Antwort mit der IMSI sendet.
System nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das erste Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es die Kennungsantwort mit einer Fehlermeldung sendet, wenn die P-TMSI nicht zu dem in dem ersten Kernnetzwerk gespeicherten Wert paßt.
System nach Anspruch 8, wobei das zweite Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es eine Kennungsanforderung (ID-Anforderung) an die WTRU sendet, um die IMSI zu erhalten, und die WTRU derart konfiguriert ist, daß sie eine ID-Antwort mit der IMSI sendet.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die WTRU und das zweite Kernnetzwerk konfiguriert sind, um ein Authentifizierungsverfahren durchzuführen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die WTRU und das zweite Kernnetzwerk konfiguriert sind, um ein Prüfverfahren für eine internationale mobile Gerätekennung (IMEI) mit einem Gerätekennungsregister (EIR) durchzuführen.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Anschlußanforderung einen Anschlußtyp anzeigt.
System nach Anspruch 12, wobei der Anschlußtyp lediglich einen Anschluß mit einem fortentwickelten terrestrischen Funkzugangsnetzwerk (E-UTRAN) eines universellen mobilen Telekommunikationssystems (UMTS) anzeigt.
System nach Anspruch 12 oder 13, wobei der Anschlußtyp einen Anschluß mit einem fortentwickelten terrestrischen Funkzugangsnetzwerk (E-UTRAN) eines universellen mobilen Telekommunikationssystems (UMTS) und einen IMSI-Anschluß anzeigt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei die Anschlußannahmenachricht einen PDP-Typ und/oder eine PDP-Adresse und/oder eine IP-Adresse und/oder eine Transaktionskennung (TI) und/oder eine Dienstqualität (QoS) und/oder eine Funkpriorität und/oder eine Paketstromkennung und/oder eine PDP-Konfiguration umfaßt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das zweite Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es einen Sitzungs- und Mobilitätskontext (SMM-Kontext) für die Sitzungsverwaltung (SM) und die Mobilitätsverwaltung (MM) für die WTRU aufbaut.
System nach Anspruch 16, wobei ein Zustand der SMM definiert ist als ein MM-getrennter und SM-inaktiver Zustand oder ein MM-verbundener und SM-aktiver Zustand oder ein MM-Leerlauf- und SM-aktiver Zustand.
System nach Anspruch 16 oder 17, wobei ein SMM-Zustand der WTRU sich abhängig von der Zuweisung der PDP-Adresse an die WTRU ändert.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei das zweite Kernnetzwerk derart konfiguriert ist, daß es die Anschlußanforderung ablehnt, wenn die WTRU in einem Leitweglenkungsbereich (RA) in Bezug auf das zweite Kernnetzwerk nicht zugelassen ist.
Zustandsmaschine für die Sitzungs- und Mobilitätsverwaltung (SMM) in einem fortentwickelten drahtlosen Kommunikationssystem, wobei die Zustandsmaschine aufweist: einen Mobilitätsverwaltungs- (MM-) getrennten und Sitzungsverwaltungs- (SM-) inaktiven Zustand, der anzeigt, daß die WTRU getrennt ist und der PDP-Kontext nicht aktiviert ist; einen MM-verbundenen und SM-aktiven Zustand, der anzeigt, daß die WTRU angeschlossen ist und der PDP-Kontext aktiviert ist und eine SM-Verbindung aufgebaut ist; und einen MM-Leerlauf- und SM-aktiven Zustand, der anzeigt, daß die WTRU angeschlossen ist, der PDP-Kontext aktiviert ist und die SM-Verbindung abgebaut ist.