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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die drahtlose Telefonie allgemein
und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Ausstatten einer
Mobilstation mit der Fähigkeit
zum Aktivieren einer schnellen Paketdatensitzung ohne Teilnahme
an einem schnellen Paketdatendienst und zum Ausstatten einer Mobilstation
mit der Fähigkeit
zum Auswählen
einer höheren
Verbindungsgeschwindigkeit als die Geschwindigkeit, an der die Mobilstation
teilnimmt, für eine
schnelle Paketdatensitzung, wenn eine höhere Verbindungsgeschwindigkeit
in dem System verfügbar
ist.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Die
mobile Datenkommunikation wird schnell zu einem der am schnellsten
wachsenden Segmente des Mobilkommunikationsmarkts. Eine starke Antriebskraft
ist der schnell wachsende Markt der tragbaren Datenverarbeitung
und die von ihm erzeugte Notwendigkeit einer flexiblen drahtlosen
Datenkommunikation. Diese Marktkraft wird ferner durch die kleineren,
mehr personenorientierten Datenverarbeitungseinrichtungen, wie zum
Beispiel persönliche
digitale Assistenten (PDAs) und andere sogenannte Palmtop-Datenverarbeitungseinrichtungen,
betont. Mit PDSs und anderen solchen persönlichen Datenverarbeitungseinrichtungen
sowie mit herkömmlicheren
tragbaren Computern ist es möglich,
Email und Faxe zu senden und zu empfangen und sogar in öffentlichen
Informationsnetzwerken wie etwa dem World Wide Web zu surfen. Da
diese Aktivitäten
für Mobilgerätebenutzer
beliebt werden, gilt das gleiche für den Bedarf an mobilen drahtlosen
Datendiensten.
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Gleichzeitig
besteht auch zunehmend Nachfrage nach anderen Arten von Mobilkommunikationsdiensten.
Diese anderen Dienste sind zum Beispiel Mobiltelefon-Verbindungsdienste,
wie etwa Mobiltelefone und Dispatch-Funkdienst. Diese Arten von Diensten
werden in der Regel mit separaten Geräten bereitgestellt. Das heißt, Dispatch-
und Telefonverbindungssysteme waren traditionell getrennte Systeme,
die jeweils feste und mobile Geräte
erfordern. Es war jedoch eine Veränderung im Kommen, mobilen Benutzern,
die übliche
mobile und feste Geräte
benutzen, mehrere Kommunikationsdienste bereitzustellen. Diese werden
als diensteintegrierte Funknetzwerke bezeichnet. Diese Systeme verwenden
digitale Modulation für
den Funkkanal und sind in der Regel Zeitmultiplexsysteme, um mehrere
Kanäle
auf einer einzigen Frequenz oder einem Frequenzpaar zu erlauben.
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Mobildatendienst,
der manchmal auch als Paketdaten bezeichnet wird, wurde zum Zellulartelefondienst
wie zum Beispiel GSM hinzugefügt.
Bisher war Paketdatendienst jedoch in diensteintegrierten Funknetzwerken
nicht kommerziell verfügbar
gemacht worden. Dabei entstehen mehrere Probleme, und ein Hauptproblem
unter diesen ist die Anmeldung von mobilen Teilnehmereinheiten oder
Mobilstationen für
Paketdatendienst.
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In
einem typischen Kommunikationsgerätenetzwerk wird eine Teilnehmerdatenbank
geführt,
die Provisionierungsinformationen, Merkmalaktivierungsstatus und
so weiter enthält.
Diese Datenbank wird gewöhnlich
als ein Heimatregister (HLR) bezeichnet und ist wohlverstanden.
Beim Empfang einer Anforderung einer Anmeldung von einer Mobilstation
greifen die Netzwerkgeräte
auf das HLR zu, finden den korrelierenden Teilnehmerdatenbatz und bestimmen,
welche Merkmale für
die Mobilstation zu aktivieren sind, sowie die notwendigen Authentifikationsinformationen
neben anderen betreffenden Informationen. Diese Informationen werden
zu einer als Besucherregister (VLR) bezeichneten weiteren Datenbank
transferiert, die auch in der Technik wohlverstanden ist. Das VLR
wird vom System zum Verfolgen der Position der Mobilstation in dem
System benutzt. Das heißt,
in welcher konkreten Zelle oder in welchen konkreten Zellen sich
die Mobilstation zuletzt befand, so daß eine ankommende Verbindung korrekt
geroutet werden kann.
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Beim
Hinzufügen
eines beliebigen Dienstes, wie zum Beispiel Paketdatendienst, zu
einem Kommunikationsnetzwerk ist auch eine VLR-Funktion notwendig,
um Mobilstationen innerhalb des Versorgungsgebiets zu verfolgen.
Dies erlaubt es dem System zum Beispiel, Benachrichtigungen zu senden, daß das System
Email für
die Mobilstation empfangen hat. In einem diensteintegrierten Funksystem muß sich eine
Mobilstation zum Beispiel für
Paketdatendienst anmelden.
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Es
gibt jedoch Situationen, wenn ein mobiler Benutzer, der nicht für Paketdatendienst
angemeldet ist, den Dienst einmal oder gelegentlich benutzen möchte. Solche
gelegentlichen Mobilbenutzer wollen nicht den hohen Preis der Teilnahme
an dem schnellen Paketdatendienst regelmäßig bezahlen. Außerdem gibt
es Situationen, in denen ein Mobilbenutzer, der für Paketdatendienst
angemeldet ist, eine höhere Verbindungsgeschwindigkeit
benutzen möchte,
als die derzeitige Verbindungsgeschwindigkeit, an der er teilnimmt.
Deshalb wird im Stand der Technik ein System benötigt, das mobilen Benutzern
nur dann, wenn sie es anfordern, Paketdatendienst oder höhere Verbindungsgeschwindigkeit
erlaubt.
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Die
folgende Kurzfassung von Ausführungsformen
der Erfindung wird angegeben, um ein Verständnis bestimmter der innovativen
Merkmale, die der vorliegenden Erfindung eigen sind, zu erleichtern,
und soll keine volle Beschreibung darstellen. Die verschiedenen
Aspekte der Erfindung werden vollständig durch Durchsicht der gesamten
Spezifikation, Ansprüche,
Zeichnungen und der Zusammenfassung als Ganzes deutlich.
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Ein
Aspekt einer Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens und Systems ist deshalb die Bereitstellung
eines Verfahrens und Systems zum Ausstatten einer Mobilstation mit
der Fähigkeit
zur Aktivierung einer schnellen Paketdatensitzung, ohne an einem
schnellen Paketdatendienst teilzunehmen.
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Ein
weiterer Aspekt einer Ausführungsform des
vorliegenden Verfahrens und Systems ist das Ausstatten einer Mobilstation
mit der Fähigkeit, schnellen
Paketdatendienst zu aktivieren, wenn der mobile Benutzer den Dienst
anfordert.
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Ein
weiterer Aspekt einer Ausführungsform des
vorliegenden Verfahrens und Systems ist die Bereitstellung der Fähigkeit,
eine schnelle Paketdatendienstsitzung auf der Basis der Echtzeit-auf-Bedarf-Anforderung durch
eine Mobilstation anzubieten.
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Die
oben erwähnten
Aspekte der Erfindung und weitere Aufgaben und Vorteile können gelöst werden
wie nun zusammengefaßt
werden wird. Die Offenlegung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Ausstatten einer Mobilstation in einem Telekommunikationsnetzwerk
mit der Fähigkeit
zum Aktivieren einer schnellen Paketdatensitzung, ohne an einem
schnellen Paketdatendienst teilzunehmen, und eine höhere Datenrate
auszuwählen
als die Rate, an der sie gerade teilnimmt. In der folgenden Veröffentlichung
WO 00/72572 A1 umfaßt
ein Verfahren zum Ausstatten einer Mobilstation in einem Telekommunikationsnetzwerk
mit einer schnellen Paketdatensitzung die folgenden Schritte: Anfordern
durch eine Mobilstation, einer schnellen Paketdatendienstsitzung
bei einer Mobilvermittlungsstelle, die zur Zeit operativ mit der
teilnehmenden Mobilstation verbunden ist; und Vergeben, durch die
Mobilvermittlungsstelle, von Betriebsmitteln für die schnelle Paketdatendienstsitzung
mit der Mobilstation. Das Verfahren umfaßt ferner die folgenden Schritte:
Einleiten, durch die Mobilvermittlungsstelle, der schnellen Paketdatendienstsitzung
und Rückgängigmachen
der Vergabe der Betriebsmittel nach einem Ende für die Sitzung mit der Mobilstation.
Das Verfahren umfaßt
ferner den Schritt des Sendens der Benutzungsinformationen an ein
Gebührenberechnungssystem
zur Gebührenberechnung
nach Ende der Sitzung. Das Verfahren ist auf Anordnungen zum Gebührenberechnen
für Kunden
ausschließlich
sitzungsweise beschränkt,
ohne Vorkehrungen für
Teilnahmen an erweiterten Diensten. Die folgende Publikation WO 03/034667
A1 beschreibt ein ähnliches
Telekommunikationsnetzwerk, bei dem auch Vorkehrungen für Teilnahmen
für erweiterte
Dienste fehlen.
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Sehr
allgemein ausgedrückt
umfaßt
eine Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens die folgenden Schritte: Ausstatten der
Mobilstation mit der Möglichkeit,
entweder eine an schnellen Paketdaten teilnehmende Mobilstation
oder eine an nichtschnellen Paketdaten teilnehmende Mobilstation
zu sein; Bestimmen, ob die Mobilstation eine an schnellen Paketdaten
teilnehmende Mobilstation oder eine an nichtschnellen Paketdaten
teilnehmende Mobilstation ist; Aktivieren, durch eine an nichtschnellen Paketdaten
teilnehmende Mobilstation, einer schnellen Paketdatendienstsitzung
mit einer Mobilvermittlungsstelle, die gerade operativ mit der an
nichtschnellen Paketdaten teilnehmenden Mobilstation verbunden ist;
Vergeben, durch die Mobilvermittlungsstelle, von Betriebsmitteln
für die
schnelle Paketdatendienstsitzung mit der an nichtschnellen Paketdaten
teilnehmenden Mobilstation; Rückgängigmachen,
durch die Mobilvermittlungsstelle, der Vergabe der Betriebsmittel
für die
schnelle Paketdatendienstsitzung mit der an nichtschnellen Paketdaten teilnehmenden
Mobilstation nach einem Ende der schnellen Paketdatendienstsitzung;
und Senden, durch die Mobilvermittlungsstelle, der Benutzungsinformationen
der schnellen Paketdaten zu dem Gebührenberechnungssystem zur Gebührenberechnung
nach einem Ende der schnellen Paketdatendienstsitzung. Das Verfahren
umfaßt
außerdem
die folgenden Schritte: Auswählen,
durch eine an schnellen Paketdaten teilnehmende Mobilstation, einer
höheren
Datenrate als die Rate, an der sie gerade für eine schnelle Paketdatendienstsitzung
mit der Mobilvermittlungsstelle teilnimmt, die gerade operativ mit der
an schnellen Paketdaten teilnehmenden Mobilstation verbunden ist;
Zuteilen, durch die Mobilvermittlungsstelle, von Betriebsmitteln
für die
Paketdatendienstsitzung höherer
Datenrate mit der an schnellen Paketdaten teilnehmenden Mobilstation; Rückgängigmachen,
durch die Mobilvermittlungsstelle, der Vergabe der Betriebsmittel
für die
schnelle Paketdatendienstsitzung mit der an schnellen Paketdaten
teilnehmenden Mobilstation nach einem Ende der schnellen Paketdatendienstsitzung;
und Senden, durch die Mobilvermittlungsstelle, der Benutzungsinformationen
schneller Paketdaten zu dem Gebührensystem
zur Gebührenberechnung
nach einem Ende der schnellen Paketdatendienstsitzung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten
Figuren, in denen in den separaten Ansichten gleiche Bezugszahlen
auf identische oder funktionsmäßig ähnliche
Elemente verweisen und die in die Beschreibung integriert sind und Teil
dieser bilden, veranschaulichen die vorliegende Erfindung weiter
und dienen zusammen mit der ausführlichen
Beschreibung der Erfindung zur Erläuterung der Prinzipien der
vorliegenden Erfindung.
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1 zeigt
ein Blockschaltbild, das eine Mobilvermittlungsstelle, eine Basisstation
und eine Mobilstation zur Verwendung mit dem vorliegenden Verfahren
und System veranschaulicht.
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2 zeigt
ein ausführlicheres
Blockschaltbild einer Mobilvermittlungsstelle, Basisstation und Mobilstation
gemäß einer
Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens und Systems.
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3 zeigt
ein sehr allgemeines Flußdiagramm
logischer Operationsschritte, die gemäß einer Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens und Systems befolgt werden können.
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4 zeigt
ein ausführlicheres
Flußdiagramm
logischer Operationsschritte, die gemäß einer Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens und Systems befolgt werden können.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG
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Die
in diesen nicht einschränkenden
Beispielen besprochenen konkreten Werte und Konfigurationen können variiert
werden und werden lediglich angeführt, um eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen und sollen den Schutzumfang
der Erfindung nicht beschränken.
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Das
GSM-Netzwerk kann in drei allgemeine Teile aufgeteilt werden. Die
Mobilstation wird vom Teilnehmer mit sich geführt. Das Basisstations-Subsystem
steuert die Funkverbindung mit der Mobilstation. Das Netzwerksubsystem,
von dem der Hauptteil die Mobildienstvermittlungsstelle (MSC) ist,
führt die Vermittlung
von Verbindungen zwischen den mobilen Benutzern und zwischen mobilen
und Festnetzbenutzern durch.
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Die
Mobilstation (MS) besteht aus den Mobilgeräten (dem Endgerät) und einer
als Teilnehmeridentitätsmodul
(SIM) bezeichneten Chipkarte. Das SIM stellt persönliche Mobilität bereit,
so daß der
Benutzer ungeachtet eines spezifischen Endgeräts Zugang zu Diensten haben
kann, an denen er teilnimmt. Durch Einlegen der SIM-Karte in ein
anderes GSM-Endgerät
kann der Benutzer Anrufe an diesem Endgerät empfangen, Anrufe von diesem
Endgerät durchführen und
andere Dienste erhalten, an denen er teilnimmt.
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Die
internationale Mobilgeräteidentität (IMEI) identifiziert
das Mobilgerät
eindeutig. Die SIM-Karte enthält
die internationale Mobilteilnehmeridentität (IMSI), mit der der Teilnehmer
dem System identifiziert wird, einen Geheimschlüssel zur Authentifikation und
weitere Informationen. Die IMEI und die IMSI sind unabhängig und
ermöglichen
somit persönliche Mobilität. Die SIM-Karte
kann durch ein Paßwort
oder eine persönliche
Identitätszahl
vor unbefugter Benutzung geschützt
werden.
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Das
Basisstations-Subsystem besteht aus zwei Teilen, der Basissender-/-Empfängerstation (BTS)
und der Basisstationssteuerung (BSC). Diese kommunizieren über die
standardisierte Abis-Schnittstelle, wodurch (wie im Rest des Systems)
ein Betrieb zwischen Komponenten von verschiedenen Herstellern möglich wird.
In der Basissender-/-Empfängerstation
sind die Funksender/-empfänger untergebracht,
die eine Zelle definieren, und sie wickelt die Funkverbindungsprotokolle
mit der Mobilstation ab. In einem großen städtischen Gebiet gibt es potentiell eine
große
Anzahl eingesetzter BTS, so daß die
Anforderungen an eine BTS Robustheit, Zuverlässigkeit, Portierbarkeit und
minimale Kosten sind. Die Basisstationssteuerung verwaltet die Funkbetriebsmittel für eine oder
mehrere BTS. Sie wickelt Funkkanalaufbau, Frequenzsprung und Weiterreichungen
ab, wie später
beschrieben werden wird. Die BSC ist die Verbindung zwischen der
Mobilstation und Mobildienstvermittlungsstelle (MSC).
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Die
zentrale Komponente des Netzwerksubsystems ist die Mobildienstvermittlungsstelle
(MSC). Sie wirkt wie ein normaler Vermittlungsknoten des PSTN oder
ISDN und liefert zusätzlich
alle zum Abwickeln eines mobilen Teilnehmers notwendige Funktionalität, wie etwa
Anmeldung, Authentifikation, Positionsaktualisierung, Weiterreichungen
und Verbindungsrouten zu einem roamenden Teilnehmer. Diese Dienste
werden in Verbindung mit mehreren funktionalen Entitäten bereitgestellt,
die zusammen das Netzwerksubsystem bilden. Die MSC liefert die Verbindung
zu den Festnetzen (wie zum Beispiel dem PSTN oder ISDN). Zeichengabe
zwischen funktionalen Entitäten
in dem Netzwerksubsystem verwendet das Zeichengabesystem Nummer
7 (SS7), das für
Verbindungsleitungszeichengabe im ISDN und weithin in derzeitigen öffentlichen
Netzen verwendet wird.
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Das
Heimatregister (HLR) und das Besucherregister (VLR) stellen zusammen
mit der MSC die Verbindungsrouting- und -roaming-fähigkeiten von GSM bereit. Das
HLR enthält
alle administrativen Informationen jedes in dem entsprechenden GSM-Netzwerk
angemeldeten Teilnehmers zusammen mit der aktuellen Position der
mobilen Einrichtung. Die Position der mobilen Einrichtung liegt
in der Regel in Form der Zeichengabeadresse des mit der Mobilstation
assoziierten VLR vor. Die eigentliche Routing-Prozedur wird später beschrieben.
Es gibt logisch ein HLR pro GSM-Netzwerk, obwohl es als ein verteilte
Datenbank implementiert werden kann.
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Das
Besucherregister (VLR) enthält
gewählte
administrative Informationen aus dem HLR, die für Verbindungssteuerung und
Bereitstellung der Dienste, an denen teilgenommen wird, für jede mobile
Einrichtung, die sich gerade in dem geographischen Gebiet befindet,
das durch das VLR gesteuert wird, notwendig sind. Obwohl jede funktionale
Entität
als eine unabhängige Einheit
implementiert werden kann, implementieren alle Hersteller von Vermittlungsgeräten bisher
das VLR zusammen mit der MSC, so daß das durch die MSC gesteuerte
geographische Gebiet dem durch das VLR gesteuerten entspricht, wodurch die
erforderliche Zeichengabe vereinfacht wird.
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Die
beiden anderen Register werden für
Authentifikations- und Sicherheitszwecke genutzt. Das Geräteidentitätsregister
(EIR) ist eine Datenbank, die eine Liste aller gültigen mobilen Geräte in dem
Netzwerk enthält,
wobei jede Mobilstation durch ihre internationale Mobilgeräteidentität (IMEI)
identifiziert wird. Eine IMEI wird als ungültig markiert, wenn sie als
gestohlen gemeldet oder nicht typgenehmigt ist. Die Authentifikationszentrale
(AuC) ist eine geschützte
Datenbank, die eine Kopie des Geheimschlüssels speichert, der in der
SIM-Karte jedes Teilnehmers gespeichert ist und zur Authentifikation
und Verschlüsselung über den
Funkkanal verwendet wird.
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Eine
eingeschaltete mobile Einrichtung wird durch eine über den
PAGCH-Kanal einer Zelle gesendete Paging-Nachricht über eine ankommende Verbindung
informiert. Ein Extremfall wäre
das Paging jeder Zelle in dem Netzwerk für jede Verbindung, was offentsichtlich
eine Verschwendung von Funkbandbreite darstellt. Der andere Extremfall
wäre, daß die mobile
Einrichtung das System über
Positionsaktualisierungsnachrichten über ihren aktuellen Standort
auf der Ebene individueller Zellen informiert. Diese würde das
Senden von Paging-Nachrichten
zu genau einer Zelle erfordern, wäre aber aufgrund der großen Anzahl
von Positionsaktualisierungsnachrichten sehr verschwenderisch. Eine
bei GSM verwendete Kompromißlösung ist
die Gruppierung von Zellen zu Positionsgebieten. Bei einer Bewegung zwischen
Positionsgebieten sind Aktualisierungsnachrichten erforderlich und
es erfolgt ein Paging von Mobilstationen in den Zellen ihres derzeitigen
Positionsgebiets.
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Die
Positionsaktualisiprungsprozeduren und das nachfolgende Verbindungsrouten
verwenden die MSC und zwei Positionsregister: das Heimatregister (HLR)
und das Besucherregister (VLR). Wenn eine Mobilstation in einem
neuen Positionsgebiet eingeschaltet wird oder sich in ein neues
Positionsgebiet oder in das PLMN eines anderen Betreibers bewegt, muß sie sich
bei dem Netzwerk anmelden, um ihre aktuelle Position anzuzeigen.
Im Normalfall wird eine Positionsaktualisierungsnachricht zu der
bzw. dem neuen MSC/VLR gesendet. Diese bzw. dieses verzeichnet dann
die Positionsgebietsinformationen und sendet die Positionsinformationen
dann zu dem HLR des Teilnehmers. Die zu dem HLR gesendeten Informationen
sind normalerweise die SS7-Adresse des neuen VLR, obwohl es sich
um eine Routing-Nummer handeln kann. Der Grund dafür, daß normalerweise
keine Routing-Nummer zugewiesen wird, obwohl dadurch die Zeichengabe
verringert würde,
besteht darin, daß nur
eine begrenzte Anzahl von Routing-Nummern in der bzw. dem neuen
MSC/VLR verfügbar
ist und deshalb nach Bedarf für
ankommende Verbindungen zugeteilt wird. wenn der Teilnehmer zum
Dienst berechtigt ist, sendet das HLR eine Teilmenge der Teilnehmerinformationen,
die für
die Verbindungssteuerung benötigt
wird, zu der bzw. dem neuen MSC/VLR und sendet eine Nachricht zu
der bzw. dem alten MSC/VLR, um die alte Anmeldung aufzuheben.
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Aus
Zuverlässigkeitsgründen besitzt
GSM auch eine periodische Positionsaktualisierungsprozedur. Wenn
ein HLR oder eine bzw. ein MSC/VLR ausfällt, würde eine Überlastung verursacht, wenn sich
jede mobile Einrichtung gleichzeitig anmeldet, um die Datenbank
auf den neuesten Stand zu bringen. Deshalb wird die Datenbank aktualisiert,
wenn Positionsaktualisierungsereignisse auftreten. Das Freigeben
einer periodischen Aktualisierung und der Zeitraum zwischen periodischen
Aktualisierungen werden durch den Betreiber gesteuert und sind ein Kompromiß zwischen
Zeichengabeverkehr und Wiederherstellungsgeschwindigkeit. Wenn sich
eine mobile Einrichtung nach dem Aktualisierungszeitraum nicht anmeldet,
wird ihre Anmeldung entfernt.
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In
bestimmten Situationen gibt es mobile Benutzer, die nicht an dem
schnellen Paketdatendienst teilnehmen und den Dienst nur für eine bestimmte Zeit,
in der sie ihn benötigen,
wünschen,
wie zum Beispiel ein sofortiges Bedürfnis, eine große Datei
für eine
Besprechung herunterzuladen. Solche gelegentlichen Benutzer möchten wahrscheinlich
nicht den hohen Preis für
die Teilnahme an dem schnellen Paketdatendienst regelmäßig bezahlen.
Stattdessen hätten
sie den Dienst lieber nur dann, wenn sie ihn anfordern.
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Mit
dem vorliegenden Verfahren und System kann der mobile Benutzer bei
einer Ausführungsform eine
schnelle Paketdatensitzung zum Beispiel durch Drücken einer Taste oder Anklicken
eines Symbols auf einer Mobilstation, wie zum Beispiel einem Mobiltelefon,
anfordern. Die Mobilstation kann dann eine Anforderung zu dem Netzwerk
senden, das dann den schnellen Paketdatendienst für diesen
mobilen Benutzer nur für
eine Sitzung aktiviert.
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Die
gelegentlichen Benutzer werden in der Lage sein, die schnellen Paketdatendienste
zu nutzen, ohne einen Vertrag mit Dienstanbietern zu haben, so daß die hohen
monatlichen Dienstgebühren vermieden
werden. Es besteht auch ein Nutzen für Dienstanbieter, da diese
Fähigkeit
wahrscheinlich mehr Umsatz von gelegentlichen Benutzern bringt, da
sie die Tür
für mobile
Benutzer zur Aktivierung des Dienstes ohne Teilnahme öffnet und
die Gebühr
pro Verbindung gewöhnlich
teurer als die monatliche Teilnahmegebühr ist.
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In
bestimmten Situationen gibt es mobile Benutzer, die an dem schnellen
Paketdatendienst teilnehmen und gerne eine höhere Verbindungsgeschwindigkeit
als die, an der sie teilnehmen, nur für einen bestimmten Zeitraum
hätten,
in dem sie sie benötigen,
zum Beispiel bei einem unmittelbaren Bedürfnis, in einer kurzen Zeit
eine große
Datei für
eine Besprechung herunterzuladen. Solche Benutzer würden es
bevorzugen, die höhere
Verbindungsgeschwindigkeit für
den Dienst nur dann zu haben, wenn sie sie anfordern.
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Wenn
der Benutzer einer Mobilstation (oder einer anderen drahtlosen Einrichtung)
eine Aktivierungstaste drückt
oder ein Symbol für
schnellen Paketdatendienst auf der Einrichtung anklickt, sendet die
Mobilstation, das Mobiltelefon oder die andere Einrichtung einen
Befehl zu dem Netzwerk, der eine schnelle Paketdatendienstsitzung
anfordert. Das Netzwerk fragt die Datenbank des Teilnehmers dann nach
Informationen ab. Wenn der Teilnehmer nicht gerade an dem Paketdatendienst
teilnimmt, gibt es den Paketdatendienst zuerst frei. Das Netzwerk
sendet dann die verfügbaren
Wahlmöglichkeiten
in dem System für
den Benutzer zurück,
zum Beispiel 153,5 kbps, 307,2 kbps oder "beste verfügbare", "wirtschaftlichste", "egal" usw., wenn mehr
als eine Verbindungsgeschwindigkeit zur Verfügung steht. Wenn der Teilnehmer
bereits an dem Paketdatendienst teilnimmt, sendet das Netzwerk die
verschiedenen in dem System verfügbaren
Datenraten zurück,
einschließlich
aller für
den Benutzer zur Auswahl stehenden höheren Verbindungsgeschwindigkeiten.
Der Benutzer kann eine höhere
Rate wählen,
als die, an der er gerade teilnimmt. Nach dem Ende der schnellen
Paketdatensitzung macht das Netzwerk dann die Vergabe aller Betriebsmittel
für die
Sitzung rückgängig und
die Benutzungsinformationen wie etwa Verbindungsgeschwindigkeit,
gesendete/empfangene Bytes oder Zeitraum werden zur Gebührenberechnung
zu der Gebührenberechnungszentrale
gesendet.
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Das
vorliegende Verfahren und die vorliegende Vorrichtung statten eine
Mobilstation in einem Telekommunikationsnetzwerk mit der Fähigkeit
aus, eine schnelle Paketdatensitzung zu aktivieren, ohne an einem
schnellen Paketdatendienst teilzunehmen, und ermöglicht es einem Paketdatenteilnehmer,
eine höhere
Rate zu wählen
als die, an der er gerade teilnimmt. Sehr allgemein ausgedrückt umfaßt das Verfahren
die folgenden Schritte: Aktivieren, durch eine nichtteilnehmende
Mobilstation, einer schnellen Paketdatendienstsitzung mit einer
Mobilvermittlungsstelle, die gerade operativ mit der nichtteilnehmenden
Mobilstation verbunden ist; und Vergeben, durch die Mobilvermittlungsstelle,
von Betriebsmitteln für die
schnelle Paketdatendienstsitzung mit der nichtteilnehmenden Mobilstation.
Das Verfahren umfaßt außerdem die
folgenden Schritte: Auswählen,
durch eine teilnehmende Mobilstation, einer höheren Datenrate als die, an
der sie gerade teilnimmt, für
eine Paketdatendienstsitzung mit einer Mobilvermittlungsstelle,
die gerade operativ mit der teilnehmenden Mobilstation verbunden
ist; und Vergeben, durch die Mobilvermittlungsstelle, von Betriebsmitteln
für die
höhere
Verbindungsgeschwindigkeit einer Paketdatendienstsitzung mit der
teilnehmenden Mobilstation.
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Mit
Bezug auf 1 ist ein System 100 zur Verwendung
mit dem vorliegenden Verfahren und System abgebildet. Das System 100 besitzt
eine Mobilvermittlungsstelle (MSC) 102. Das System kann ein
Telefonnetzwerk, eine lokales Netzwerk ("LAN"), das
Internet und/oder ein drahtloses Netzwerk oder ein Teil davon sein.
Bei der abgebildeten Ausführungsform
ist ein Paketdatendienstnetzwerk (PDSN) 104 mit der MSC 102 verbunden.
Das PDSN 104 routet Paketdatenverbindungen zu und von mobilen
Benutzern durch die MSC 102. Das PDSN 104 routet außerdem Paketdatenverbindungen
von und zu anderen Paketdatendienstnetzwerken 106. Die
MSC 102 ist außerdem
mit einer oder mehreren Basisstationen (BS) 110 verbunden.
Jede der Basisstationen 110 kommuniziert in ihrem Versorgungsgebiet
mit Mobilstation(en) 112. Das PDSN 104 kann im
allgemeinen als ein weltweites IP-Netzwerk implementiert werden, das all
denen mit IP-Netzwerkzugangsprivilegien
zugänglich
ist.
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Jede
der Mobilstationen 112 besitzt ein Heimatregister (HLR) 114,
in dem Daten über
jede der Mobilstationen 112 verankert sind. Bestimmte der Mobilstationen 112 können von
ihrem Heimatstandort abgesetzt sein, und in diesem Fall wird lokal
ein Besucherregister (VLR) 116 für jede Mobilstation 112,
die sein Versorgungsgebiet besucht, eingerichtet. Das HLR 114 kann
als eine in zellularen Netzwerken verwendete permanente SS7-Datenbank
implementiert werden, wie zum Beispiel bei AMPS (Advanced Mobile
Phone System), GSM (globales System für die Mobilkommunikation) und
PCS.
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Das
HLR 114 kann im allgemeinen zum Identifizieren/Verifizieren
eines Teilnehmers benutzt werden und enthält außerdem Teilnehmerdaten in bezug auf
Merkmale und Dienste. Das HLR 114 wird im allgemeinen nicht
nur dann verwendet, wenn eine Verbindung mit einem durch einen aufgeführten zellularen
Anbieter unterstützten
Abdeckungsgebiet hergestellt wird, sondern auch zum Verifizieren
der Rechtmäßigkeit
und zum Unterstützen
von Teilnehmermerkmalen, wenn sich ein Teilnehmer von seinem eigenen
Heimatgebiet entfernt aufhält.
Das VLR 116 kann dagegen als eine lokale Datenbank implementiert
werden, die von dem zellularen Anbieter geführt wird, dessen Territorium
besucht wird. Die Mobilstation 112 kann als eine zellulare
Einrichtung, eine persönliche
Kommunikationseinrichtung, eine SMS-Einrichtung oder als drahtlose
Kommunikationseinrichtung (z.B. als drahtloser persönlicher
digitaler Assistent) implementiert werden.
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Die
MSC 102 kann auch eine Teilnehmerdatenbank 105 aufweisen.
Ferner kann die MSC 102 ein schnelles Paketdatensystem 101 aufweisen
oder operativ damit verbunden sein, das einen schnellen Datentransfer
zwischen der MSC 102 und der Mobilstation bereitstellt.
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Mit
Bezug auf 2 ist ausführlicher ein System 200 zum
Ausstatten einer Mobilstation in einem Telekommunikationsnetzwerk
mit der Fähigkeit zum
Aktivieren einer schnellen Paketdatensitzung ohne Teilnahme an einem
schnellen Paketdatendienst und zum Ermöglichen einer höheren Verbindungsgeschwindigkeit
als die, an der ein mobiler Benutzer teilnimmt, für eine Paketdatensitzung
gezeigt. 2 zeigt ein Blockschaltbild,
das eine Mobilvermittlungsstelle 202 darstellt, die operativ
mit einem PDSN 204, einer Basisstation 210 und
einer Mobilstation 212 gemäß einer Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens und Systems verbunden ist. Das PDSN 204 routet
Paketdatenverbindungen zu und von mobilen Benutzern durch die MSC 202 und
routet Paketdatenverbindungen von und zu anderen Paketdatendienstnetzwerken 206.
Die MSC 202 ist mit einer oder mehreren Basisstationen 210 verbunden. Die
Basisstation(en) 210 kommuniziert per Funk mit den Mobilstationen 212 die
vom Typ Zellulartelefon oder vom Typ einer breitbandigeren persönlichen Kommunikationseinrichtung
sein können.
Die Mobilstationen 212 können drahtlose Handapparate
oder im Fahrzeug angebrachte Stationen genau wie die in 1 gezeigten
sein.
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Die
Mobilstation 212 besitzt ein Anforderungssystem, das, wenn
es aktiviert wird, eine Anforderungsnachricht an die Mobilvermittlungsstelle 202 ausgibt,
die gerade operativ mit der teilnehmenden Mobilstation 212 verbunden
ist. Das Aktivierungssystem kann eine operativ mit einer Datensteuerung 216 verbundene
Aktivierungseinrichtung 213 aufweisen, wobei nach Aktivierung
der Aktivierungseinrichtung 213 die Datensteuerung 216 in
der Mobilstation 212 mit einer schnellen Paketdatensteuerung 203 in
der Mobilvermittlungsstelle 202 kommuniziert. Die Mobilstation 212 besitzt
ein Heimatregister (HLR) 214, in dem Daten über die
Mobilstation 212 verankert sind. Die Mobilstation 212 kann
sich von ihrem Heimatort abgesetzt befinden, und in diesem Fall
wird lokal ein Heimatregister (VLR) 217 für die Mobilstation 212, die
sein Versorgungsgebiet besucht, aufgebaut.
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Die
schnelle Paketdatensteuerung 203 in der Mobilvermittlungsstelle 202 empfängt eine
Anforderungsnachricht von der Mobilstation 212. Eine Teilnehmerdatenbank 207 enthält Daten,
die anzeigen, daß die
Mobilstation eine teilnehmende Mobilstation oder eine nichtteilnehmende
Mobilstation ist, und die Teilnehmerdatenbank 207 ist operativ
mit der Mobilvermittlungsstelle 202 verbunden. Außerdem ist
ein schnelles Paketdatensystem 201 operativ mit der schnellen
Paketdatensteuerung 203 in der Mobilvermittlungsstelle 202 verbunden.
Die schnelle Paketdatensteuerung 203 fragt die Teilnehmerdatenbank 207 nach
den Teilnehmerdaten für
schnelle Paketdaten des mobilen Teilnehmers ab. Eine nicht an schnellen Paketdaten
teilnehmende Mobilstation, zum Beispiel die Mobilstation 212,
aktiviert eine schnelle Paketdatendienstsitzung in der Mobilvermittlungsstelle 202 nach
dem Senden einer Anforderungsnachricht zu dieser, woraufhin die
Mobilvermittlungsstelle 202 als Reaktion auf die Anforderungsnachricht
Betriebsmittel für
die schnelle Paketdatendienstsitzung für das schnelle Paketdatensystem 201 mit
der nichtteilnehmenden Mobilstation 212 vergibt. Im Fall
einer an schnellen Paketdaten teilnehmenden Mobilstation wählt zum
Beispiel die Mobilstation 212 eine höhere Rate als die, an der sie
gerade teilnimmt, für
eine Paketdatendienstsitzung in der Mobilvermittlungsstelle 202 nach
Senden einer Anforderungsnachricht zu dieser, woraufhin die Mobilvermittlungsstelle 202 als Reaktion
auf die Anforderungsnachricht Betriebsmittel für die Paketdatendienstsitzung
mit einer höheren Verbindungs geschwindigkeit
für das
schnelle Paketdatensystem 201 mit der teilnehmenden Mobilstation 212 vergibt.
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Das
schnelle Paketdatensystem 201 kann mehrere Verbindungsgeschwindigkeiten
zur Verwendung bei der schnellen Paketdatendienstsitzung mit der
Mobilstation 212 aufweisen. Die verfügbaren Verbindungsgeschwindigkeiten
können
zum Beispiel 153,5 kbps, 307,2 kbps usw. sein. Die verfügbaren Verbindungsgeschwindigkeiten
können
mindestens eine der folgenden beispielhaft aufgeführten vom
Typ "beste verfügbare" Verbindungsgeschwindigkeit, "wirtschaftlichste" Verbindungsgeschwindigkeit und/oder "egal-"Verbindungsgeschwindigkeit
sein.
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Das
schnelle Paketdatensystem 201 empfängt die Anforderung von der
schnellen Paketdatensteuerung 203. Das System gibt die
Paketdatenverbindungssitzung frei und sendet die Verbindungsinformationen
zu der schnellen Paketdatensteuerung 203.
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Die
schnelle Paketdatensteuerung kommuniziert mit der Datensteuerung 216 in
der Mobilstation 212 und sendet die Freigabe- und Verbindungsinformationen
zu der Datensteuerung 216.
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Die
Datensteuerung 216 kommuniziert und empfängt die
Freigabe- und Verbindungsinformationen von der schnellen Paketdatensteuerung 203 und stellt
eine schnelle Paketdatensitzung für die Mobilstation 212 mit
dem schnellen Paketdatensystem 201 her.
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3 ist
ein Blockschaltbild einer Ausführungsform
des vorliegenden Verfahrens zum Ausstatten einer Mobilstation in
einem Telekommunikationsnetzwerk mit der Fähigkeit zum Aktivieren einer schnellen
Paketdatensitzung, ohne an einem schnellen Paketdatendienst teilzunehmen,
und zum es einer an Paketdaten teilnehmenden Mobilstation zu erlauben,
eine höhere
Datenrate auszuwählen,
als die, an der sie gerade teilnimmt. Sehr allgemein ausgedrückt umfaßt das Verfahren
die folgenden Schritte: Aktivieren, durch eine an nichtschnellen
Paketdaten teilnehmende Mobilstation, einer schnellen Paketdatendienstsitzung
mit einer Mobilvermittlungsstelle, die gerade operativ mit der nichtteilnehmenden
Mobilstation verbunden ist (Schritt 300); und Vergeben, durch
die Mobilvermittlungsstelle, von Betriebsmitteln für die schnelle
Paketdatendienstsitzung mit der an nichtschnellen Paketdaten teilnehmenden
Mobilstation (Schritt 302). Das Verfahren umfaßt außerdem die
folgenden Schritte: Auswählen,
durch eine an schnellen Paketdaten teilnehmende Mobilstation, einer
höheren
Datenrate für
eine Paketdatendienstsitzung mit einer Mobilvermittlungsstelle,
die gerade operativ mit der an schnellen Paketdaten teilnehmenden
Mobilstation verbunden ist (Schritt 300); und Vergeben,
durch die Mobilvermittlungsstelle, von Betriebsmitteln für die höhere Verbindungsgeschwindigkeit
einer Paketdatendienstsitzung mit der an schnellen Paketdaten teilnehmenden
Mobilstation (Schritt 302).
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4 ist
ein Blockschaltbild mit einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden
Verfahrens. Diese Ausführungsform
des Verfahrens in einem Telekommunikationsnetzwerk umfaßt die folgenden Schritte:
Anfordern, durch eine Mobilstation, einer schnellen Paketdatendienstsitzung
mit einer Mobilvermittlungsstelle, die gerade operativ mit der teilnehmenden
Mobilstation verbunden ist (Schritt 400); Bestimmen, ob
die Mobilstation eine an schnellen Paketdaten teilnehmende Mobilstation
oder eine an nichtschnellen Paketdaten teilnehmende Mobilstation
ist, unter Abfrage einer Teilnehmerdatenbank (Schritt 402);
wenn die Mobilstation eine an schnellen Paketdaten teilnehmende
Mobilstation ist, Senden verfügbarer
Verbindungsgeschwindigkeiten, einschließlich aller höherer Verbindungsgeschwindigkeiten,
die verfügbar
sind, zu der an schnellen Paketdaten teilnehmenden Mobilstation
(Schritt 404), Auswählen,
durch die an schnellen Paketdaten teilnehmende Mobilstelle einer
der verfügbaren
Verbindungsgeschwindigkeiten (Schritt 406), Einleiten durch
die Mobilvermittlungsstelle, der schnellen Paketdatendienstsitzung
(Schritt 408), Rückgängigmachen,
durch die Mobilvermittlungsstelle, der Vergabe der Betriebsmittel
für die
schnelle Paketdatendienstsitzung mit der an schnellen Paketdaten
teilnehmenden Mobilstation nach einem Ende der schnellen Paketdatendienstsitzung
und Senden der Paketdatenbenutzungsinformationen zu dem Gebührensystem zur
Gebührenberechnung
(Schritt 410); wenn die Mobilstation eine an nichtschnellen
Paketdaten teilnehmende Mobilstation ist, Freigeben der schnellen Paketdatendienstsitzung
für die
an nichtschnellen Paketdaten teilnehmende Mobilstation (Schritt 412), Senden
verfügbarer
Verbindungsgeschwindigkeiten zu der an nichtschnellen Paketdaten
teilnehmenden Mobilstation (Schritt 414), Auswählen, durch
die an nichtschnellen Paketdaten teilnehmende Mobilstelle, einer
der verfügbaren
Verbindungsgeschwindigkeiten (Schritt 416), Vergeben, durch
die Mobilvermittlungsstelle, von Betriebsmitteln für die schnelle
Paketdatendienstsitzung mit. der an nichtschnellen Paketdaten teilnehmende
Mobilstation (Schritt 418), Einleiten, durch die Mobilvermittlungsstelle,
der Sitzung des schnellen Paketdatendienstes (Schritt 420),
Rückgängigmachen,
durch die Mobilvermittlungsstelle, der Vergabe von Betriebsmitteln
für die schnelle
Paketdatendienstsitzung mit der an nichtschnellen Paketdaten teilnehmende
Mobilstation nach einem Ende der schnellen Paketdatendienstsitzung
und Senden der Paketdatenbenutzungsinformationen zu dem Gebührensystem
zur Gebührenberechnung
(Schritt 422).
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Das
vorliegende System und Verfahren können mit Nicht-Mobiltelefonen sowie
mit Mobiltelefonen benutzt werden.
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Das
Verfahren und System der vorliegenden Erfindung können in
Hardware, Software oder in Kombinationen von Hardware und Software
implementiert werden. Bei einer Softwareausführungsform können Teile
der vorliegenden Erfindung in computerlesbarem Medium eingebettete
Computerprogrammprodukte sein. Teile des Systems können eine Menge
und/oder eine Reihe von Computeranweisungen verwenden und/oder umfassen,
die mit einer beliebigen von mehreren Programmiersprachen geschrieben
oder implementiert werden, wie für
Fachleute erkennbar sein wird. Zum Beispiel können die Mobiltelefon-Datensteuerung in
der Mobilstation und die schnelle Paketdatensteuerung in der Mobilvermittlungsstelle
in Software implementiert werden.
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Ausführungsformen
des vorliegenden Verfahrens und Systems überwinden deshalb die Nachteile
des Standes der Technik und ergeben ein Verfahren und System, das
mobilen Benutzern Paketdatendienst, nur wenn sie ihn anfordern,
ermöglicht.
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Die
hier dargelegten Ausführungsformen und
Beispiele werden angegeben, um die vorliegende Erfindung und ihre
praktische Anwendung am besten zu erläutern und um dadurch Fachleuten
zu ermöglichen,
die Erfindung herzustellen und zu nutzen. Fachleute werden jedoch
erkennen, daß die
obige Beschreibung und die obigen Beispiele lediglich zur Veranschaulichung
und als Beispiel angegeben wurden. Fachleuten werden andere Varianten
und Modifikationen der vorliegenden Erfindung ersichtlich sein.