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Dokumentenidentifikation DE69934944T2 31.10.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000984656
Titel Weiterreichsteuerung für eine Punkt zur Mehrpunkt Verbindung in einem Mobilen ATM-Netzwerk
Anmelder NEC Corp., Tokyo, JP
Erfinder Li, Inc., Jun c/o NEC USA, Princeton, New Jersey 08540, US;
Acharya, Inc., Arup c/o NEC USA, Princeton, New Jersey 08540, US
Vertreter PAe Splanemann Reitzner Baronetzky Westendorp, 80469 München
DE-Aktenzeichen 69934944
Vertragsstaaten DE, FI, GB, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 26.02.1999
EP-Aktenzeichen 991037888
EP-Offenlegungsdatum 08.03.2000
EP date of grant 24.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.10.2007
IPC-Hauptklasse H04Q 11/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H04Q 7/24(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   H04L 12/56(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Bereich der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Regelung einer Gesprächsweiterreichung für Punkt-zu-Mehrpunktverbindungen in mobilen ATM-Netzen, und stellt erstmals eine Regelung einer Gesprächsweiterreichung für ein Mobilteil dar, welches an einer Punkt-zu-Mehrpunktverbindung teilnimmt.

Diese Erfindung betrifft ein System der Regelung einer Gesprächsweiterreichung in einem mobilen Punkt-zu-Mehrpunkt-ATM-Netz. Die Erfindung ist in einem System, einem Verfahren und einem Programmprodukt zur Regelung einer Gesprächsweiterreichung in einem mobilen Punkt-zu-Mehrpunkt-ATM-Netz realisiert.

Stand der Technik

Asynchrone Übertragungsnetze oder ATM-Netze (ATM = Asynchronous Transfer Mode) stellen Punkt-zu-Punkt-, oder PTP-, wie auch Punkt-zu-Mehrpunkt-, oder PMP-, Verbindungen bereit. In PTP-Verbindungen kommuniziert eine Station mit nur einer anderen Station.

In PMP-Verbindungen sendet eine Station an eine Vielzahl anderer Stationen. Die derart sendende Station kann als Sendestation oder Wurzelstation bezeichnet werden. Die derart die Sendung der Wurzelstation empfangenden Stationen können als Empfangsstationen oder als Blattstationen bezeichnet werden. PMP-Verbindungen sind von Nutzen, wenn es erwünscht ist, eine Sendung an mehrere Stationen zu senden, so beispielsweise in einer Lehrsituation. Durch Verwendung einer PMP-Verbindung über ein ATM-Netz könnte eine Wurzelstation an einer Universität eine Vorlesung an Studenten senden, welche an Blattstationen teilnehmen.

Stationen in einem ATM-Netz sind mit dem Netz an Vermittlungsknoten des Netzes verbunden. ATM-Vermittlungsknoten können durch Verbindungsleitungen miteinander verbunden sein. In einer PMP-Verbindung kann der Knoten, an welchem die Wurzelstation angeschlossen ist, als der Wurzelknoten der PMP-Verbindung bezeichnet werden. Auf ähnliche Weise können die Knoten, an welchen Blattstationen angeschlossen sind, als Blattknoten bezeichnet werden. Es versteht sich, dass ein Blattknoten mehr als einer Blattstation den Dienst liefern kann. Kommunikation, welche sich in der Richtung weg von der Wurzelstation in Richtung der Blattstationen bewegt, kann als Abwärtskommunikation bezeichnet werden; Kommunikation, welche sich in der Richtung auf die Wurzelstation zu bewegt, kann als Aufwärtskommunikation bezeichnet werden.

1 zeigt eine Vielzahl von ATM-Vermittlungsknoten. Einige dieser Knoten sind miteinander durch Verbindungsleitungen verbunden. Die Knoten werden durch Kreise dargestellt, und die Verbindungsleitungen werden durch gerade Linien zwischen den Knoten dargestellt.

Heutzutage können ATM-Netze Unterstützung für mobile Endgeräte einschließen. In mobilen ATM-Netzen kommuniziert ein mobiles Endgerät (oder einfach ein Mobilteil, auch als MT bezeichnet) mit dem ATM-Netz über eine Basisstation (BS). Die BS kann zum Zwecke dieser Besprechung konzeptionell als Teil eines Vermittlungsknotens betrachtet werden. Es ist nicht erforderlich, dass alle Vermittlungsknoten BSs darstellen. Eine BS kann als besondere Art von Vermittlungsknoten mit Kommunikationseinrichtungen zur direkten Kommunikation mit MTs betrachtet werden. Mobile ATM-Netze liefern eine Gesprächsweiterreichung für PTP-Verbindungen, wenn ein MT in einer PTP-Verbindung sich aus einem durch eine BS bedienten Areal in ein durch eine andere BS bedientes Areal bewegt. Dies bedeutet, dass die PTP-ATM-Verbindung eines MT zwischen unterschiedlichen BSs weitergereicht werden kann. Die BS, welche das MT verlässt, kann als die alte Basisstation, oder OldBS, bezeichnet werden. Die BS, in die sich das MT bewegt, kann als neue Basisstation, oder NewBS, bezeichnet werden.

Es ist einige Verwirrung bei der Verwendung des Begriffes "Zelle" bei der Besprechung mobiler ATM-Netze möglich. Diese Verwirrung entsteht, da mobile Netze historisch "Zelle" verwendet haben, um das Dienstareal einer BS anzuzeigen. Anders gesagt, werden die Anrufe eines MT, welches sich von einer Zelle in eine andere bewegt, zwischen einer OldBS und einer NewBS weitergereicht. In ATM-Netzen wurde "Zelle" jedoch mit Bezug auf die ATM-Zelle verwendet, welche als Grundeinheit für die Protokollverarbeitung und Vermittlung dient. Um hier Verwirrung zu vermeiden, bezieht sich hierin der Begriff "Zelle", falls nicht anders angegeben, auf die ATM-Zelle, und das Dienstareal einer BS wird als Dienstareal bezeichnet.

Ein ATM-Netz kann in Übereinstimmung mit einer Privatnetz-zu-Netz-Schnittstellen-Hierarchie, oder PNNI-Hierarchie, arbeiten. Die PNNI-Hierarchie liefert eine Skalierbarkeit der Netze und ist höchst vorteilhaft. Die PNNI-Hierarchie stellt sicher, dass gleichwertige Einheiten zusammengruppiert werden können. Ein konzeptioneller Überblick über die PNNI-Hierarchie erfolgt nachfolgend.

2 zeigt eine Art, in welcher die Knoten aus 1 auf einem hohen Niveau gruppiert sein könnten. 2 zeigt aus Gründen der Klarheit nicht die Verbindungsleitungen zwischen den Knoten.

Insbesondere können die Knoten oberhalb der gestrichtelten Linie als einer Übergruppe zugehörig angenommen werden, welche als Gruppe B bezeichnet wird. Die Knoten unterhalb der gestrichelten Linie können als einer Gruppe A zugehörig angenommen werden. Gruppe A und Gruppe B sind auf demselben hohen Niveau definiert und können als gleichwertige Gruppen bezeichnet werden. Dies bedeutet, dass Gruppe A eine gleichwertige Gruppe zu Gruppe B ist.

3 zeigt eine niedrigwertigere Gruppe von Knoten. Wiederum wurde auf die Verbindungsleitungen zwischen den Knoten aus Gründen der Klarheit verzichtet. Insbesondere wurden die Knoten der gleichwertigen Gruppe B in Gruppen B.1 und B.2 gruppiert; die Knoten der gleichwertigen Gruppe A wurden in Gruppen A.1, A.2, A.3 und A.4 grupiert. Es sollte sich verstehen, dass diese niedrigwertigeren Gruppen einander gleichwertig sind. Dies bedeutet, dass die Gruppen B.1 und B.2 einander gleichwertig sind und auch als gleichwertige Gruppen bezeichnet werden können. Die Gruppen A.1, A.2, A.3 und A.4 sind gleichwertig zueinander.

Auf dem niedrigsten Niveau kann ein Netz als eine Vielzahl von Knoten einschließend begriffen werden, von welchen jeder eine Vermittlungsstation oder ähnliches aufweist. Da diese Knoten sich alle auf demselben Niveau befinden, sind sie gleichwertig.

Herkömmlicherweise kann ein Vermittlungsknoten basierend auf den Namen der Gruppen benannt werden, von denen er ein Teil ist. Somit kann sich ein Vermittlungsknoten mit der Bezeichnung A.2.1 in der Gruppe A auf dem höchsten Niveau befinden, weiterhin in der Gruppe A.2 auf dem nächsten Niveau, und kann der Vermittlungsknoten Nummer 1 innerhalb der Gruppe A.2 sein. Daher die Identifikation oder Bezeichnung "A.2.1". Diese Namensgebungs-Konvention kann als hierarchische Namensgebungs-Konvention bezeichnet werden.

4 zeigt, wie die Vermittlungsknoten in dem beispielhaften Netz unter der vorstehenden Konvention benannt werden könnten.

Die PNNI-Hierarchie stellt somit gleichwertige Gruppen einer willkürlichen Anzahl von Abstraktionsniveaus bereit. Die skalierbare PNNI-Hierarchie hilft dabei, den Einfluss einer Veränderung des Netzes auf niedrigeren Niveaus vor den oberen Niveaus zu verbergen, und hilft auch dabei, jegliche im Inneren einer gleichwertigen Gruppe vorgenommene Veränderungen vor anderen gleichwertigen Gruppen zu verbergen.

Zur Unterstützung von PMP-Verbindungen erfordert es ein PNNI-ATM-Netz, dass eine PMP-Verbindung über eine kontinuierliche Baumtopologie auf jedem Niveau verfügen muss. Insbesondere stellt die Wurzel des Baumes in einer PMP-Verbindung die Wurzelstation dar. Die Blätter des Baumes in einer PMP-Verbindung stellen die Blattstationen dar. Die Blätter müssen mit der Wurzel über Zweigstationen verbunden sein, welche sich nicht überlappen oder kreuzen. Das Verbot einer Zweigüberlappung/-kreuzung ermöglicht die Existenz einer PMP-Verbindung in Harmonie mit der Skalierbarkeit des PNNI-Netzes über alle unterschiedlichen Abstraktionsniveaus.

Die vorstehende Baumtopologie-Anforderung, welche durch die PNNI-Hierarchie auferlegt wird, beeinflusst die Weiterreichung für PTP-ATM-Verbindungen während der Weiterreichung zwischen BSs nicht wesentlich. Die PTP-Weiterreichung kann direkt erreicht werden. Jedoch beinhaltet die vorstehende Baumtopologie-Anforderung ernsthafte Implikationen für PMP-ATM-Verbindungen während der Gesprächsweiterreichung. Außer es wird eine geeignete Weiterreichungsregelung bereitgestellt, ist es insbesondere möglich, dass bei einer Bewegung eines als Blattstation an einer PMP-Verbindung teilnehmenden MT von dem Dienstareal einer OldBS zu einer NewBS verursachen könnte, die Weiterreichung der Verbindung zur NewBS zwei Zweige sich unerlaubter Weise kreuzen oder überlappen.

Diese Situation wird mit Bezug auf ein Beispiel und 5-12 erläutert. 5 zeigt das beispielhafte Netz, wobei die Vermittlungsknoten-Adressen angezeigt sind, und die Verbindungsleitungen zwischen den Vermittlungsknoten als gerade Linien dargestellt sind. In 5 existiert eine Wurzelstation RT, welche mit dem Vermittlungsknoten B.2.4 verbunden ist. Eine erste Blattstation L1 ist mit dem Vermittlungsknoten A.2.3 verbunden. Eine zweite Blattstation L2 ist mit dem Vermittlungsknoten A.4.4 verbunden.

6 zeigt eine PMP-Verbindung, welche durch das ATM-Netz eingerichtet wurde, durch das L1 und L2 Kommunikationen von RT empfangen. In 6 wurde auf die gleichwertige Gruppe A.1 in ihrer Gesamtheit, mehrere andere Vermittlungsknoten und mehrere Verbindungsleitungen aus Gründen der Klarheit verzichtet. Die PMP-Verbindung ist als eine schwere, dunkle Linie gezeigt. Verbindungsleitungen, welche kein Teil der PMP-Verbindung sind, sind als dünne Linien gezeigt. Die PMP-Verbindung beinhaltet auch die Vermittlungsknoten B.2.4, B.2.3 und B.2.2 der gleichwertigen Gruppt B.2; die Vermittlungsknoten B.1.1 und B.1.2 der gleichwertigen Gruppe B.1; die Vermittlungsknoten A.3.2, A.3.1 und A.3.4 der gleichwertigen Gruppe A.3; den Vermittlungsknoten A.2.3; und die Vermittlungsknoten A.4.6 und A.4.4 der gleichwertigen Gruppe A.4.

7 zeigt lediglich einen Teil des beispielhaften ATM-Netzes, wobei die PMP-Verbindung nunmehr ein drittes Blatt umfasst, welches ein mobiles Endgerät MT darstellt. Das MT befindet sich in der Kommunikation mit dem Vermittlungsknoten A.4.2, und die PMP-Verbindung weist zusätzlich zu den bereits erwähnten Vermittlungsknoten die Vermittlungsknoten A.4.3 und A.4.2 auf. Da die Verbindung zwischen MT und A.4.2 eine mobile Kommunikationsverbindung ist, ist sie als eine schwere gestrichelte Linie gezeigt.

8 zeigt das MT in hoch schematischer Weise. Insbesondere kann eine Sende- und Empfangseinheit 10 eine Antenne ANT aufweisen, durch welche Funkkommunikationen empfangen und gesendet werden. Verbunden mit der Sende- und Empfangseinheit 10 kann eine Verarbeitungseinheit 20 sein, welche das MT in die Lage versetzt an drahtlosen Funkkommunikationen teilzunehmen.

9 zeigt einen beispielhaften Vermittlungsknoten, welcher eine Basisstation in einem mobilen ATM-Netz in hoch schematischer Weise darstellt. Die Begriffe "Basisstation" und "Vermittlungsknoten" können für zahlreiche Zwecke dieser Beschreibung als identisch betrachtet werden. Insbesondere weist eine Basisstation 60 eine Basisstations-Sende- und -Empfangseinheit 30 auf, welche über mindestens eine Antenne ANT verfügt. Die Basisstation 60 kann ebenfalls eine Basisstations-Verarbeitungseinheit 40 aufweisen, welche die Einheit 30 derart regelt, dass diese Funkkommunikationen durch die Antenne ANT empfangt und sendet. Die Basisstation 60 kann ebenfalls über eine Vermittlungseinheit 50 verfügen, welche eine Schnittstelle mit den Verbindungsleitungen eines ATM-Netzes aufweist.

Die Vermittlungseinheit 50 kann einen Prozessor und einen zugehörigen Speicher aufweisen. Der Speicher kann über Befehle verfügen, welche darauf ausgerichtet sind, den Prozessor in die Lage zu versetzen, die Schalteinheit zur Teilnahme auf vordefinierte Arten an dem ATM-Netz zu veranlassen. Ein Vermittlungsknoten, welcher keine Basisstation darstellt, verfügt möglicherweise nicht über die Einheiten 30, 40 oder ANT.

10 zeigt eine Basisstation BS 60 und ihr Dienstareal 70. Im Allgemeinen kann ein MT im Dienstareal 70 einer BS mit der Vermittlungseinheit 50 des ATM-Netzes über die BS 60 kommunizieren. 11 zeigt, wie die Dienstareale 70 unterschiedlicher BSs 60 in enger Nachbarschaft miteinander bereitgestellt sind, um eine im Wesentlichen konstante Kommunikationskapazität bereitzustellen.

Es wird angenommen, dass dasjenige MT, welches gegenwärtig über den Vermittlungsknoten A.4.2 kommuniziert, sich in die Nähe des Dienstareals von A.2.2 bewegt. Das Signal von A.4.2 nimmt an Stärke ab, und das Signal von A.2.2 nimmt zu. Wenn die relative Stärke dieser beiden Signale einen bestimmten Schwellenwert erreicht, sollten die Kommunikationen von A.4.2 zu A.2.2 weitergereicht werden.

12 zeigt, wie die PMP-Verbindung erscheinen würde, wenn eine derartige Weiterreichung auf direkte Weise vorgenommen wird. In 12 wurde auf mehrere weitere Knoten und Verbindungsleitungen, welche momentan nicht relevant sind, zur Verbesserung der Klarheit verzichtet. Die PMP-Verbindung ist als sich von A.4.2 zu A.2.2 erstreckend gezeigt, so dass das MT weiterhin an der PMP-Verbindung teilnehmen kann, und das MT ist als mit dem ATM-Netz über A.2.2 kommunizierend gezeigt.

Eine derartige Weiterreichung ist jedoch nicht zulässig, da die Erstreckung der PMP-Verbindung zwischen A.4.2 und A.2.2 der nötigen Baumtopologie zuwiderläuft. Insbesondere würde diese unzulässige Verbindung zwei Zweige aus der gleichwertigen Gruppe A.3 bereitstellen, welche in der gleichwertigen Gruppe A.2 geendet hatten. Anders gesagt, kann behauptet werden, dass diese beiden Zweige sich an der gleichwertigen Gruppe A.2 "kreuzen" oder "überlappen". Die erforderliche Baumtopologie einer PMP-Verbindung in einem ATM-Netz würde somit gebrochen.

Die Tatsache, dass eine Verbindungsweiterreichung der Baumtopologie zuwiderlaufen kann, stellt ein ernstes Problem im Hinblick auf die Unterstützung von PMP-Verbindungen in mobilen ATM-Netzen dar. Daher wird Mobilität für PMP-Verbindungen in ATM-Netzen gegenwärtig nicht unterstützt. Darüber hinaus existiert eine Vielzahl von PMP-Verbindungsarten, und dies kompliziert die Regelung der Gesprächsweiterreichung noch weiter. Die zahlreichen Arten von PMP-Verbindungen werden nun kurz beschrieben.

Gemäß Spezifikationen des ATM-Forum (s. Hintergrund-Druckschriften 12, 13) existieren drei Arten von PMP-Verbindungen. Die drei Arten von PMP-Verbindungen sind die Wurzelinitiierte PMP-Verbindung, die Wurzel-LIJ-Verbindung und die Netz-LIJ-Verbindung.

Jede wird nun nacheinander beschrieben, doch es ist wichtig, im Hinterkopf zu behalten, dass diese drei Arten von PMP-Verbindungen ohne Bezug zu mobilen ATM-Netzen definiert werden. Anders gesagt werden diese drei Arten von PMP-Verbindungen für AMT-Netze spezifiziert, ungeachtet dessen, ob das spezielle ATM-Netz einen drahtlosen Zugang bereitstellt.

Wurzelinitiierte PMP-Verbindungen werden durch die Wurzel erzeugt, und nur die Wurzel kann eine Signalisierungsprozedur durch Senden einer ADD-PARTY-Nachricht in Richtung eines neuen Blattes initiieren.

Eine Wurzel-LIJ-PMP-Verbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine wurzelausgelöste, blattinitiierte Verbindung (Leaf Initiated Join, LIJ) darstellt. Wurzel-LIJ-Verbindungen erlauben es einem Blatt, einen Beitritt zu der PMP-Verbindung durch Senden einer LEAF-SETUP-REQUEST-Nachricht an die Wurzel zu beantragen. Unmittelbar nach Empfang der Nachricht beginnt die Wurzel die Signalisierungsprozedur, um dieses Blatt hinzuzufügen, und zwar durch Senden einer ADD-PARTY-Nachricht in Richtung des neuen Blattes.

Eine Netz-LIJ-PMP-Verbindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie eine blattausgelöste, blattinitiierte Verbindung (Leaf Initiated Join, LIJ) darstellt. Netz-LIJ-Verbindungen erlauben es einem Blatt, einen Beitritt zu der PMP-Verbindung durch Senden einer LEAF-SETUP-REQUEST-Nachricht an die Wurzel zu beantragen. Diese Anforderungsnachricht erreicht möglicherweise die Wurzel nicht. Das Netz bestimmt, ob ein Knoten existiert, welcher als Ersatzwurzel für das Blatt dienen kann. Falls eine Ersatzwurzel für das Blatt existiert, beginnt die Ersatzwurzel (und nicht die "echte" Wurzel) die Signalisierungsprozedur, um das Blatt hinzuzufügen, und zwar durch Senden der ADD-PARTY-Nachricht in Richtung des neuen Blattes. In Netz-LIJ-PMP-Verbindungen nehmen die netzaufwärts der Ersatzwurzel gelegenen Knoten den Beitritt des Blattes möglicherweise nicht wahr, da der Beitritt durch die Ersatzwurzel vorgenommen wird. Netz-LIJ ist die einzige Art von ATM-PMP-Verbindung, in welcher eine Ersatzwurzel verwendet wird.

ATM-Netzwerke wurden bislang in unterschiedlichen Aspekten studiert und definiert. Die nachfolgenden Druckschriften sind zur Vereinfachung für den Leser aufgelistet, da sie nützliche Hintergrundinformationen über diese unterschiedlichen Aspekte enthalten, und sind aufgrund dieser nützlichen Hintergrundinformationen in ihrer Gesamtheit als Referenz enthalten:

Betreffend des Konzeptes 'Mobiles ATM':

  • 1. D. Raychaudhuri, R. Yuan, A. Itawa, H. Suzuki. Rationale and framework for wireless ATM specification. ATM Forum/95-1646/PLEN, 1995.

Betreffend des nahefristigen Satzes mobiler Dienste in einem mobilen ATM-Netz:

  • 2. Acharya, J. Li, A. Bakre, D. Raychaudhuri. Design and prototyping of location management and handoff protocols for wireless ATM networks. In Proceedings of ICUPC 1997, San Diego, Sept. 1997.

Betreffend einer langfristigen Abwanderung auf drahtlosen Breitband-Ende-zu-Ende-ATM-Dienst:

  • 3. D. Raychaudhuri und N. D. Wilson. ATM-based transport architecture for multiservice wireless personal communication networks. IEEE Journal an Selected Areas in Communications, 12(8):1401-1414, Dezember 1994.

Betreffend Forschung und Entwicklung im Bereich Mobilunterstützung für ATM-Netze:

  • 4. Acampora und M. Naghshineh. An architecture and methodology for mobile-executed handoff in cellular ATM networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 12(8):1365-1375, Dezember 1994.
  • 5. K. Toh. Crossover switch discovery for wireless ATM LANs. ACM/Baltzer Mobile Networks and Nomadic Applications, 1(2), Dezember 1996.
  • 6. R. Yuan, S. K. Biswas, L. J. French, J. Li, D. Raychaudhuri. A signaling and control architecture for mobility support in wireless ATM networks. ACM/Baltzer Mobile Networks and Applications, 1(3), Dezember 1996.
  • 7. M. Veeraraghavan, M. Karol, K. Eng. Mobility and connection management in a wireless ATM LAN. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 15(1):50-68, Januar 1997.
  • 8. H. Mitts, H. Hansen, J. Immonen, S. Veikkolainen. Lossless handover for wireless ATM. ACM/Baltzer Mobile Networks and Applications, 1(3), Dezember 1996.

Betreffend Bemühungen in Richtung Standardisierung:

  • 9. Rajagopalan H. Mitts, K. Rauhala, G. Bautz. Proposed handover signaling architecture for release 1.0 WATM baseline. ATM Forum/97-0845, September 1997.
  • 10. A. Acharya, J. Li, D. Raychaudhuri. Primitives for location management and handoff control in mobile ATM networks. ATM Forum/96-1121, Aug. 1996.

Betreffend eines Rahmens für Mobilitätsunterstützung in einem ATM-Netz:

  • 11. Acharya, J. Li und D. Raychaudhuri. Mobility management in wireless ATM networks. IEEE Communication Magazine, 35(11):100-109, November 1997.

Betreffend Spezifikationen für Anwender-Netz- und Netz-Netz-Schnittstellen:

  • 12. ATM Forum. ATM User-Network Interface (UNI) Signalling Specification, Version 4.0. ATM Forum/af-sig-0061, Juli 1996.
  • 13. ATM Forum. Private Network-Network Interface Specification (PNNI) Version 2.0. ATM Forum/BTD-PNNI 2.00, September 1997.

Betreffend der Auswahl eines COS in PTP-Gesprächsweiterreichung:

  • 14. J. Li, A. Acharya, D. Raychaudhuri.
A signaling mechanism for hand-off control in mobile ATM networks. In Proceedings of the 12th International Conference of Information Networking, Tokio, Japan, Januar 1998.

Eine weitere Druckschrift des Standes der Technik ist zu finden in: ACHARYA A ET AL: "Mobile ATM: architecture, protocols and implementation" BROADBAND SWITCHING SYSTEMS PROCEEDINGS, 1997. IEEE BSS '97., 1997 2ND IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON TAIWAN, CHINA 2.-4. DEZ. 1997, NEW YORK, NY, USA, IEEE, US 2. Dezember 1997 (1997-12-02), Seiten 115-119, XP010268767 ISBN: 0-7803-4443-X

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diese Erfindung wird in einem Verfahren zur Gesprächsweiterreichung für alle drei Arten von PMP-Verbindungen in einem mobilen PNNI-ATM-Netz in einer derartigen Weise realisiert, dass eine Überkreuzung/Überlappung von Zweigen vermieden wird. Die Erfindung wird ebenfalls in einem Computersystem und einem Computerprogrammprodukt zur Implementierung des vorstehenden Verfahrens realisiert.

Das Verfahren zur Regelung einer Gesprächsweiterreichung liefert die Entdeckung eines geeigneten Kreuzschienenschalters, welcher einen Dateneingabe-Randknoten darstellt, der sowohl die alte Basisstation als auch die neue Basisstation abdeckt. Das erfindungsgemäße Regelverfahren umfasst neue Protokollnachrichten, eine neue Art von Zelle zur Bereitstellung einer Gesprächsweiterreichung ohne jeglichen Datenverlust sowie eine neue PNNI-Routenansicht zur Unterstützung der Bildung von neuen Pfaden für jegliche der drei Arten von PMP-Verbindungen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 stellt Knoten und Verbindungsleitungen in einem ATM-Netz dar;

2 stellt eine Gruppierung von Knoten auf einem hohen Niveau dar;

3 stellt eine Gruppierung von Knoten auf einem nächstniedrigeren Niveau dar;

4 stellt eine Identifizierungs-/Benennungskonvention dar;

5 stellt ein beispielhaftes ATM-Netz zur Verwendung bei der Beschreibung eines Problems bei der PMP-Gesprächsweiterreichung dar;

6 zeigt eine PMP-Verbindung in dem beispielhaften ATM-Netz;

7 zeigt einen kleinen Teil des beispielhaften ATM-Netzes einschließlich eines Mobilteils, welches an der PMP-Verbindung teilnimmt;

8 zeigt in schematischer Form ein Mobilteil;

9 zeigt in schematischer Form einen Vermittlungsknoten;

10 stellt das Konzept eines Dienstareals einer Basisstation dar;

11 stellt das Konzept einer Vielzahl sich überlappender Dienstareale dar;

12 zeigt eine unzulässige PMP-Verbindung;

13 stellt ein mobiles ATM-Netz dar;

14 stellt eine PMP-Verbindung in einem PNNI-Netz dar;

15 stellt Gesprächsweiterreichungs-Regelfunktionen und teilnehmende Einheiten dar;

16 stellt den Gesprächsweiterreichungs-Regelprozess für PMP-Verbindungen dar;

17 stellt eine Signalisierungssequenz der Regelung einer Gesprächsweiterreichung in PMP-Verbindungen dar.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ein PNNI-ATM-Netz kann konzeptionell wie in 13 gezeigt gesehen werden. Eine PMP-Verbindung in einem PNNI-ATM-Netz ist in 14 gezeigt. Wie bereits erwähnt, verfügt eine PMP-Verbindung möglicherweise über keinerlei überlappende Zweige zwischen Knoten. Dies bedeutet, dass nur zum ersten Blatt in einer gleichwertigen Gruppe ein Zweig hinzugefügt werden kann, welcher die Grenze der gleichwertigen Gruppe zu dem PMP-Baum überquert; zu den anderen Blätter in der gleichwertigen Gruppe müssen Zweige innerhalb der gleichwertigen Gruppe hinzugefügt werden. Diese Anforderung wird gestellt, da auf jedem Niveau der PNNI-Hierarchie eine PMP-Verbindung über eine Baumtopologie verfügen muss.

Um eine Überlappung von Zweigen in einer regulären (d.h. nicht mobilen) PMP-Verbindung zu vermeiden, wird ein Verbindungsblick oder Connection View für jeden Knoten an dem PMP-Baum hinzugefügt (s. Hintergrund-Druckschriften 12, 13 für ausführlichere Informationen über einen Connection View). Der Connection View eines Knotes ist ein Baumgraph, welcher an dem Knoten wurzelt. Der View ist für jeden Knoten spezifisch und kann sich in Abhängigkeit davon unterscheiden, welche der drei Arten von PMP-Verbindungen verwendet wird. Der PNNI-Wurzelalgorithmus kann den Connection View eines Knotens verwenden, um die Listen Benannter Transits (Designate Transit Lists, DTLs) zusammen mit dem existierenden Pfad auf dem Baum in Richtung des neu hinzuzufügenden Blattes zu bestimmen. Ohne Connection View wird möglicherweise ein Parallelpfad zu dem existierenden Pfad unnötigerweise geschaffen, um ein neues Blatt zu der PMP-Verbindung hinzuzufügen.

In der Tat ist es nicht unbedingt notwendig, dass alle Knoten der PMP-Verbindung über einen Connection View verfügen. Nur die für die PNNI-Quellenwurzelung verantwortlichen Knoten müssen darüber verfügen.

Eine Einheit in mobilitätsunterstützenden PMP-Verbindungen ist der Dateneingabe-Randknoten (Entry Border Node, EBN).

Für eine PMP-Verbindung ist der EBN einer gleichwertigen Gruppe definiert als, von netzaufwärts der Verbindung aus gesehen, der erste Knoten in der gleichwertigen Gruppe, welche sich auf dem PMP-Baum befindet. Beispielsweise ist B.1.1 der EBN für die gleichwertige Gruppe B.1, und A.3.2 ist der EBN für die gleichwertige Gruppe A.3 sowie die gleichwertige Gruppe A auf höherem Niveau. Da Wurzelknoten und EBNs für die PNNI-Quellenwurzelung verantwortlich sind, müssen sie einen Connection View beibehalten.

Die erfindungsgemäße Regelung der Gesprächsweiterreichung für PMP-Verbindungen führt eine inkrementale Pfad-Neuroutung für MTs durch, welche der für eine PTP-Verbindungs-Gesprächsweiterreichung durchgeführten ähnelt. Jedoch muss auch die Baumtopologie-Anforderung erfüllt werden. Diese Pfad-Neuroutung in der Erfindung wird mit den bereits im Connection View eines Knotens bereitgestellten verfügbaren Topologie-Informationen beibehalten, wie nachstehend deutlich wird.

Regelfunktionen der Gesprächsweiterreichung

Die RT wird als fest angenommen. Erfindungsgemäß kann ein MT als ein Blatt einer PMP-Verbindung nahtlos zu einem neuen Blatt der PMP-Verbindung durch einen Regelprozess der Gesprächsweiterreichung werden, wenn sich das MT von einem drahtlosen Zugangspunkt zu einem anderen drahtlosen Zugangspunkt bewegt (d.h. von einem Dienstareal in ein anderes). Die Netzeinheiten, welche in den Prozess der Gesprächsweiterreichung für eine PMP-Verbindung involviert sein können, sind in 15 gezeigt. Sie stellen dar ein MT, die RT oder Ersatzwurzel des MT (die RT ist nicht notwendigerweise über die Regelprozedur der Gesprächsweiterreichung informiert), die Ursprüngliche Basisstation (oder alte Basisstation: OldBS), welche das Dienstareal abdeckt, in dem sich das MT momentan befindet, die Neue Basisstation NewBS, die das Dienstareal abdeckt, welches das MT soeben betritt, und den Kreuzschienenschalter COS.

Die MT an der OldBS kann als altes Blatt (OldLeaf) bezeichnet werden, und an der NewBS als neues Blatt (NewLeaf). Der Verbindungspfad zwischen der OldBS und dem COS wird als alter Pfad (OldPath) bezeichnet, der zwischen der NewBS und dem COS kann als neuer Pfad (NewPath) bezeichnet werden. In 15 ist Si als Ersatzwurzel für das MT bezeichnet. In der Praxis kann ein COS netzaufwärts, netzabwärts oder an gleicher Position im Hinblick auf die Wurzel oder Ersatzwurzel der MT positioniert sein.

Die Regelung der Gesprächsweiterreichung weist die folgenden Primärfunktionen auf, um die Verbindung eines mobilen Anwenders mit einer PMP-Verbindung in dem Netz aufrechtzuerhalten: (1) COS-Entdeckung, (2) Hinzufügen des MT als NewLeaf von dem COS, (3) Weglassen des MT als OldLeaf von dem COS. Bei der Hinzufügung des NewLeaf ist es möglich, dass ein Teil des NewPath sich bereits an dem PMP-Baum befindet (wie beispielsweise von S3 zu S5). Beim Weglassen des OldLeaf wird der OldPath an dem Punkt freigesetzt, an welchem netzabwärts keine weiteren Blätter existieren (zwischen OldBS und S4, falls kein weiteres Mobilteil an OldBS).

Die COS-Entdeckung für eine PMP-Verbindungs-Gesprächsweiterreichung unterscheidet sich von der "Entdeckung" einer Ersatzwurzel in einer Netz-LIJ-PMP-Verbindung. Sie unterscheidet sich ebenfalls von der COS-Entdeckung für eine PTP-Verbindungs-Gesprächsweiterreichung. In der Tat kann die Gesprächsweiterreichung für eine PTP-Verbindung jeden beliebigen Knoten auf dem ursprünglichen Pfad von der OldBS zu dem letzten durch den festen Host angebrachten Schalter als COS verwenden (s. Hintergrund-Druckschrift 14). Jedoch ist die Auswahl eines COS in einer PMP-Verbindung aufgrund der Nicht-Überlappungs-Anforderung der PMP-Verbindung sehr restriktiv. Erfindungsgemäß muss ein PMP-COS ein EBN sein, dessen gleichwertige Gruppe die OldBS und die NewBS abdeckt. Mit dieser Anforderung ist der Regelungsprozess für die Gesprächsweiterreichung für alle drei Arten von PMP-Verbindungen kontinuierlich.

Regelungsprozess für Gesprächsweiterreichung Der PNNI-Routenblick

Drei Arten von PMP-Verbindungen unterscheiden sich darin, (1) wer die Hinzufügungsanfrage initiieren kann (Wurzel oder Blatt) und/oder (2) wer die Hinzufügungsprozedur initiieren kann (Wurzel oder Ersatzwurzel). Der Connection View eines Knotens kann sich in den drei unterschiedlichen Verbindungsarten unterscheiden. Beispielsweise befindet sich ein in einer Netz-LIJ-Verbindung durch eine Ersatzwurzel hinzugefügtes Blatt möglicherweise nicht im Blick einiger netzaufwärts gelegener Knoten, während in den anderen beiden Arten jedes netzabwärts gelegene Blatt im Blick eines netzaufwärts gelegenen Knotens liegt.

Jedoch ist, wenn die Blattinformationen aus dem Connection View genommen werden, das Ergebnis für alle drei Arten von PMP-Verbindungen das selbe. Anders gesagt ergibt sich, wenn die Blattinformation entfernt wird, ein einheitlicher Blick an einem bestimmten Knoten, unabhängig davon, welche der drei PMP-Verbindungsarten verwendet wird. Erfindungsgemäß wird ein derart einheitlicher Blick, welcher als PNNI-Routenblick eines Knotens bezeichnet wird, verwendet, um eine PNNI-Quellenroutung zu erzielen, während ein überlappen von Zweigen vermieden wird. Für alle drei Arten von PMP-Verbindungen wird ein PNNI-Routenblick zumindestens beibehalten (1) an der Wurzel und (2) an jedem EBN der Verbindung.

Der PNNI-Routenblick ist vorteilhaft, da er denselben nützlichen Routenblick in allen drei Arten von Verbindungen bereitstellt, indem er die bereits verfügbaren Topologie-Informationen berücksichtigt (d.h. durch Verwendung eines Untersatzes des existierenden Connection View). Daher kann eine Regelung der Gesprächsweiterreichung in einheitlicher Weise erfolgen.

Vorbereitende Handlungen

Nun wird auf einige vorbereitende Handlungen, oder im Voraus vorzunehmende Handlungen, eingegangen. Diese Handlungen beziehen sich auf die Bereitstellung eines PMP-Baumes, welcher in der Lage ist, die PMP-Gesprächsweiterreichung des Erfindung zu unterstützen.

Bei der Einrichtung einer PMP-Verbindung ist eine bedeutende Handlung, dass jeder EBN sich bewusst ist, ein EBN zu sein. Dies bedeutet, dass, wenn ein Knoten (ein netzaufwärts gelegener Knoten, näher an der Wurzel) sich mit einem anderen Knoten (einem netzabwärts gelegenen Knoten, weiter entfernt von der Wurzel) zu einer PMP-Verbindung arrangiert, der netzabwärts gelegene Knoten die Adresse des netzaufwärts gelegenen Knotens überprüfen muss. Falls die Adresse des netzaufwärts gelegenen Knotens anzeigt, dass der netzaufwärts gelegene Knoten aus einer anderen gleichwertigen Gruppe ist als der netzabwärts gelegene Knoten, ist der netzabwärts gelegene Knoten ein EBN für diese gleichwertige Gruppe. In Abhängigkeit von der Unterschiedlichkeit der Adressen kann der netzabwärts gelegene Knoten ein EBN für eine gleichwertige Gruppe auf höherem Niveau sein.

In 14 empfängt beispielsweise Knoten A.3.2 eine Anfrage zum Aufbau einer PMP-Verbindung von Knoten B.1.2. Knoten A.3.2 kann ohne Weiteres bestimmen, dass die Anfrage von einem Knoten in der gleichwertigen Gruppe B stammt. Somit weiß Knoten A.3.2 mindestens aus der Unterschiedlichkeit der Adresse von der netzaufwärts gelegenen Station, dass er (Knoten A.3.2) der EBN für die gleichwertige Gruppe A ist. Dies bedeutet notwendigerweise, dass Knoten A.3.2 ebenfalls der EBN für die gleichwertige Gruppe A.3 ist. Diese Tatsachen folgen aus der Anforderung, dass die PMP-Verbindung auf jedem Niveau ein Baum sein muss, ohne dass sich Zweige kreuzen oder überlappen.

Wenn Knoten A.3.2 eine Nachricht an Knoten A.3.1 sendet, einen Teil der PMP-Verbindung aufzubauen, ist Knoten A.3.2 der netzaufwärts gelegene Knoten und Knoten A.3.1 ist der netzabwärts gelegene Knoten. Knoten A.3.1 kann aus der Adresse des netzaufwärts gelegenen Knotens A.3.2 folgern, dass die PMP-Verbindung bereits die gleichwertige Gruppe A wie auch die gleichwertige Gruppe A.3 erreicht hat. Aus der Ähnlichkeit der Adresse von Knoten A.3.2 mit seiner eigenen Adresse kann Knoten A.3.1 folgern, dass er (Knoten A.3.1) kein EBN ist.

Beim Aufbau der PMP-Verbindung kann daher jeder Knoten einen Wert in einem der Verbindung zugehörigen Speicher speichern, welcher anzeigt, ob der Knoten ein EBN ist oder nicht. Es wäre auch möglich, überhaupt keinen Wert zu speichern, welcher einen Bezug dazu aufweist, ob ein Knoten ein EBN ist, und diese Information jedesmal dann abzuleiten, wenn eine derartige Information notwendig wird. Dies bedeutet, dass jedesmal dann, wenn ein Knoten wissen müsste, ob der Knoten ein EBN wäre oder nicht, der Knoten die Adresse des netzaufwärts gelegenen Knotens in der PMP-Verbindung mit seiner eigenen Adresse vergleichen könnte und dann eine Bestimmung über den eigenen EBN-Status des Knotens treffen könnte.

Aus Gründen der Bequemlichkeit kann die Tatsache, ob ein Knoten ein EBN ist oder nicht, als EBN-Status des Knotens bezeichnet werden. In dieser Beschreibung wird angenommen, dass jeder Knoten seinen eigenen EBN-Status beim Aufbau einer PMP-Verbindung erinnert. Somit erinnern bei der Expansion oder Kontraktion der PMP-Verbindung im Hinblick auf unterschiedliche Knoten die RT und die EBNs alle den PNNI-Routenblick und aktualisieren diesen.

Nun erfolgt die Beschreibung eines üblichen Regelprotokolls für die Gesprächsweiterreichung für alle drei Arten von PMP-Verbindungen unter Verwendung der allgemein verfügbaren Information dem PNNI-Routenblick des Knotens.

PMP-COS-Entdeckung

Der COS initiiert die Hinzufügungsprozedur für das NewLeaf.

Zwei der wichtigsten Arten der Signalisierung für die COS-Entdeckung sind im Verfahren der PMP-Gesprächsweiterreichung vorgesehen: Die Signalisierung von der OldBS und die Signalisierung von der NewBS aus, In beiden Fällen muss die Signalisierungsnachricht für die COS-Entdeckung einen EBN der gleichwertigen Gruppe passieren, welcher die NewBS abdeckt.

Im ersten Fall wird die Signalisierungsnachricht von der OldBS aus initiiert, eine COS-Entdeckungsnachricht (PMP_HANDOFF_REQUEST-Nachricht, s.u.), mit einem Blattlokalisierer IE, der die ATM-Adresse des NewLeaf enthält, wird netzaufwärts gesendet und folgt dem PMP-Baum, bis sie einen EBN erreicht, welcher die NewBS abdeckt (d.h. bis sie den COS erreicht). Beispielsweise bewegt sich in 14 die Nachricht von der OldBS (A.4.2) zu A.3.2, dem EBN von A, welcher die NewBS abdeckt (A.2.2). Der entdeckte COS ist ein EBN, dessen gleichwertige Gruppe sowohl die OldBS als auch die NewBS abdeckt.

Im zweiten Fall wird die Signalisierungsnachricht für die COS-Entdeckung von der NewBS initiiert.

Die Signalisierungsnachricht für die COS-Entedeckung, welche von der NewBS aus initiiert wird, möglicherweise netzaufwärts und/oder netzabwärts queren, um den COS zu lokalisieren – einen EBN der gleichwertigen Gruppe, welcher sowohl die OldBS als auch die NewBS abdeckt. In dem Beispiel trifft die Signalisierungsnachricht von der NewBS (A.2.2) an A.2.3 auf den PMP-Baum. Es sollte sich verstehen, dass obgleich A.2.3 die Bedingungen für eine Ersatzwurzel des NewLeaf unter dem Netzwerk-LIJ erfüllt, der COS tatsächlich A.3.2 ist, welcher sowohl A.4.2 als auch A.2.2 abdeckt.

Endpunktreferenz

In einer PMP-Verbindung wird, obgleich alle Blätter denselben Datenstrom teilen, jedes Blatt eindeutig in dem PMP-Baum mit einer Endpunktreferenz für Verbindungsnachverfolgungs-Zwecke identifiziert. Wenn ein Blatt an dem Baum hinzugefügt wird, wird eine Endpunktreferenz in den Knoten von der Wurzel (oder Ersatzwurzel) aus zu dem Knoten, an dem das Blatt befestigt wird, gespeichert. Die Endpunktreferenz ist nicht notwendigerweise ein Ende-zu-Ende-Identifikator. Eine netzaufwärts gelegene Wurzel (Ersatzwurzel) kann für ein Blatt eine Zahl als Endpunktreferenz zuordnen, doch die Zahl kann für ein anderes Blatt an einer netzabwärts gelegenen Verbindung (in Netzwerk-LIJ) in Verwendung sein. In diesem Fall kann die Endpunktreferenz zu einer ungenutzten Zahl an einem Knoten kartiert werden. Im Allgemeinen kann die Endpunktreferenz ein Sprung-zu-Sprung-Identifikator sein. Bei Verwendung der Endpunktreferenz kann die Wurzel rasch ein Blatt entlang des Baumes nachspüren, ohne eine PNNI-Routung auszulösen, welche für eine beliebige Regelsignalisierung, wie beispielsweise das Weglassen eines Blattes, verwendet werden kann.

Die Endpunktreferenz für ein Blatt bildet einen Pfad von der Wurzel (oder Ersatzwurzel) zum Blatt. Dieser Pfad wird als Blattpfad an dem PMP-Baum bezeichnet. Für die PMP-Verbindungs-Gesprächsweiterreichung kann, falls der OldPath des MT (s. 15) am COS verfügbar ist, die Weglassprozedur des OldLeaf von dem COS initiiert werden. In einer Netzwerk-LIJ-Verbindung ist der OldPath des MT möglicherweise nicht verfügbar, da seine Endpunktreferenz nicht lokal an dem COS identifiziert werden kann. Dies ist darauf zurückzuführen, dass (1) die Endpunktreferenz zwischen dem MT und seiner Ersatzwurzel nicht Ende-zu-Ende ist und (2) die Ersatzwurzel des MT sich netzaufwärts des COS befindet, welcher jenseits des Bereiches des OldPath des MT liegt.

Obgleich dieses Problem durch Einführung neuer IDs und/oder Erstreckung der Endpunktreferenz von der Ersatzwurzel zum COS gelöst werden kann, liefert eine erfindungsgemäße Ausführungsform eine Vermeidung des Problems durch Initiierung der Weglassprozedur von dem MT selbst. Wie dies in Verbindung mit verlustfreier Regelung erfolgen kann, wird nun beschrieben.

Gesprächsweiterreichung

Der Regelungsprozess einer PMP-Verbindungs-Gesprächsweiterreichung, welche die OldBS-COS-Entdeckung verwendet, ist in 16 dargestellt. Er umfasst die folgenden Schritte. (a) Initiierung der Gesprächsweiterreichung: eine Gesprächsweiterreichungs-Anfrage wird durch das MT an der OldBS in Richtung der RT ausgestellt. (b) COS-Entdeckung: die Anfrage quert einen EBN, dessen gleichwertige Gruppe die NewBS abdeckt. (c) Hinzufügen des New-Leaf: Aufstellen eines Pfades zur NewBS mit notwendiger Endpunktreferenz-Kartierung. (d) Verlustfreie Regelung: Verwendung einer In-Band-Signalisierung zur Synchronisierung des Stroms. (e) Weglassen des OldLeaf: Freigabe des Pfades zur OldBS, Löschen der Endpunktreferenz. (f) Gesprächsweiterreichung: das MT verlässt das Dienstareal der OldBS und tritt in das Dienstareal der NewBS ein.

Ein wichtiger Punkt ist die verlustfreie Gesprächsweiterreichung. Diese kann durch eine In-Band-Signalisierung mit OAM-Zellen realisiert werden. Da eine PMP-Verbindung lediglich über eine netzabwärts gerichtete Datenübertragung zum MT verfügt, kann die verlustfreie Regelung wie folgt durchgeführt werden. Eine Markierungs-OAM-Zelle kann an dem COS eingeführt werden. Wenn das MT die Markierungs-OAM-Zelle von der OldBS empfängt, fordert sie ein Weglassen des OldLeaf an und bewegt sich zur NewBS. An der NewBS beginnt, wenn die Markierungs-OAM-Zelle empfangen wird, eine Zellenpufferung, bis sichergestellt wird, dass das MT zum Empfang von Daten von der NewBS bereit ist. Die zum MT gesendeten Markierungszellen und die NewBS können sich im Format unterscheiden oder dasselbe Format aufweisen. Die Verwendung einer identischen Zelle für beide ist bevorzugt.

Signalisierungssyntax und Sequenz

Basierend auf dem Regelungsprozess in 16 ist ein Signalisierungsmechanismus durch Erstreckung einer ATM-Signalisierung an den UNI- und NNI-Schnittstellen definiert. Er umfasst neue und modifizierte lokale Zwischenverwaltungsschnittstellen(Interim Local Management Interface, ILMI) und Q2931-Signalisierungs-Nachrichten. In 17 sind die Erstreckungssätze als ILMI+ bzw Q2931+ dargestellt. Neue Nachrichten und modifizierte Nachrichten sind in Zeitsequenz dargestellt. Die Signalisierungssequenz kann aus folgenden Aspekten erläutert werden.

Ressourcen-Registrierung auf NewBS

Durch eine ILMI+ Signalisierung registriert ein mobiles ATM-Endgerät sich an der NewBS zum Erhalt von Ressourcen, wie beispielsweise ATM-Adressen, wobei permanente virtuelle Schaltkreise (permanent virtual circuits, PVCs) signalisiert werden, und Funkfrequenzen. Möglicherweise benötigt das MT keine vollständige Registrierung an der NewBS beim Hochfahren, doch die Ressourcenverfügbarkeit muss wenigstens vor der Gesprächsweiterreichung der Datenverbindungen geprüft werden. Die ILMI+ Nachrichten MT_HANDOFF_REQUEST/RESPONSE werden zur Ressourcenakquise von der NewBS aus verwendet. Diese Nachrichten können als ursprüngliche Gesprächsweiterreichungs-Anforderungs- und ursprüngliche Gesprächsweiterreichungs-Erwiderungsnachricht bezeichnet werden. Die Nachricht MT_LEAVE_CELL setzt die Ressourcen an der OldBS frei. Die Nachricht MT_ENTER_CELL aktiviert die Verwendung der Ressourcen an der NewBS.

Falls die Ressourcen an der NewBS nicht verfügbar sind, wird dies in der Erwiderung angezeigt. Unter der Annahme, dass genügend Ressourcen verfügbar sind, kann der Regelungsprozess zur PMP-Gesprächsweiterreichung fortfahren.

COS-Entdeckung

Eine neue Nachricht, welche als PMP_HANDOFF_REQUEST-Nachricht bezeichnet wird, wird zur Initiierung des Regelungsprozesses der PMP-Gesprächsweiterreichung und zur Entdeckung eines PMP-COS definiert. In der Nachricht ist ein Blattlokalisierungs-ID-Informationselement für die NewBS eingeschlossen. Der COS wird ausgewählt, wenn die Nachricht einen EBN quert, dessen gleichwertige Gruppe die NewBS abdeckt.

Insbesondere stellt das MT in eine PMP_HANDOFF_REQUEST-Nachricht zumindest die Blattlokalisierungs-ID der NewBS. Diese Nachricht bewegt sich vom MT zur OldBS. Die Nachricht wird an dem Vermittlungsknoten evaluiert, welcher die OldBS bedient.

Jeder beliebige Vermittlungsknoten, welcher eine PMP_HANDOFF_REQUEST-Nachricht detektiert, kann die Nachricht evaluieren. Falls der Vermittlungsknoten kein EBN ist, besteht keine Notwendigkeit, die Nachricht detailliert zu evaluieren; ein Nicht-EBN-Vermittlungsknoten kann die Nachricht einfach netzaufwärts weiterreichen. Falls ein Vermittlungsknoten eine PMP_HANDOFF_REQUEST-Nachricht empfängt und der Vermittlungsknoten zufällig ein EBN ist, muss der Vermittlungsknoten die Nachricht detailliert evaluieren. Insbesondere muss der Vermittlungsknoten bestimmen, ob er sich in einer gleichwertigen Gruppe befindet, welche die in der PMP_HANDOFF_REQUEST-Nachricht angezeigte NewBS abdeckt.

Ein EBN kann bestimmen, ob er sich in einer gleichwertigen Gruppe befindet, welche die in der PMP_HANDOFF_REQUEST-Nachricht angezeigte NewBS abdeckt, indem er einen Adressen-/Namensvergleich durchführt, wobei er die bereits vorstehend beschriebene hierarchische Namensgebungskonvention sowie den PNNI-Routenblick nutzt.

Falls die vorstehende Bestimmung anzeigt, dass der EBN sich in einer gleichwertigen Gruppe befindet, welche die NewBS abdeckt, wird der EBN als COS ausgewählt oder "entdeckt". Falls die vorstehende Bestimmung das Gegenteil ergibt, leitet der EBN die Nachricht netzaufwärts weiter.

Hinzufügen des NewLeaf

Nach der Entdeckung des COS wird eine ADD-PARTY-/SETUP-Nachricht in Richtung der NewBS gesendet. Ein Gesprächsweiterreichungs-Regelungs-Informationselement (Handoff Control Information Element, HCIE) ist in der Nachricht enthalten, um anzuzeigen, dass die Nachricht zur Regelung der Gesprächsweiterreichung dient. Eine reguläre ADD-PARTY-/SETUP-Nachricht endet an der UNI-Schnittstelle der Anwenderseite, doch die ADD-PARTY-/SETUP-Nachricht mit HCIE kann anstelle dessen an der UNI-Schnittstelle der Netzwerkseite an der NewBS enden. Anders gesagt besteht nicht die Notwendigkeit, diese Nachricht an die UNI der Anwenderseite weiterzuleiten. Die ADD-PARTY-/SETUP-Nachricht mit HCIE ist lediglich zur Einrichtung des Pfades vom COS zur NewBS nötig. Obgleich die ADD-PARTY-/SETUP mit HCIE das MT nicht erreicht, welches sich noch nicht an der NewBS befindet, wird das MT durch die NewBS virtuell hinzugefügt.

Auf die ADD-PARTY-/SETUP-Nachricht mit HCIE hin fügt die NewBS virtuell das MT hinzu und erwidert mit einer CONNECT-/ADD-PARTY-ACK an den COS. Das NewLeaf wird somit gebildet, wenn die CONNECT-/ADD-PARTY-ACK an den COS gesendet wird.

Zellensynchronisierung

Zur Vermeidung eines Zellenverlustes oder einer Zellenverdopplung wird eine OAM-Zelle eingeführt, welche als HOSYN-OAM (Handoff Cell Synchronisation- oder Gesprächsweiterreichungs-Zellensynchronisierungs-OAM) bezeichnet wird. Nachdem der neue Pfad für das MT von dem COS zur NewBS hinzugefügt ist, d.h. wenn der COS die CONNECT-/ADD-PARTY-ACK empfängt, wird die HOSYN-OAM-Zelle in den virtuellen Eingabeschaltkreis VC am COS eingeführt. Die HOSYN-OAM-Zelle kann sowohl zur OldBS als auch zur NewBS gesendet werden. Wenn die NewBS die HOSYN-OAM-Zelle empfängt, weiß sie, dass ein bestimmtes MT sich im Gesprächsweiterreichungs-Prozess befindet. Sie beginnt mit der Pufferung oder Zwischenspeicherung des Zellenstroms unmittelbar nach Empfang der HOSYN, bis zu einem Zeitpunkt, zu welchem eine Regelungsnachricht von dem MT empfangen wird.

Weglassen des OldLeaf

Es ist noch im Gedächtnis, dass die HOSYN sowohl an die OldBS als auch an die NewBS gesendet werden kann. Unter der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform kann das MT an der OldBS bei Empfang einer HOSYN eine DROP-PARTY-Anfrage an die Wurzel senden. Diese Nachricht weist eine HCIE auf, welche anzeigt, dass sie eine Gesprächsweiterreichungs-Regelungsnachricht ist. Die Nachricht bewegt sich netzaufwärts, bis sie den COS (oder die Ersatzwurzel des MT in einer Netzwerk-LIJ-PMP-Verbindung, je nachdem was zuerst erreicht wird) erreicht.

Unter einer alternativen Ausführungsform sendet der COS selbst die DROP-PARTY-Nachricht an das OldLeaf, nachdem die HOSYN ausgesendet wird. Unter dieser Alternative muss die Endpunktreferenz für das MT an dem COS verfügbar sein, und welches über die vorher von netzabwärts gesendete PMP_HANDOFF_REQUEST-Nachricht erzielt werden kann.

Vervollständigung des neuen Pfades

Das NewLeaf wird virtuell an der NewBS durch die SETUP-Nachricht hinzugefügt. Eine neue Nachricht, HANDOFF_JOIN, wird zur Freigabe des an der NewBS zwischenspeichernden Zellenstromes verwendet.

Die HANDOFF_JOIN-Nachricht wird durch das MT an die NewBS gesendet. Eine HANDOFF_JOIN kann für alle VCs des MT verwendet werden. Unmittelbar nach Empfang der HANDOFF_JOIN-Nachricht setzt die NewBS alle Zwischenspeicherungen für das MT frei, einschließlich sowohl Punkt-zu-Punkt- als auch Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen.

Es wird sich verstehen, dass die vorstehend identifizierte Erfindung in allen ihren Ausführungsformen in ein Computersystem für einen Knoten oder ein Endgerät in einem ATM-Netz integriert werden kann, welches Hardware und Software enthält, die es in die Lage versetzen, die vorstehenden Gesprächsweiterreichungs-Operationen durchzuführen. Auf ähnliche Weise kann die vorstehend identifizierte Erfindung auch in ein Computerprogrammprodukt integriert werden, wie nun erläutert wird.

Auf praktischem Niveau wird die Software, welche das Computersystem in die Lage versetzt, die vorstehend identifizierte Herangehensweise und Operationen der Erfindung durchzuführen, auf einem beliebigen einer Vielzahl von Medien bereitgestellt. Weiterhin besteht die tatsächliche Implementierung der Herangehensweise und Operationen der Erfindung tatsächlich aus Aussagen, welche in einer Programmiersprache verfasst sind. Derartige Aussagen in Programmiersprache veranlassen, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer dazu, in Übereinstimmung mit dem speziellen Inhalt der Aussagen zu agieren. Weiterhin kann die Software, welche ein Computersystem in die Lage versetzt, in Übereinstimmung mit der Erfindung zu agieren, in einer beliebigen Zahl von Formen bereitgestellt werden, einschließlich eines ursprünglichen Quellencodes, eines Assemblercodes, eines Objektcodes, einer Maschinensprache, komprimierter oder codierter Versionen der vorstehenden und beliebigen und sämtlichen Entsprechungen, jedoch nicht darauf beschränkt.

Ein Fachmann wird erkennen, dass die "Medien" oder "computerlesbaren Medien" in ihrer vorliegenden Verwendung eine Diskette, ein Band, eine Compact Disc, einen integrierten Schaltkreis, eine Kartusche, eine Fernübertragung über einen Kommunikationsschaltkreis oder jedes beliebige andere ähnliche Medium einschließen, welches durch Computer verwendbar ist. Beispielsweise könnte der Hersteller zur Lieferung von Software, um einen Computer in die Lage zu versetzen, in Übereinstimmung mit der Erfindung zu agieren, eine Diskette liefern oder könnte die Software in einer beliebigen Form über Satellitenübertragung, über eine direkte Telefonverbindung oder über das Internet übertragen.

Obgleich die Software auf eine Diskette "geschrieben sein", in einem integrierten Schaltkreis "gespeichert sein" oder über einen Kommunikationsschaltkreis "übertragen werden" könnte, wird sich verstehen, dass zu Zwecken dieser Anmeldung das computerverwendbare Medium als die Software "tragend" bezeichnet wird. Somit solider Begriff "tragend" die vorstehenden sowie alle entsprechenden Arten umfassen, auf welche Software in Verbindung mit einem computerverwendbaren Medium gebracht wird.

Aus Gründen der Vereinfachung wird daher somit der Begriff "Programmprodukt" verwendet, um sich auf ein computerverwendbares Medium gemäß vorstehender Beschreibung zu beziehen, welches eine beliebige Art von Software trägt, um ein Computersystem in die Lage zu versetzen, in einer beliebigen der vorstehend beschriebenen Rollen (d.h. als MT, Knoten, RT, EBN, COS, BTS) erfindungsgemäß zu agieren.

Somit ist die Erfindung ebenfalls in einem Programmprodukt integriert, welches Software trägt, die einen Computer in die Lage versetzt, in dem vorstehenden Verfahren zur Regelung der Gesprächsweiterreichung für PMP-Verbindungen in einem erfindungsgemäßen mobilen ATM-Netz zu operieren oder an diesem teilzunehmen.


Anspruch[de]
Verfahren zur Steuerung einer Gesprächsweiterreichung bei einem mobilen Endgerät (MT) für eine Punkt-zu-Mehrpunktverbindung, welche nachfolgend als PMP-Verbindung bezeichnet wird, in einem mobilen ATM-Netz, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

– Bestimmen einer Kennung einer neuen Basisstation (NewBS), welche einen entsprechenden Versorgungsbereich (70) aufweist; dann

– Senden einer anfänglichen Gesprächsweiterreichungs-Anforderungsnachricht von dem mobilen Endgerät (MT) an die neue Basisstation (NewBS) über die derzeit gültige oder aktive Basisstation; dann

– Senden einer anfänglichen Gesprächsweiterreichungs-Antwortnachricht von der neuen Basisstation (NewBS) an das mobile Endgerät (MT) über die derzeit gültige Basisstation, wobei ein Zustand der Betriebsmittel- oder Ressourcenverfügbarkeit an der neuen Basisstation (NewBS) angezeigt wird; dann

– wenn die anfängliche Gesprächsweiterreichungsantwortnachricht anzeigt, dass ausreichend Betriebsmittel an der neuen Basisstation (NewBS) zur Verfügung stehen, Stellen einer PMP-Gesprächsweiterreichungs-Anforderung an eine derzeit gültige Basisstation über einen alten virtuellen Schaltkreis, welcher die neue Basisstation (NewBS) anzeigt; dann

– Liefern der PMP-Gesprächsweiterreichungs-Anforderung an einen Dateneingabe-Randknoten (EBN), welcher die derzeit gültige Basisstation und die neue Basisstation (NewBS) versorgt, wobei der Dateneingabe-Randknoten (EBN) einen Kreuzschienenschalter (COS) für den Transfer definiert; dann

– Senden einer Add-Party-Nachricht von dem Kreuzschienenschalter (COS) an die neue Basisstation (NewBS); dann

– Einrichten eines neuen virtuellen Schaltkreises für das mobile Endgerät (MT) an der neuen Basisstation (NewBS) ansprechend auf die Add-Party-Nachricht; dann

– Bewirken, dass die neue Basisstation (NewBS) Zellen für den neuen virtuellen Schaltkreis zwischenspeichert, indem eine Markierungszelle vom Kreuzschienenschalter (COS) an die neue Basisstation (NewBS) gesendet wird, und Signalisieren an das mobile Endgerät (MT), in dem neuen virtuellen Schaltkreis teilzunehmen oder mitzuwirken, indem eine jeweilige Markierzelle an das mobile Endgerät (MT) gesendet wird; und dann

– Signalisieren an die neue Basisstation (NewBS), die zwischengespeicherten Zellen für das mobile Endgerät (MT) freizugeben.
Verfahren zur Steuerung einer Gesprächsweiterreichung bei einem mobilen Endgerät für eine Punkt-zu-Mehrpunkt(PMP)-Verbindung in einem mobilen ATM-Netz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestimmung, ob der Vermittlungsknoten ein die neue Basisstation (NewBS) versorgender Dateneingabe-Randknoten (EBN) ist, an einem Vermittlungsknoten bewertet wird, und dass:

– wenn die Bestimmung positiv ist, der Vermittlungsknoten als Kreuzschienenschalter (COS) ausgewählt wird; und

– wenn die Bestimmung negativ ist, die Gesprächsweiterreichungs-Anforderung netzaufwärts geleitet wird.
Vermittlungsknoten, welcher zur Steuerung einer Gesprächsweiterreichung bei einem mobilen Endgerät für eine Punkt-zu-Mehrpunkt(PMP)-Verbindung in einem mobilen ATM-Netz ausgelegt ist, wobei der Vermittlungsknoten Folgendes aufweist:

– einen Prozessor, und

– einen Speicher, welcher Software-Befehle enthält, die derart ausgelegt sind, dass sie es dem Prozessor ermöglichen, zu bewirken, dass der Vermittlungsknoten die folgenden Schritte ausführt:

– Empfangen einer Gesprächsweiterreichungs-Anforderung über einen alten virtuellen Schaltkreis, welcher eine neue Basisstation (NewBS) für das mobile Endgerät (MT) anzeigt;

– Auswerten der Gesprächsweiterreichungs-Anforderung, um zu bestimmen, ob der Vermittlungsknoten ein Dateneingabe-Randknoten (EBN) ist, welcher die neue Basisstation (NewBS) versorgt;

– bei positiver Bestimmung, Bewirken der Gesprächsweiterreichung als Kreuzschienenschalter (COS); und

– bei negativer Bestimmung, Weiterleiten der Gesprächsweiterreichungs-Anforderung netzaufwärts,

dadurch gekennzeichnet, dass der Speicher des Weiteren Software-Befehle einschließt, welche derart ausgelegt sind, dass sie es dem Vermittlungsknoten ermöglichen, die Ausführung der Gesprächsweiterreichung so zu bewirken, dass sie die folgenden Schritte aufweist:

– Bewirken, dass die neue Basisstation (NewBS) einen neuen virtuellen Schaltkreis für das mobile Endgerät (MT) einrichtet;

– Bewirken, dass die neue Basisstation (NewBS) Zellen für den neuen virtuellen Schaltkreis zwischenspeichert, wobei dies durch Senden einer Markierungszelle an die neue Basisstation (NewBS) bewirkt wird;

– Signalisieren an das mobile Endgerät (MT), in dem virtuellen Schaltkreis mitzuwirken, wobei die Signalisierung durch Senden einer Zelle, welche identisch mit der Markierungszelle ist, an ein mobiles Endgerät (MT) erfolgt; und

– Signalisieren an die neue Basisstation (NewBS), die zwischengespeicherten Zellen für das mobile Endgerät (MT) freizugeben.
Vermittlungsknoten, welcher zur Steuerung der Gesprächsweiterreichung bei einem mobilen Endgerät (MT) für eine Punkt-zu-Mehrpunkt(PMP)-Verbindung in einem mobilen ATM-Netz nach Anspruch 3 ausgelegt ist, wobei der Vermittlungsknoten des Weiteren Folgendes aufweist:

– eine Basisstations-Sende- und Empfangseinheit (30); und

– eine Basisstations-Verarbeitungseinheit (40), welche die Basisstations-Sende- und Empfangseinheit (30) steuert, damit diese Funkkommunikationen mit dem mobilen Endgerät (MT) empfängt und sendet.
Computerprogrammprodukt, um es einem Prozessor eines Vermittlungsknotens zu ermöglichen, eine Gesprächsweiterreichung bei einem mobilen Endgerät (MT) für eine Punkt-zu-Mehrpunkt(PMP)-Verbindung in einem mobilen ATM-Netz zu steuern, wobei das Computerprogrammprodukt Folgendes aufweist:

– Software-Befehle, welche es dem Prozessor ermöglichen, vorher festgelegte Operationen oder Vorgänge auszuführen; sowie

– einen computerlesbaren Datenträger, auf welchem die Software-Befehle gespeichert sind;

– wobei die vorher festgelegten Operationen oder Vorgänge die folgenden Schritte aufweisen:

– Empfangen einer Gesprächsweiterreichungs-Anforderung über einen alten virtuellen Schaltkreis, welcher eine neue Basisstation (NewBS) für das mobile Endgerät (MT) anzeigt;

– Bewerten der Gesprächsweiterreichungs-Anforderung, um zu bestimmen, ob der Vermittlungsknoten ein Dateneingabe-Randknoten (EBN) ist, welcher die neue Basisstation (NewBS) versorgt;

– bei positiver Bestimmung, Bewirken der Gesprächsweiterreichung als Kreuzschienenschalter (COS); und

– bei negativer Bestimmung, Weiterleiten der Gesprächsweiterreichungs-Anforderung netzaufwärts,

wobei:

– das Bewirken der Gesprächsweiterreichung so erfolgt, dass sie die folgenden Schritte einschließt:

– Bewirken, dass die neue Basisstation (NewBS) einen neuen virtuellen Schaltkreis für das mobile Endgerät (MT) einrichtet;

– Bewirken, dass die neue Basisstation (NewBS) Zellen für den neuen virtuellen Schaltkreis zwischenspeichert, wobei dies durch Senden einer Markierungszelle an die neue Basisstation (NewBS) erfolgt;

– Signalisieren an das mobile Endgerät (MT), in dem neuen virtuellen Schaltkreis mitzuwirken, wobei die Signalisierung dadurch erfolgt, dass eine mit der Markierungszelle identische Zelle an das mobile Endgerät (MT) gesendet wird; und

– Signalisieren an die neue Basisstation (NewBS), die zwischengespeicherten Zellen für das mobile Endgerät (MT) freizugeben.
Mobiles Funkendgerät, welches für den Betrieb in einem mobilen ATM-Netz ausgelegt ist, wobei das mobile Funkendgerät Folgendes aufweist:

– einen Prozessor, und

– einen Speicher, welcher Software-Befehle enthält, die so ausgelegt sind, dass sie es dem Prozessor ermöglichen, zu bewirken, dass das mobile Endgerät (MT), wenn es in einer Punkt-zu-Mehrpunkt(PMP)-Verbindung teilnimmt, die folgenden Schritte ausführt:

– Bestimmen einer Kennung einer neuen Basisstation (NewBS), welche einen entsprechenden Versorgungsbereich (70) aufweist;

– Senden einer Gesprächsweiterreichungs-Anforderung über einen alten virtuellen Schaltkreis, welcher die neue Basisstation (NewBS) anzeigt;

– Empfangen einer Signalisierungsnachricht über den alten virtuellen Schaltkreis;

– Teilnehmen oder Mitwirken in einem neuen virtuellen Schaltkreis ansprechend auf die Signalisierungsnachricht;

– wobei der Speicher weiter Software-Befehle aufweist, welche derart ausgelegt sind, dass sie es dem Prozessor ermöglichen, des Weiteren den Empfangsschritt auszuführen, indem eine Markierungszelle als die Signalisierungsnachricht empfangen wird.
Computerprogrammprodukt, um es einem Prozessor eines mobilen Endgeräts (MT) zu ermöglichen, in einem Gesprächsweiterreichungsvorgang mitzuwirken, welcher eine Punkt-zu-Mehrpunkt(PMP)-Verbindung in einem mobilen ATM-Netz beinhaltet, wobei das Computerprogrammprodukt Folgendes aufweist:

– Software-Befehle, um es einem Prozessor zu ermöglichen, vorher festgelegte Operationen oder Vorgänge durchzuführen; und

– einen computerlesbaren Datenträger, welcher die Software-Befehle speichert oder trägt;

– wobei die vorher festgelegten Operationen oder Vorgänge die folgenden Schritte aufweisen:

– Bestimmen einer Kennung einer neuen Basisstation (NewBS), welche einen entsprechenden Versorgungsbereich (70) aufweist;

– Senden einer Gesprächsweiterreichungs-Anforderung über einen alten virtuellen Schaltkreis, welcher die neue Basisstation (NewBS) anzeigt;

– Empfangen einer Signalisierungsnachricht über den alten virtuellen Schaltkreis, wobei der Empfang den Empfang einer Markierungszelle einschließt; und

– Mitwirken in einem neuen virtuellen Schaltkreis ansprechend auf die Signalisierungsnachricht.
Computerprogrammprodukt, welches einem Prozessor eines mobilen Endgeräts (MT) ermöglicht, in einem Gesprächsweiterreichungsvorgang, welcher an einer Punkt-zu-Mehrpunkt(PMP)-Verbindung in einem mobilen ATM-Netz nach Anspruch 6 beteiligt ist, mitzuwirken, dadurch gekennzeichnet, dass:

– der Schritt des Bewirkens, dass die neue Basisstation (NewBS) die Zellen zwischenspeichert, dadurch erfolgt, dass die Markierungszelle an die neue Basisstation (NewBS) gesendet wird; und

– der Schritt der Signalisierung an das mobile Endgerät (MT), in dem neuen virtuellen Schaltkreis mitzuwirken, dadurch erfolgt, dass eine mit der Markierungszelle identische Zelle an das mobile Endgerät (MT) gesendet wird.






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