Title:
Optimale Auswahl eines Kommunikationsnetzes im Aufenthaltsort eines Endgerätes
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, ein Endgerät und ein System zur Auswahl eines Kommunikationsnetzes (VPLMN2) und zum Einbuchen eines Endgerätes (MS) in das Kommunikationsnetz (VPLMN2), in dessen Abdeckungsbereich es sich befindet. Erfindungsgemäß wird ein Endgerät (MS) temporär mit einer Netzeinheit (HTTP Proxy) eines ersten Kommunikationsnetzes (VPLMN1) verbunden und daraufhin sendet das Endgerät (MS) eine Anfrage, betreffend mindestens ein zweites für eine Kommunikation zu verwendendes Kommunikationsnetz (VPLMN2), über die Netzeinheit (HTTP Proxy) an eine weitere Netzeinheit (WLAN DB). Die weitere Netzeinheit (WLAN DB) sendet nach Überprüfung der Anfrage mindestens eine mindestens eine Information enthaltende Antwort-Nachricht an das Endgerät (MS) und das Endgerät (MS) bucht sich abhängig von der empfangenen mindestens einen Information in ein Kommunikationsnetz (VPLMN2) ein.




Inventors:
Langefeld, Dirk (Langenfeld, 40764, DE)
Öttl, Martin (Weilheim, 82362, DE)
Liebhart, Rainer (Schrobenhausen, 86529, DE)
Application Number:
DE102005013908A
Publication Date:
09/28/2006
Filing Date:
03/24/2005
Assignee:
Siemens AG (München, 80333, DE)



Claims:
1. Verfahren zur Auswahl eines Kommunikationsnetzes (VPLMN2) und zum Einbuchen eines Endgerätes (MS) in ein Kommunikationsnetz (VPLMN2) in dessen Abdeckungsbereich es sich befindet,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Endgerät (MS) temporär mit einer Netzeinheit (HTTP Proxy) eines ersten Kommunikationsnetzes (VPLMN1) verbunden wird,
dass das Endgerät (MS) eine Anfrage betreffend mindestens ein zweites für eine Kommunikation zu verwendendes Kommunikationsnetz (VPLMN2) über die Netzeinheit (HTTP Proxy) an eine weitere Netzeinheit (WLAN DB) sendet,
dass die weitere Netzeinheit (WLAN DB) nach Überprüfung der Anfrage mindestens eine mindestens eine Information enthaltende Antwort-Nachricht an das Endgerät (MS) sendet und dass das Endgerät (MS) sich abhängig von der empfangenen mindestens einen Information in ein Kommunikationsnetz (VPLMN2) einbucht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzeinheit (HTTP Proxy) der Anfrage vom Endgerät (MS) mindestens ein Informations-Datum hinzufügt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Informations-Datum der Ländercode und/oder die Netzkennzahl des Kommunikationsnetzes, bei dem das Endgerät (MS) temporär eingebucht ist, und/oder eine Ortsinformation betreffend den derzeitigen Aufenthaltsort des Endgerätes (MS) ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (MS) der Anfrage Daten betreffend die vom Endgerät (MS) benötigte Bandbreite und/oder die Sicherheitsanforderungen an das Kommunikationsnetz (VPLMN2) hinzufügt.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Information betreffend das mindestens eine zweite für eine Kommunikation zu verwendende Kommunikationsnetz (VPLMN2) in der Antwort-Nachricht die SSID-Nummer, die Netzkennzahl und/oder der Ländercode des zu verwendenden Kommunikationsnetzes (VPLMN2) verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Netzeinheit (HTTP Proxy) ein Proxy-Server und/oder eine Netzeinheit eines IWLAN-Netzes ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Netzeinheit (WLAN DB) eine Registereinheit, eine Speichereinheit und/oder eine Datenbank ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Netzeinheit (WLAN DB) eine Netzeinheit eines IP-Netzes und/oder eines WLAN-Netzes ist.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weitere Netzeinheit (WLAN DB) eine Netzeinheit des Heimatnetzes des Endgerätes (MS) ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Anfrage das HTTP-Protokoll, das HTTPS-Protokoll, das SIP-Protokoll und/oder das H.323-Protokoll als Signalisierungsprotokoll verwendet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (MS) aufgrund einer Änderung der Netzkonfiguration eine Anfrage betreffend das für eine Kommunikation zu verwendende Kommunikationsnetz (VPLMN2) an die weitere Netzeinheit (WLAN DB) sendet.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät (MS) in periodischen Zeitabständen eine Anfrage betreffend das für eine Kommunikation zu verwendende Kommunikationsnetz (VPLMN2) an die weitere Netzeinheit (WLAN DB) sendet.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Endgerät (MS) ein Mobilfunkendgerät, ein mobiler Computer, ein Computer und/oder ein mobiler Organizer verwendet werden.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Kommunikationsnetz (VPLMN1, I-WLAN1, VPLMN2, I-WLAN2) ein WLAN-Netz, ein IP-Netz und/oder ein zellulares Mobilfunknetz verwendet werden.

15. Endgerät (MS) zur Auswahl eines Kommunikationsnetzes (VPLMN2) und zum Einbuchen in das Kommunikationsnetz (VPLMN2) in dessen Abdeckungsbereich es sich befindet,
– mit einer Empfangseinheit (E) und einer Sendeeinheit (S) zum Durchführen der Kommunikation,
– mit einer Verarbeitungseinheit (V) zum temporären Verbinden mit einer Netzeinheit (HTTP Proxy) eines ersten Kommunikationsnetzes (VPLMN1), zum Senden einer Anfrage betreffend mindestens ein zweites für eine Kommunikation zu verwendendes Kommunikationsnetz (VPLMN2) über die Netzeinheit (HTTP Proxy) an eine weitere Netzeinheit (WLAN DB) und zum Einbuchen abhängig von mindestens einer von der weiteren Netzeinheit (WLAN DB) an das Endgerät (MS) in einer Antwort-Nachricht übermittelten Information in ein Kommunikationsnetz (VPLMN2).

16. System zur Auswahl eines Kommunikationsnetzes (VPLMN2) und zum Einbuchen in das Kommunikationsnetz (VPLMN2) in dessen Abdeckungsbereich es sich befindet,
– mit einem Endgerät (MS) zum temporären Verbinden mit einer Netzeinheit (HTTP Proxy) eines ersten Kommunikationsnetzes (VPLMN1) und zum Senden einer Anfrage betreffend mindestens ein zweites für eine Kommunikation zu verwendendes Kommunikationsnetz (VPLMN2) über die Netzeinheit (HTTP Proxy) an eine weitere Netzeinheit (WLAN DB),
– mit der weiteren Netzeinheit (WLAN DB) zum Überprüfen der Anfrage und zum Senden mindestens einer in einer Antwort-Nachricht enthaltenen Information an das Endgerät (MS),
– mit dem Endgerät (MS) zum Einbuchen in ein Kommunikationsnetz (VPLMN2) abhängig von der empfangenen mindestens einen Information.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Endgerät zur Auswahl eines Kommunikationsnetzes und zum Einbuchen eines Endgerätes in ein Kommunikationsnetz in dessen Abdeckungsbereich es sich befindet.

3GPP Dienste werden zukünftig über verschiedenste IP basierte Zugangsnetze angeboten werden. Beispiele dafür sind sogenannte Interworking-fähige WLANs (I-WLAN, Interworking Wireless Local Area Network) die an Mobilfunknetzen angeschlossen und in der 3GPP standardisiert werden. Andere Beispiele sind WIMAX – und xDSL – Zugangsnetze, insbesondere bei WIMAX ist an eine ähnliche Architektur zur Anbindung an Mobilfunknetze wie bei WLAN gedacht. Im Zusammenhang mit drahtlosen Zugangsnetzen wie WLAN ist eines der wichtigsten Probleme die Netzsuche. Dabei ist sowohl die Suche nach einem optimalen Zugangsnetz (in einem Hotspot können z.B. mehrere WLAN Netze betrieben werden) als auch im Roamingfall die Suche nach einem optimalen Mobilfunknetz oder weiteren Zwischennetzen, die über das Zugangsnetz erreicht werden können, ein zu lösendes Problem.

Hat das Terminal ein I-WLAN ausgesucht, kann dieses mit mehreren Mobilfunknetzen verbunden sein. Diese Kommunikationsnetze müssen dem Endgerät durch das I-WLAN bekannt gegeben werden, damit dieses ein bevorzugtes Mobilfunknetz aussuchen kann. Die Listen der bevorzugten Netze sind entweder im Endgerät oder auf der USIM-Karte gespeichert. Insbesondere im Roamingfall, in dem das I-WLAN keine direkte Verbindung mit dem Heimatmobilfunknetz des Teilnehmers besitzt, ist es für das Terminal wichtig einen bevorzugten Roamingpartner seines Heimatnetzes zu wählen, um Verbindungs- und Roamingkosten zu sparen und möglichst viele Dienste in Anspruch nehmen zu können.

Im bisherigen 3GPP Standard wird davon ausgegangen, dass das Endgerät nach allen verfügbaren WLANs sucht, sich danach der Reihe nach in jedes WLAN einbucht und versucht sich bei seinem Heimatmobilfunknetz zu authentisieren (automatische Auswahlprozedur). Ist das ausgewählte WLAN kein I-WLAN, schlägt dieser Versuch fehl, und das Endgerät muss sich beim nächsten verfügbaren WLAN einbuchen. Ist das WLAN Netz ein I-WLAN gemäß dem 3GPP Standard, aber nicht mit dem Heimatmobilfunknetz des Teilnehmers direkt verbunden (Roamingfall), sendet das I-WLAN an das Endgerät eine Liste der Mobilfunknetze, mit denen es direkt verbunden ist. Das Terminal setzt daraufhin seine Suche nach I-WLAN Netzen fort. Aus den gewonnenen Informationen wählt das Terminal gemäß vorkonfigurierter Listen von bevorzugten I-WLAN- und Mobilfunknetzen am Ende des Suchvorgangs ein I-WLAN und Mobilfunknetz aus, mit denen es sich verbindet. Optional ist im Standard auch ein Verfahren beschrieben wie ein I-WLAN bereits während des Suchens nach WLAN Netzen dem Endgerät seine Zusammenarbeit (Interworking) Fähigkeit und die angeschlossenen Mobilfunknetze mitteilen kann. Da diese Information (sog. SSID, Service Set Id) vor dem Einbuchen in das WLAN Netz von den WLAN Funkstationen im Broadcastverfahren (Multiversand-Verfahren) ausgesendet wird, würde das zu einer Vereinfachung der Suchprozedur führen. Da die WLAN Technik 802.11 aber nicht von 3GPP sondern von IEEE standardisiert wird, kann 3GPP nicht zwingend die Struktur der SSID im WLAN Broadcast vorschreiben. Zudem hat das SSID Feld eine beschränkte Länge (32 Bytes), so dass sich möglicherweise nicht sämtliche Informationen über alle angeschlossenen Mobilfunknetze dort abspeichern lassen. Die SSID wird außerdem vom WLAN Netzbetreiber konfiguriert und kann somit fehlerhaft oder irreführend sein.

Die gegenwärtig spezifizierten Suchprozeduren sind somit sehr langwierig und benötigen viele Ressourcen im Endgerät.

Der 3GPP Standard bietet bisher nur die optionale Möglichkeit innerhalb der WLAN-SSID Informationen über die Interworking-Fähigkeit eines WLAN auszusenden. Die angeschlossenen Mobilfunknetze kann das Endgerät erst ermitteln, nachdem es sich bei allen verfügbaren I-WLANs eingebucht und von dort die entsprechenden Daten erhalten hat. Dabei ist das optimale Zugangsnetz und das bevorzugte Mobilfunknetz durch statisch vorkonfigurierte Listen auf der (U)SIM Karte oder dem Endgerät selbst festgelegt. Diese Listen werden zum einen vom Heimatnetzbetreiber einmalig auf der (U)SIM abgelegt oder können manuell vom Nutzer ergänzt und priorisiert werden. Diese Vorgehensweise ist für den Netzbetreiber unflexibel und aufwendig, für den Teilnehmer schwierig und unkomfortabel.

Aufgabe der Erfindung ist es, für ein Endgerät eine einfache und effiziente Möglichkeit zur Auswahl eines Kommunikationsnetzes vorzuschlagen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß jeweils durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Kern der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Auswahl eines Kommunikationsnetzes, zum Beispiel ein Zugangsnetz, ein WLAN-Netz, ein zellulares Mobilfunknetz, ein IP-Netz oder ein weiteres Kommunikationsnetz durch die Verwendung einer weiteren Netzeinheit, zum Beispiel einer Registereinheit, einer Datenbank, einer Speichereinheit etc. zum Beispiel im HPLMN-Netz (Heimatnetz) flexibilisiert und beschleunigt wird. Alternativ kann diese weitere Netzeinheit auch zum Beispiel im Internet oder einem anderen Kommunikationsnetz betrieben werden und Daten über alle möglichen Kommunikationsnetze aufnehmen. Dies setzt natürlich weitergehende Absprachen zwischen den Netzbetreibern voraus und eine Instanz, die diese weitere Netzeinheit dann betreibt. Diese weitere Netzeinheit könnte „IP Access Register" genannt werden. Dabei sucht das Endgerät wie bisher zum Beispiel ein I-WLAN fähiges Zugangsnetz in einem Hotspot (die Unterscheidung zwischen I-WLAN und „normalen" WLAN Netzen kann zum Beispiel durch spezielle SSID Werte beschleunigt werden). Ist nun ein beliebiges I-WLAN Netz gefunden worden, wird die Suche durch das Endgerät beendet und das Endgerät bucht sich temporär in dieses I-WLAN ein. Das I-WLAN erlaubt dem Endgerät in diesem Zustand eine Anfrage über eine Netzeinheit des I-WLAN an die weitere Netzeinheit, zum Beispiel in seinem Heimatnetz, zu senden. Dies kann zum Beispiel durch spezielle Portfilter in den Zugangs-Routern (Access-Routern) oder durch den Einsatz von virtuellen LAN-Netzen erreicht werden. Eine solche Anfrage kann mit einem SIP-, H.323-, HTTP-, aus Sicherheitsgründen HTTPS- oder einem anderen (gesicherten) (Signalisierungs-) Protokoll durchgeführt werden, wobei die Server Authentifizierung in diesem Fall ausreichend ist. Im Prinzip ist es auch möglich, dass sich das Endgerät in ein beliebiges WLAN einbucht und die weitere Netzeinheit zum Beispiel im Heimatnetz zum Beispiel über das Internet erreicht. Eine Netzeinheit, zum Beispiel ein HTTP-Proxy-Server, im I-WLAN oder zum Beispiel einem beliebigen angeschlossen zellularen Mobilfunknetz setzt dabei Ursprungsinformation wie beispielsweise Länderkennzahl MCC (Mobile Country Code) und Netzkennzahl MNC (Mobile Network Code) oder x/y Orts-Koordinaten in die Anfrage-Nachricht ein. Alternativ bzw. ergänzend könnte dies auch das Endgerät leisten, falls es über diese Informationen verfügt (z.B. mittels Ortsbestimmungsmethoden über GPS (Global Positioning System)). Das Endgerät bzw. die Applikation auf dem Endgerät kann zusätzlich Daten bzw. Anforderungen wie zum Beispiel die benötigte Bandbreiten oder die Sicherheit des Zugangsnetzes an die weitere Netzeinheit schicken, die von der weiteren Netzeinheit bei der Auswahl der Kommunikationsnetze berücksichtigt werden können.

Die weitere Netzeinheit empfängt diese Anfrage (Request) und ermittelt aus den Ursprungsdaten und den zusätzlichen Anforderungen des Endgerätes das im Hotspot (Abdeckungsbereich des Kommunikationsnetzes) optimale Zugangsnetz bzw. Kommunikationsnetz, das bevorzugte besuchte Kommunikationsnetz VPLMN und gegebenenfalls weitere Zwischennetze bzw. Kommunikationsnetze und sendet diese Informationen zum Beispiel in Form der SSID und MNC/MCC in einer Antwort-Nachricht an das Endgerät zurück. Dabei besteht ein großer Vorteil darin, dass diese Informationen im Gegensatz zu den Daten, die vorkonfiguriert auf dem Endgerät vorliegen, flexibel nach Land, Ort, Tarif, Netzauslastung und Zeit angepasst werden können.

Nach Erhalt der Daten bucht sich das Endgerät abhängig von den empfangenen Informationen in ein Kommunikationsnetz ein. Das Endgerät, zum Beispiel ein mobiler Computer, ein Computer, ein Mobilfunkendgerät, ein mobiler Organizer etc. könnte auch in periodischen Abständen oder nach Änderung der Netzkonfiguration (z.B. durch Veränderung des Ortes) die weitere Netzeinheit abfragen, um möglicherweise günstigere Verbindungskoordinaten zu erhalten. Authentifizierungsnachrichten werden gemäß 3GPP Standard über das besuchte Mobilfunknetz gesendet, das vom Heimatnetzbetreiber vorgegeben wurde. Damit entfällt ein Abgleich der vorhandenen Mobilfunknetze mit denen auf der (U)SIM Karte gespeicherten Netzen. Es könnten sogar bestehende (U)SIM Karten weiterverwendet werden. Nach erfolgreicher Authentifizierung im Heimatnetz ist das Endgerät zum Beispiel in der Lage eine Verbindung dorthin über das besuchte Mobilfunknetz aufzubauen und die Dienste im Heimatnetz zu nutzen.

Durch diese Erfindungsmeldung wird ein Verfahren beschrieben wie durch die Verwendung einer zentralen weiteren Netzeinheit, zum Beispiel einer Registereinheit, der Zugang zu IP basierten Funktechniken wie WLAN für Mobilfunkbetreiber und Teilnehmer vereinfacht und optimiert werden kann. Das Auswahlverfahren wird daher beschleunigt und der Ressourcenverbrauch im Endgerät verkleinert. Die beschriebene Registereinheit bietet auch die Möglichkeit weitergehende Daten zu speichern, die für das Endgerät oder das Kommunikationsnetz für ein optimiertes Roaming oder Handover relevant sein können. Diese IP basierten Zugangsnetze können dabei von 3GPP spezifiziert sein oder ganz allgemein einfach über einen Router an das 3GPP Kernnetz angeschlossen werden.

Die Erfindung wird anhand eines in einer Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen

1 das erfindungsgemäße Verfahren anhand einer vereinfachten System-Architektur,

2 ein erfindungsgemäßes Endgerät.

1 zeigt, wie ein Endgerät, zum Beispiel ein Mobilfunkendgerät, ein mobiler Computer, ein mobiler Organizer, ein Computer etc., in einem Hotspot sich temporär in ein Kommunikationsnetz VPLMN 1 über das Zugangsnetz I-WLAN1 einbucht und eine Anfrage mittels des HTTPS-Protokolls über eine Netzeinheit HTTP Proxy des Kommunikationsnetzes VPLMN 1 zu einer weiteren Netzeinheit WLAN DB des Heimatnetzes HPLMN des Endgerätes MS sendet. Die Netzeinheit HTTP Proxy kann dabei ein Proxy-Server, eine Netzeinheit des Zugangsnetzes I-WLAN 1 etc. sein. Die Anfrage könnte von der Netzeinheit HTTP Proxy oder auch vom Endgerät MS mit mindestens einem Informations-Datum, wie zum Beispiel dem Ländercode, der Netzkennzahl des derzeit genutzten Kommunikationsnetzes, den Ortsinformation betreffend den derzeitigen Aufenthaltsort des Endgerätes MS etc. ergänzt werden. Das Endgerät MS könnte zusätzlich der Anfrage Daten bzw. Anforderungen, wie zum Beispiel die benötigte Bandbreite, die Sicherheitsanforderungen an das Kommunikationsnetz etc. hinzufügen. Die weitere Netzeinheit WLAN DB, zum Beispiel eine Registereinheit, eine Datenbank, eine Speichereinheit etc. im Heimatnetz WLAN DB überprüft die Anfrage und sendet eine Antwort mit mindestens einer Information, zum Beispiel der SSID-Identität des bevorzugten Zugangsnetzes I-WLAN2 und dem Ländercode bzw. Netzkennzahl MNC2/MCC2 des bevorzugten (besuchten) Kommunikationsnetzes VPLMN2. Temporär bedeutet hier, dass das Endgerät sich nur in das Kommunikationsnetz VPLMN 1 über das Zugangsnetz I-WLAN1 einbucht um die Anfrage an die weitere Netzeinheit stellen zu können. Nach Erhalt der mindestens einen in der Antwort enthaltenen Information bucht sich das Endgerät MS abhängig von den erhaltenen Informationen in das Kommunikationsnetz VPLMN2 (zum Beispiel über die Authentisierungs-Netzeinheit AAA Proxy WAG) über das Zugangsnetz I-WLAN2 (zum Beispiel über den WLAN Zugangspunkt WLAN AP) ein, authentifiziert sich gegenüber dem Heimatnetz HPLMN (zum Beispiel bei der Authentisierungs-Netzeinheit AAA PDG) gemäß dem 3GPP-Standard und baut danach eine Verbindung zum Durchführen einer Kommunikation zum Heimatnetz HPLMN auf, um dort zum Beispiel bestimmte subskribierte Dienste zu nutzen. Als Kommunikationsnetz bzw. Zugangsnetz kann ein zellulares Mobilfunknetz, ein WLAN-Netz, ein IP-Netz, ein IWLAN-Netz etc. sein. Auch aufgrund einer Netzkonfiguration oder auch in periodischen oder auch nicht-periodischen Zeitabständen könnte das Endgerät MS eine solche Anfrage betreffend mindestens ein für eine Kommunikation zu verwendendes Kommunikationsnetz an die weitere Netzeinheit WLAN DB senden und damit die Möglichkeit haben, stets das für die Kommunikation optimale Kommunikationsnetz auszuwählen.

2 zeigt ein Endgerät MS zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Empfangseinheit E, einer Sendeeinheit S und einer Verarbeitungseinheit V.