МОБИЛЬНЫЙ ДОСТУП
MOBILE ACCESS

[0001] Настоящее изобретение относится к системам связи, в которых устройство связи способно осуществлять связь посредством множества систем доступа. В частности, настоящее изобретение относится к поддержанию сеанса в случае, когда устройство связи переходит от одной системы доступа к другой.
[0002] Под устройством связи может пониматься электронное устройство, обеспеченное соответствующими возможностями связи и управления с целью использования его для связи с другими сторонами. Связь может включать, например, передачу голоса, электронную почту (email), текстовые сообщения, данные, мультимедийную информацию и т.д. Устройство связи обычно позволяет пользователю этого устройства принимать и передавать информацию посредством системы связи и может, таким образом, применяться для доступа к различным приложениям.
[0003] Система связи может рассматриваться как средство для осуществления сеансов связи между двумя или более объектами, такими, например, как устройства связи и/или другие узлы, связанные с системой связи.
[0004] Доступ к системе связи может обеспечиваться посредством проводной линии связи или интерфейса беспроводной связи, или же через их сочетание. Отличительная особенность систем беспроводного доступа - возможность передвижения их абонентов без потери соединения. Поэтому беспроводные системы обычно называют мобильными системами. Отметим, тем не менее, что в определенных мобильных системах мобильность может ограничиваться довольно малыми площадями, например зданием или даже одной комнатой.
[0005] Примером беспроводной системы является сеть наземной мобильной связи общего пользования (public land mobile network, PLMN). В основе сетей PLMN обычно лежит сотовая технология. Среди примеров сотовых систем: система GSM (глобальная система мобильной связи, Global System for Mobile) второго поколения (second generation, 2G) и системы третьего поколения (3G), такие как системы, основанные на стандартах консорциума третьего поколения (Third Generation Partnership Project, 3GPP). Беспроводная связь может также обеспечиваться посредством систем других типов, например с помощью технологий доступа, являющихся добавочными по отношению к существующим сотовым инфраструктурам. Примеры (не исчерпывающие все возможные варианты) добавочных технологий доступа включают технологии, известные как Wimax, долгосрочная эволюция (Long Term Evolution, LTE) и беспроводные локальные вычислительные сети (WLAN). Спутниковые системы также являются примером беспроводных систем доступа. Беспроводной доступ может обеспечиваться также посредством ближней радиосвязи или иных беспроводных линий связи.
[0006] Как правило, система связи и совместимое с ней устройство связи функционируют в соответствии с конкретным стандартом или спецификацией, которые определяют, что позволяется делать различным элементам, связанным с системой, и каким образом это должно осуществляться. Например, стандарт или спецификация могут определять, обеспечивается ли устройство связи услугой коммутации каналов или услугой коммутации пакетов, или же обеими этими услугами. Протоколы связи и/или параметры, которые следует использовать при соединении, также, как правило, определены. Например, способ, которым устройство связи может получить доступ к системе связи, а также то, каким образом должно осуществляться взаимодействие между связывающимися устройствами, элементами сети связи и/или другими устройствами связи, обычно основаны на заранее заданных протоколах связи.
[0007] Термин «мультидоступ» (multi-assess) относится к возможности использования различных сетей доступа одним и тем же устройством связи. Устройство связи может, например, быть подключено к сети Интернет сначала с использованием WLAN, а затем, вне зоны покрытия сети WLAN, с использованием сети сотовой связи или иной системы доступа, например, системы доступа на основе Wimax или долгосрочной эволюции (Long Term Evolution, LTE).
[0008] Пользователь устройства связи может по достоинству оценить возможность продолжения активного сеанса без разрывов даже в том случае, когда сеанс связи переносится из одной системы доступа в другую, например, вследствие перемещения абонента. Это означает, например, что любые приложения, выполняющиеся в устройстве связи, и/или пользователь устройства связи не должны наблюдать никаких изменений в технологии доступа или ощущать нарушения связи. Вместо этого должен быть обеспечен гладкий перенос из одной системы в другую, при этом должна обеспечиваться непрерывная поддержка функций мобильности.
[0009] Функции мобильности между различными технологиями доступа, тем не менее, могут не всегда поддерживаться полностью. Затруднения могут возникнуть, к примеру, когда пользовательское приложение, например приложение электронной почты (e-mail), начинает сеанс протокола Интернета (IP) в сети WLAN с использованием, например, туннеля IPsec (протокол безопасности IP, IP security protocol) в сеть 3G, как это определено стандартом 3GPP, и затем выходит из зоны покрытия WLAN. В этот момент основная система связи, например пакетная радиосвязь общего назначения (general packet radio service, GPRS), может использоваться для поддержания сеанса электронной почты. Однако по причине отсутствия какой-либо поддержки мобильности на уровне IP сеанс должен быть закрыт и заново инициирован по GPRS. Подобная ситуация может возникнуть и тогда, когда абонент переходит к другой технологии доступа.
[0010] Прокси-протокол мобильного Интернета (proxy mobile internet protocol, PMIP) может применяться для обеспечения мобильности абонента. PMIP является протоколом, в котором устройству связи не предоставляется никакой информации о функциях мобильности, предлагаемых сетью. Вместо этого устройство связи функционирует в режиме простого IP. Термин «простой IP» обычно понимается как решения, в которых мобильность не предлагается на уровне протокола Интернета (internet protocol, IP), и в которых само устройство не выполняет никаких мобильных протоколов. Требуемые функции мобильности предоставляются соответствующим сетевым элементом, обеспечивающим сигнализацию мобильного протокола Интернета (mobile internet protocol, MIP) для домашнего агента (home agent, НА) и туннелирование между соответствующим объектом прокси-протокола мобильного Интернета (PMIP) и домашним агентом. Функцией домашнего агента является хранение связей между домашним адресом устройства связи и его текущим адресом обслуживания. На основе этой информации домашний агент затем может туннелировать связь к мобильному устройству связи и в обратном направлении.
[0011] Затруднительная ситуация может возникнуть в случае использования обычного мобильного протокола Интернета (MIP). Термин «обычный MIP» относится к приложениям, в которых применяется клиентский MIP. В таких приложениях устройство связи управляет как сигнализацией, так и туннелированием. То есть клиентский MIP используется таким образом, что протокол управления мобильностью выполняется в устройстве связи. Такие операции включают туннелирование и являются причиной введения дополнительных служебных данных вследствие необходимости дополнительного заголовка IP. Например, в случае приложения IP-телефонии (голос по протоколу Интернета) (voice over internet protocol, VoIP), дополнительный заголовок IP может увеличивать служебные данные приблизительно на 20%. Мобильный IP также требует реализации MIP в самом устройстве связи, что не всегда является возможным или желаемым вариантом.
[0012] Альтернативным вариантом обеспечения мобильности является использование механизма, известного как «прокси-MIP» (Proxy MIP, PMIP). В случае PMIP сетевые аспекты и аспекты мобильности IP полностью скрыты от мобильного устройства связи. PMIP может быть использован в технологии единого доступа без уведомления конечного узла, например, в случае Wimax. Однако прокси-протокол мобильного Интернета (Proxy mobile internet protocol, PMIP) может не обладать достаточной надежностью в системах связи, где возможно использование различных технологий доступа. В частности, при таком сценарии устройству связи, переходящему от одной технологии доступа к другой, может потребоваться получение нового IP адреса от сети. Если устройство связи не знает ничего о функциях мобильности, предлагаемых сетью, приложение не сможет продолжить использование сеанса IP посредством новой технологии доступа, так как ему не известно, находится ли она в той же области мобильности, что и раньше.
Сущность изобретения
[0013] Приведенные варианты осуществления изобретения направлены на преодоление одной или нескольких из вышеуказанных проблем.
[0014] В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения сеанс связи обеспечивается устройству связи посредством первой системы доступа и при помощи объекта прокси-мобильности, в котором адрес ассоциируется с этим сеансом. Когда устройство связи переходит ко второй системе доступа, сетевому объекту может быть выдано указание о том, что идентичный адрес необходимо использовать также и во второй системе доступа. Идентичный адрес может затем быть выделен для связи посредством второй системы доступа. Устройство связи может быть поставлено в известность о том, что идентичный адрес обеспечивается другими системами доступа.
[0015] Способ в соответствии с вариантом осуществления изобретения включает осуществление связи между устройством связи и первой системой доступа на основе некоторого адреса, инициирование перехода устройства связи ко второй системе доступа, передачу устройством связи указания о том, что идентичный адрес необходимо использовать во второй системе доступа и, если прокси-мобильность доступна для данного адреса, использование идентичного адреса для связи во второй системе доступа. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения предлагается компьютерный программный продукт. Программный продукт включает набор инструкций, которые, при выполнении их процессором в узле системы связи, заставляют узел использовать некоторый адрес в сеансе, обеспечиваемом первой системой доступа, выдавать указание о том, что идентичный адрес необходимо использовать во второй системе доступа, определять, доступна ли прокси-мобильность для данного адреса, и реагировать на положительный результат такой проверки использованием идентичного адреса для связи во второй системе доступа.
[0016] В другом варианте осуществления изобретения предлагается устройство связи, сконфигурированное для использования некоторого адреса в первой системе доступа, для передачи сетевому объекту указания о том, что идентичный адрес необходимо использовать во второй системе доступа, для определения доступности прокси-мобильности для данного адреса, и для использования идентичного адреса для связи во второй системе доступа.
[0017] В еще одном варианте осуществления изобретения предлагается устройство для системы связи, включающее интерфейс для взаимодействия с устройством связи, интерфейс для взаимодействия с прокси-объектом мобильного Интернета и контроллер, сконфигурированный для снабжения устройства связи информацией, позволяющей осуществлять сеанс связи на основе некоторого адреса по меньшей мере в двух различных системах доступа в случае, когда для данного адреса обеспечена прокси-мобильность.
[0018] Устройство связи может запросить информацию о том, имеется ли возможность использования адреса во второй системе доступа. Устройство связи может выдать запрос информации о том, обслуживается ли заданный адрес прокси-объектом мобильного Интернета или каким-либо механизмом другого типа, обеспечивающим прокси-мобильность. Подобная передача может включать добавление параметра к сообщению подключения. Домашний адрес может быть создан и/или выделен для устройства связи. Домашний адрес может запрашиваться в связи с осуществлением связи посредством первой системы доступа и второй системы доступа. Указание может выдаваться в течение процедуры подключения. Процедура подключения может включать подключение к системе доступа третьего поколения. Указание может выдаваться объекту управления адресами, например домашнему агенту (home agent), предоставленному на шлюзе.
[0019] Теперь, исключительно в качестве примеров, будут описаны варианты осуществления настоящего изобретения, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
[0020] на фиг.1 схематично показана система связи;
[0021] на фиг.2 показан возможный вариант устройства связи; и
[0022] на фиг.3 показана блок-схема алгоритма в соответствии с вариантом осуществления изобретения.
[0023] На фиг.1 показан пример системы связи, позволяющей устройству 1 связи осуществлять беспроводной доступ к пакетной сети 30 передачи данных общего пользования. В данном примере сеть передачи данных обеспечена доступом к сети Интернет на основе протокола Интернета (IP). Сеть связи показана содержащей различные сети 10, 12, 14 и 16 доступа. В дальнейшем подразумевается, что абоненты, или, точнее, мобильные устройства связи абонентов могут осуществлять доступ к системе связи посредством по меньшей мере двух систем доступа.
[0024] Первая система доступа на фиг.1 показана как предоставляемая сотовой пакетной сетью 10 доступа. Сотовая система доступа связана с пакетно-коммутируемой базовой сетью сотовой сети. Несмотря на то что это не отражено в деталях, базовая сеть может включать сетевые элементы пакетной радиосвязи общего назначения (GPRS). В такой системе сетевой элемент, взаимодействующий с сетью 10 доступа, может быть предоставлен обслуживающим узлом поддержки пакетной радиосвязи общего назначения (Serving GPRS Support Node). Сетевой элемент, соединяющий пакетно-коммутируемую базовую сеть с пакетной сетью 30 передачи данных общего пользования, может быть предоставлен шлюзовым узлом поддержки GPRS (Gateway GPRS Support Node, GGSN).
[0025] Еще одна сеть доступа показана как предоставляемая на основе технологии WiMAX и обозначена как система 12 доступа. Третья сеть доступа предоставляется на основе соответствующей технологии беспроводной локальной вычислительной сети (WLAN) и обозначена как система 14 доступа. Дополнительные сети доступа могут предоставляться на основе некоторого количества других не-3GPP технологий, как показано системой 16 доступа.
[0026] Системы 12, 14 и 16 доступа подключены к сети 30 передачи данных общего пользования посредством первой системы 10 доступа через соответствующий шлюз и объект прокси-мобильности. На фиг.1 они показаны как предоставляемые шлюзом 18 передачи пакетных данных (packet data gateway, PDG) и объектом 19 прокси-протокола мобильного Интернета (PMIP). Объект прокси-мобильности подключен к домашнему агенту 22 первой системы 10 доступа.
[0027] Объект прокси-мобильности может быть сконфигурирован для обеспечения мобильности устройства 1 связи на основе механизма, известного как прокси-MIP (Proxy MIP, PMIP). Как разъяснялось выше, в случае PMIP сетевые аспекты и аспекты мобильности IP скрыты от мобильного устройства связи.
[0028] Прежде чем будут подробно рассмотрены некоторые примеры вариантов осуществления изобретения, кратко поясним, со ссылками на фиг.2, некоторые общие принципы построения беспроводного устройства связи, которое может быть использовано в вариантах осуществления изобретения. На фиг.2 схематично показано беспроводное устройство 1 связи. Беспроводное устройство связи может использоваться для доступа к различным службам и/или приложениям по беспроводному или радиоинтерфейсу. Устройство может использоваться для различных задач, например для посылки и приема телефонных вызовов, для приема данных из сети и отправки данных в сеть передачи данных или для воспроизведения мультимедийного или иного содержания. Примеры устройства (не ограничивающиеся данным списком) включают: мобильную станцию (mobile station, MS), портативный компьютер, снабженный картой или иным оборудованием беспроводного интерфейса, карманный персональный компьютер (personal data assistant, PDA) со способностью беспроводной связи, или любые комбинации этих или подобных им устройств.
[0029] Беспроводное устройство связи обычно может осуществлять связь по радио посредством по меньшей мере одной базовой станции или подобного ей беспроводного узла, являющегося передатчиком и/или приемником. Беспроводное устройство связи может при этом, или альтернативно этому, осуществлять связь с другим беспроводным устройством связи. Каждое беспроводное устройство может иметь один или несколько радиоканалов, активных в заданный момент времени, а также может иметь соединения связи с более чем одной другой стороной. Беспроводное устройство обычно обладает способностью к перемещению внутри зоны радиодоступа, а также из одной зоны в другую, и поэтому такие устройства часто называют мобильными устройствами.
[0030] Соответствующее беспроводное устройство связи снабжено необходимыми радиопередающими элементами и функциями контроллера с тем, чтобы иметь возможность осуществлять беспроводную связь и обрабатывать управляющие инструкции, которые оно может принимать или передавать. Многорежимное абонентское оборудование способно осуществлять связь посредством множества различных систем доступа. Устройство 1 может осуществлять связь посредством соответствующего оборудования радиоинтерфейса мобильного устройства. Оборудование интерфейса обычно включает антенну. Антенна может располагаться как снаружи, так и внутри устройства. Беспроводное устройство связи также обычно снабжено по меньшей мере одним объектом 3 обработки данных и по меньшей мере одним модулем 4 памяти для решения своих задач. Объекты обработки и хранения данных могут обеспечиваться на соответствующей схемной плате и/или в составе одного или более чипсетов. Эта функция отмечена позицией 6.
[0031] Пользователь может управлять функционированием устройства 1 посредством соответствующего пользовательского интерфейса, такого, например, как клавиатура 2, голосовые команды, сенсорный экран или панель, или же с помощью комбинаций этих или подобных им устройств. Кроме того, беспроводное устройство может иметь соответствующие средства соединения (как проводные, так и беспроводные) с другими устройствами и/или предназначенные для подключения к нему внешних устройств, например оборудования hands-free.
[0032] Мобильное устройство 1 может быть способно осуществлять связь на основе ряда различных систем связи. Эта возможность иллюстрируется на фиг.2 двумя различными беспроводными сигналами 11 и 21.
[0033] На фиг.3 показано, как объект 19 прокси-мобильности может быть предоставлен в архитектуре системы связи, обслуживающей беспроводное устройство 1 связи, в случае, когда домашний агент 20 (home agent, НА) и якорь 22 3GPP размещены в первой системе 10 доступа. Якорь 3GPP может предоставляться, например, GGSN. В одном из вариантов осуществления изобретения объект 19 прокси-мобильности используется для обеспечения мобильности с переходом между различными технологиями доступа. Это может устранить необходимость дополнительного туннелирования IP по радиоинтерфейсу.
[0034] Когда для обеспечения мобильности используется прокси-протокол мобильного Интернета или протокол, подобный ему, мобильное устройство 1 связи, переходящее между различными системами доступа, может ставиться об этом в известность. Мобильное устройство 1 может затем запросить домашний адрес соответствующей сигнализацией. Запрашиваться может адрес, который пригоден для использования во множестве различных систем доступа. Например, такой запрос может быть осуществлен в сообщении конфигурации контекста пакетных данных (packet data context configuration message). Если используется не-3GPP доступ, может использоваться, например, такое сообщение как полезная нагрузка конфигурации IKEv2.
[0035] Данный механизм позволяет использовать объекты прокси-мобильности в мобильных системах связи с мультидоступом, позволяя тем самым применять устройства связи, которые не требуется снабжать приложением клиента мобильности. Для примера, устройство связи, поставленное в известность о соответствующем протоколе прокси-мобильности, может переходить от одной технологии доступа к другой и оповещать соответствующий объект на стороне сети о своем желании использовать домашний адрес, идентичный адресу, предоставленному в течение предшествующего доступа. Посредством этого можно обойти изменения деталей адреса на уровне приложений, и, таким образом, использование отрытого приложения может продолжаться гладко.
[0036] С целью запроса IP адреса, мобильное устройство 1 связи сконфигурировано таким образом, чтобы выдавать сообщение, информирующее соответствующий сетевой объект о том, что ему нужно знать, обслуживается ли заданный адрес данным объектом прокси-мобильности. Например, в системе на основе GPRS это может осуществляться путем добавления дополнительного параметра к сообщению подключения к GPRS. В сценарии взаимодействия с WLAN, который может использоваться, например, когда создается соединение WLAN или Wimax с сетью 3G, сообщение полезной нагрузки конфигурации IKEv2 может использовать параметр «INTERNAL_HOA_ADDRESS» вместо «INTERNAL_IP4_ADDRESS». В сценарии долгосрочной эволюции (LTE) подобный параметр может использоваться в фазе активации контекста.
[0037] Как только запрошенный адрес предоставлен устройству 1 связи, оно может определить, предлагает ли данная сеть мобильность. Если мобильность, обслуживаемая сетью, доступна, устройство 1 связи может создать общий уровень IP или домашний адрес для всех технологий доступа. Этот шаг обозначен как 100 на блок-схеме фиг.3.
[0038] После инициирования хэндовера на шаге 102 порядок выполнения хэндовера может быть, например, следующим. Устройство связи создает с сетью 3G сначала соединение WLAN, с использованием, например, IKEv2 для получения домашнего адреса, описанным выше способом. Когда устройство связи выходит из зоны покрытия WLAN, может быть создан контекст протокола пакетных данных GPRS. Во время процедуры подключения устройство связи может указать соответствующему элементу на стороне сети, что оно желает использовать адрес, идентичный предоставленному ему посредством соединения WLAN. Это может произойти на шаге 104 блок-схемы фиг.3. Устройство связи может принять указание о том, что для данного адреса обеспечивается прокси-мобильность, и определить исходя из него, что использование идентичного адреса возможно.
[0039] Сеть может затем выделить идентичный адрес и использовать для обеспечения мобильности протокол прокси-мобильности, например PMIP, на шаге 106. Это позволяет устройству связи продолжить использование того же IP адреса поверх другого уровня линии связи на шаге 108. Необходимость установления заново активного сеанса уровня приложений во время хэндовера может быть устранена. Возможность использования функций PMIP без применения туннелирования по линии радиосвязи, таким образом, является дополнительным преимуществом над механизмами типа клиентского MIP (Client MIP).
[0040] Мобильное устройство связи может выдавать указание сетевому объекту, например домашнему агенту 22, или другому объекту, управляющему адресами. Функциональность домашнего агента может быть добавлена в контроллер шлюза, например GGSN или в другой, подобный ему шлюз. Это позволяет создать схему, в которой нет необходимости иметь объект протокола прокси-мобильности в шлюзе, а функциональность домашнего агента позволяет предлагать устройству связи домашний адрес (home address, HoA) напрямую.
[0041] Тот же подход может применяться к другим механизмам мобильности, например к системам, обеспечивающим мобильность IPv6 (протокол Интернета версии 6). Отдельные параметры могут потребоваться в сообщениях запроса домашних адресов, в сообщении подключения GPRS и в полезной нагрузке конфигурации IKEv2.
[0042] Такое сообщение как «GPRS/LTE attach» (подключение GPRS/LTE) может быть расширено с целью предоставления параметра для запроса домашнего адреса. Указание об успешном резервировании домашнего адреса может быть передано в ответном пакете. Подобно этому атрибут домашнего адреса может быть добавлен в сообщение полезной нагрузки конфигурации IKEv2, например в качестве необязательного параметра «INTERNAL_IP4_ADDRESS».
[0043] Мобильное устройство связи может быть сконфигурировано таким образом, чтобы быть способным создавать общий уровень IP поверх канальных уровней, чтобы существовала возможность предоставления идентичного домашнего адреса.
[0044] В вариантах осуществления изобретения предлагается система, в которой необходимость туннелирования мобильности от устройства связи может быть устранена. Также может быть устранена необходимость реализации клиента MIP в устройстве связи.
[0045] Требуемые функции обработки данных могут обеспечиваться одним или несколькими процессорами обработки данных. Таким образом, любые из требуемых функций обработки данных в устройстве связи могут обеспечиваться как выделенными процессорами, так и интегрированным процессором. Например, обработка данных может обеспечиваться центральным процессором устройства связи или же распределяться между несколькими модулями обработки данных.
[0046] Соответствующим образом выполненный продукт или продукты компьютерного программного кода могут применяться для реализации вариантов осуществления изобретения при загрузке их в соответствующий процессор, например в процессор устройства связи и/или узла системы связи. Средствами программного кода может достигаться, например, генерация и/или интерпретация указания, определение возможности обеспечения прокси-мобильности и/или того, может ли быть использован идентичный адрес в другой системе доступа, генерация сообщений и т.п. В мобильном устройстве связи продукт программного кода также может быть сконфигурирован таким образом, чтобы определять, обеспечивается ли заданный адрес объектом прокси-мобильности, и для запроса использования идентичного адреса в другой системе доступа. Продукт программного кода для обеспечения функционирования может храниться и поставляться посредством таких носителей информации, как дисковые носители, носители на основе карт или пленочные носители. Существует также возможность загрузки продукта программного кода в устройство связи из сети обмена данными.
[0047] В приведенном выше подробном описании сделана ссылка на пример устройства связи с мультидоступом, переходящего от одной системы доступа к другой. Понятно, что варианты осуществления изобретения применимы также и в ситуации, когда устройство связи временно теряет соединение с сетью доступа. Потеря соединения с сетью доступа может произойти вследствие, например, временного выхода устройства связи из зоны покрытия сети доступа или по причинам ограниченной пропускной способности.
[0048] Отметим, что, несмотря на то что выше описаны примеры вариантов осуществления изобретения, возможны также изменения и модификации, которым может подвергаться описанное решение без отхода от принципов настоящего изобретения.