Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Bereitstellen und Abrufen verfügbarer Netzwerkverbindungstypen in einem Telekommunikationsnetzwerk, insbesondere für kabellose Telekommunikationsnetzwerke. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Server, ein Informationssystem, eine Telekommunikationsvorrichtung und einen Zugangspunkt.

Die heutigen mobilen und allgemein sämtliche Funk-Netzwerkvorrichtungen bieten eine Vielzahl von Verbindungstypen mit einer bestimmten Vielfalt von Medien wie beispielsweise optischen Schnittstellen und Funkschnittstellen sowie verschiedene standardisierte Zugriffstechnologien, z. B. Bluetooth, GSM (Global System for Mobile communications), GPRS (General Packet Radio Services), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), WiFi (Wireless Fidelity), WiMAX (Worldwide Interoperability für Microwave Access) etc.

Alle diese mobilen Vorrichtungen nutzen gemeinsame Merkmale. Innerhalb von UMTS wählt beispielsweise die Benutzereinrichtung, in UMTS die Bezeichnung für ein Mobiltelefon, ein Public Land Mobile Network (PLMN) und dann eine Zelle aus, anschließend führt sie eine Standortregistrierung durch (siehe 3GPP TS 25.304 "UE procedures in Idle Mode and Procedures für Cell Reselection in Connected Mode". In 3GPP TS 23.122 „NAS Functions related to Mobile Station (MS) in idle mode" sucht die Mobilstation eine geeignete Zelle des ausgewählten PLMN aus, gibt an, dass diese Zelle verfügbare Services zur Verfügung stellt und stimmt sie auf ihren Steuerkanal ab. Mit einer anderen Technologie, der WiFi, ANSI/IEEE Std. 802.11, 1999 Edition „Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific requirements – Part 11: Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications" werden zwei Scan-Methoden angegeben, das aktive und das passive Scannen. IEEE 802.11b definiert weitere Details zum Scannen auf Verbindungen, z. B. Scannen nach 13 möglichen Kanälen in Europa, Scannen nach 11 Kanälen in den USA etc.

Die US-Patentschrift 5,950,130 beschreibt ein Verfahren zum intelligenten Roaming, wobei eine über Funk oder über die physische Schnittstelle in den Speicher einer Mobilstation einprogrammierte Systemzugriffsliste („System Access List", SAL) zur Auswahl eines für den Service bevorzugten Systems verwendet wird. Beim Einschalten der Mobilstation scannt diese zunächst das „Home"-Band und anschließend ein zweites Band, falls im Home-Band kein Steuerkanal gefunden wurde. Wenn die Mobilstation erkennt, dass sie sich in ihrem Home-System befindet, bleibt sie auf diesem Band und erhält den Service vom Home-System. Wenn sich die Mobilstation nicht innerhalb des Home-Systems befindet, wird die SAL durchsucht, um festzustellen, ob ein bevorzugtes System im gleichen Bereich wie das aktuelle System vorliegt. Ist dies nicht der Fall, erhält die Mobilstation den Service auf dem aktuellen System. Gibt die SAL an, dass im gleichen Bereich wie das aktuelle System ein bevorzugtes System vorliegt, so gibt die SAL auch die genauen Bänder an, in denen ein bevorzugtes System zu finden ist. Die SAL kann Informationen zu den zu scannenden Kanalblöcken umfassen. Die SAL kann die für die jeweiligen bevorzugten Bänder unterstützten Funkschnittstellentechnologie angeben, um der Mobilstation beim Auffinden eines Systems des jeweiligen Technologietyps zu helfen.

Für die Zusammenarbeit zwischen einem kabellosen lokalen Netzwerk („Wireless Local Area Network", WLAN) und UMTS enthält der UMTS-Broadcast-Kanal Informationen zur Angabe der Verfügbarkeit des LAN-Zugriffs.

Im Allgemeinen werden Zugriffsverbindungstypen angewandt, um mit den verschiedenen Funkzugriffstechnologien beim Scannen nach Zugriffen und Zugriffstechnologien Schritt zu halten.

Im vorliegenden Dokument bezeichnet der Begriff „Verbindungstyp" jede Art von Standard für Zugriffstechnologie, unabhängig von der Bandbreite, dem Medium, d. h. Funk-, Infrarot- oder optischer Übertragung, der Codierung, der Technologie etc. Der Begriff „Zugangspunkt" bezeichnet jede Art von Zugangseinheit, die eine Netzwerkverbindung bietet, beispielsweise eine Basisstation, einen Knoten B, einen WiFi-Zugangsknoten, einen Bluetooth-Knoten etc.

In Zukunft müssen die Mobilvorrichtungen mit einer wachsenden Anzahl verfügbarer Zugriffstypen Schritt halten. Die heutigen Mobilvorrichtungen unterstützen sogar eine Vielfalt von Zugriffstechnologien. Bei der Anwendung der oben beispielhaft beschriebenen derzeitigen Scan-Lösung muss die Mobilvorrichtung beispielsweise den mit diesen verschiedenen Funktechnologien verfügbaren Senderbereich scannen. Dieses Scannen der einzelnen Funkschnittstellen ist zeit- und energieaufwändig, was zu einer Verringerung der verfügbaren Bereitschaftsdauer und der Sprechdauer akkubetriebener Mobiltelefone führt.

Eine Mobileinheit, ein Server und ein Verfahren zum Bereitstellen von Informationen ist in der United States Patentschrift US2004/0185850 beschrieben. Hier ermöglicht eine Mobileinheit die Kommunikation mithilfe einer Vielzahl von Kommunikations-Subsystemen. Ein Abschnitt zur Ermittlung der Nutzbarkeit ermittelt die Nutzbarkeit der Vielzahl von Kommunikations-Subsystemen am momentanen Standort der Mobileinheit entsprechend der Stärke des elektrischen Feldes eines Wireless LAN und der Stärke des elektrischen Feldes eines Mobileinheit-Telefonnetzes. Ein Abschnitt zur Auswahl eines Kommunikations-Subsystems wählt ein Kommunikations-Subsystem aus, wobei der momentane Standort mit höchster Genauigkeit hinsichtlich der als nutzbar erkannten Kommunikations-Subsysteme ermittelt werden kann.

Das Problem ist ein schnelles und effektives Abrufen der verfügbaren Zugriffstechnologien an einem bestimmten Standort.

Dieses Problem wird gelöst durch ein Verfahren zum Abrufen verfügbarer Netzwerkverbindungstypen, die innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerks an einem bestimmten Standort verfügbar sind und die durch Zugangspunkte über eine Telekommunikationsnetzwerkvorrichtung bereitgestellt werden, wobei ein Zugangspunkt einem Informationssystem Informationen über seinen Senderbereich und seinen Verbindungstyp bereitstellt; die verfügbaren Netzwerkverbindungstypen an einem bestimmten Standort werden in einem Informationssystem gespeichert, die Telekommunikations-Netzwerkvorrichtung richtet mindestens eine Verbindung zu diesem Informationssystem ein und fragt auf verfügbare Netzwerkverbindungstypen mit diesem bestimmten Standort ab.

Darüber hinaus wird das Problem gelöst durch ein Verfahren zur Bereitstellung verfügbarer Netzwerkverbindungstypen innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerks an einem bestimmten Standort mithilfe von Zugangspunkten, wobei ein Zugangspunkt seinen Standort und seinen bereitgestellten Verbindungstyp in einem Informationssystem bereitstellt zum Abrufen verfügbarer Netzwerkverbindungstypen für einen bestimmten Standort.

Darüber hinaus wird das Problem gelöst durch ein Informationssystem, das einen Server umfasst mit Mitteln zum Speichern verfügbarer Netzwerkverbindungstypen pro Standort und zum Abrufen und Bereitstellen verfügbarer Netzwerkverbindungstypen innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerks entsprechend den oben beschriebenen Verfahren.

Ein Zugangspunkt mit Mitteln zum Bereitstellen seines Standorts in entsprechender Weise löst das Problem und stellt seinen Verbindungstyp einem Informationssystem zur Verfügung zum Abrufen der verfügbaren Netzwerkverbindungstypen für einen bestimmten Standort.

Außerdem wird das Problem gelöst durch eine Telekommunikationsvorrichtung mit Mitteln zum Abrufen verfügbarer Netzwerkverbindungstypen, die innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerks an einem bestimmten Standort verfügbar sind.

Mit anderen Worten, das Problem wird gelöst durch die Zusammenarbeit, d. h. das Abrufen einer Liste verfügbarer Zugriffstechnologien, d. h. der verfügbaren Verbindungstypen für einen bestimmten geografischen Standort oder eine bestimmte Position über ein von der Technologie unabhängiges System, das durch eine verteilte Datenbank realisiert werden kann.

Eine mobile Zugriffsvorrichtung erfordert mindestens eine Verbindung eines ersten anfänglichen Typs, z. B. GPRS, zum Informationssystem. Die Positionsinformationen der Mobilvorrichtung werden dem Informationssystem zur Verfügung gestellt. Diese Informationen können vom GPS (Global Positioning System) dargestellt werden oder als Attribut der anfänglichen Verbindung, z. B. als Zellennummer des GPRS-Netzwerks. Das Informationssystem ruft potenzielle Zugriffstechnologien ab, d. h. Verbindungstypen, die von anderen (verfügbaren) Zugangspunkten, die die angegebene Position abdecken, bereitgestellt wurden.

Jeder Zugangspunkt, beispielsweise eine Basisstation, ein Knoten B, ein Mobil-Relais etc., kann die Datenbank des Informationssystems mit seinem Standort, seinem Senderbereich und/oder den abgedeckten Standorten, den unterstützten Zugriffstechnologien und optional weiteren Parametern über die Zugriffstechnologien aktualisieren. Diese Aktualisierungen werden einheitlich als (potenzielle) Verbindungstypen behandelt.

Zusätzliche Parameter können beispielsweise Informationen über verwendete Frequenzen, Kanäle, Verteilungs-Codes, Kennungen für Broadcast-Kanäle etc. umfassen.

Die Form einer Abfrage ist eventuell nicht strikt auf den Standort bzw. die Position bezogen, sondern kann allgemeiner gehalten sein, d. h. sie kann alle Verbindungstypen innerhalb eines bestimmten Bereichs finden, z. B. einen benachbarten Standort, oder sie kann alle Verbindungstypen finden, bei denen ein Schnittbereich mit dem momentanen (anfänglichen) Zugangspunkt besteht.

Die Antwort kann eine Liste von potenziell an diesem Standort verfügbaren Funkzugriffstechnologien umfassen sowie optional die oben beschriebenen zusätzlichen Parameter.

Diese Informationen können für das Mobilitätsmanagement und für Entscheidungen bei der Übergabe genutzt werden.

Bevorzugt werden effiziente verteilte Datenbanken als Informationssysteme zum Speichern der Informationen zum Verbindungstyp pro Standort verwendet. Die Datenbankstruktur (bzw. das Schema) zeigt die physische Anordnung (Standortanordnung) bevorzugt homomorph an.

In einer speziellen Umsetzung dieser Erfindung kann das Domain-Name-System (DNS) als Datenbank verwendet werden, wobei die geografische Position oder sogar der Senderbereich als Domain-Name präsentiert wird. Ein Endgerät oder Netzwerkelement kann die verfügbaren Zugangspunkte nach Domain-Namen kennzeichnen entsprechend der (angegebenen) geografischen Position.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe und ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, den Scan-Aufwand zum Ermitteln aller möglichen Zugriffstechnologien, d. h. das Durchsuchen aller Frequenzen, das Ausprobieren verschiedener Parameter-Sets etc., was einen hohen Zeit- und Energieaufwand mit sich bringt, zu vermeiden.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist das effiziente Abrufen durch Unterteilen der gesamten Informationen zur globalen Abdeckung – eines großen Informationsbereichs – in kleine lokale Teile mit Informationen zur näheren Umgebung. Die somit erzielte Skalierbarkeit und die Gesamtleistung des Systems kann bei Verwendung verteilter Datenbanken sogar noch verbessert werden. Mindestens eine Verbindung zum Netzwerk ist zur Nutzung der Datenbank erforderlich. Eine solche Verbindung kann sogar standardisiert werden, um sämtliche Scan-Vorgänge zu umgehen.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Einförmigkeit des Ansatzes, d. h. seine Eignung für die Vielfalt der bekannten kabellosen Zugriffsnetzwerktypen. Sie gilt für alle Arten von kabellosen Verbindungstechnologien und -typen.

Diese und viele weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann aus den Zeichnungen und den folgenden Beschreibungen ersichtlich, wobei gilt:

1 ist eine schematische Darstellung einer Zugriffsnetzwerkumgebung, die Zugriffsknoten und eine Telekommunikationsvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt.

2 zeigt eine schematische Darstellung der gemäß dem Verfahren der Erfindung im Informationssystem gespeicherten Informationen.

3 zeigt eine schematische Darstellung der relevanten Informationen für die Telekommunikationsvorrichtung gemäß der Erfindung.

4 zeigt die Zusammenarbeit gemäß dem Verfahren zur Bereitstellung der verfügbaren Netzwerkverbindungstypen innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerks gemäß der Erfindung.

5 zeigt die Zusammenarbeit gemäß dem Verfahren zum Abrufen der verfügbaren Netzwerkverbindungstypen innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerks gemäß der Erfindung.

Für den Fachmann ist klar, dass die folgende Beschreibung der vorliegenden Erfindung lediglich als Illustration zu verstehen ist und in keiner Weise eine Einschränkung der Erfindung darstellt. Weitere Ausführungsformen der Erfindung erschließen sich dem Fachmann aus der Untersuchung der enthaltenen Beschreibungen.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines (Funk-)Zugriffsnetzwerks mit den fünf Zugangsknoten N1, ..., N5 zweier Typen, jeweils als Quadrate dargestellt. Jeder Zugangsknoten N1, ..., N5 zeigt der Einfachheit halber einen entsprechenden elliptischen Senderbereich C1, ..., C5, der als gestrichelte Ellipse und als mit seinem Zugangsknoten verbunden dargestellt ist. Die Figur zeigt außerdem eine Telekommunikationsvorrichtung M, z. B. eine Mobilvorrichtung. Die Mobilvorrichtung liegt innerhalb des Senderbereichs eines bestimmten Subsets der Zugangsknoten, insbesondere von N5, N2 und N3. Sie liegt außerhalb des Senderbereichs von N1 und N4.

Wenn sich die Mobilvorrichtung innerhalb des Senderbereichs eines Zugangsknotens befindet, kann sie mit diesem Zugangsknoten eine Verbindung aufbauen. Zur Erkennung eines erreichbaren Zugangsknotens muss dieser Zugangsknoten einen Senderbereich aufweisen, der die Position der Mobilvorrichtung überlappt bzw. abdeckt.

Gemäß dem Stand der Technik wird dieser Schritt durch Scannen der Kommunikationsmedien auf bestimmte Signale erzielt.

2 zeigt eine Darstellung der in 1 gezeigten Informationen zum Senderbereich. Der Einfachheit halber wurde für den Senderbereich ein zweidimensionales kartesisches Koordinatensystem zugrunde gelegt. Jedes beliebige (gleichförmige) Koordinatensystem, das die physische Topologie des Zugangspunkt-Senderbereichs widerspiegelt, kann zu diesem Zweck verwendet werden. Das gezeigte Koordinatensystem umfasst zwei Achsen, die Längsachse LO und die Querachse (Breite) LA. Für das Arbeitsprinzip spielt es keine Rolle, ob das UTM-Gitter (Universal Transverse Mercator) die intuitive grafische Position darstellt oder nicht.

Die Figur zeigt eine diskrete Darstellung des Senderbereichs. Jeder der Senderbereiche C1, ..., C5 versorgt ein Set von Feldern. Das Feld, in dem sich die Mobilvorrichtung M befindet, ist durch ein Quadrat in Fettschrift dargestellt. Die relevante Information für das Abrufverfahren ist, dass dieses Feld von C3, C2 und C5 versorgt wird.

Eine einfache Form des Informationssystems gemäß der Erfindung kann durch das folgende Schema einer relationalen Datenbank umgesetzt werden:

Die Längs- und Querachse bilden ein kartesisches Koordinatensystem, d. h. eine einfache Topologie (aus einer Kombination von Gittern). Der Verbindungstyp kann dagegen komplexer sein und beispielsweise Informationen zu Technologie, Frequenzen, Kalibrierung, Bandbreite, Dienstgüte, Zugangsknoten-Kennungen, Übergabesteuerung etc. umfassen.

In 2 sind z. B. zwei Arten von Zugangsknoten durch unterschiedliche Formen dargestellt, etwa Rechtecke für UMTS und Rauten für Bluetooth.

3 zeigt die lokale relevante Informationszuordnung (MAP), d. h. den Teil der Informationen, die für das Feld X relevant sind, in dem sich die Mobilvorrichtung M befindet.

Ein entsprechender Datenbankausschnitt könnte wie folgt aussehen: Länge Breite Verbindungstyp X.x Y.y WiFi, N2 X.x Y.y WiMAX, N5 X.x Y.y WiMAX, N3

4 zeigt die Zusammenarbeit gemäß dem Verfahren zur Bereitstellung verfügbarer Netzwerkverbindungstypen innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerks gemäß der Erfindung, d. h. wie die Informationen in die Datenbank gelangen. Natürlich handelt es sich dabei entweder um feste Informationen, die beispielsweise über einen Netzplan bereitgestellt werden, oder die Informationen werden von den Zugangsknoten dynamisch bereitgestellt, beispielsweise wenn diese online gehen. Der Wartungsaufwand wird dadurch erheblich verringert, und die Konsistenz des Informationssystems wird verbessert. Darüber hinaus werden dadurch mobile Zugangspunkte ermöglicht. Wann immer sich Informationen zum Zugangspunkt ändern, beispielsweise der Senderbereich durch Ortswechsel oder Ausfälle, muss der Zugangspunkt eine Aktualisierung bzw. Wartung des Informationssystems durchführen, damit die Datenbank konsistent und fehlerfrei bleibt.

Die Figur zeigt die drei Zugangsknoten N2, N3 und N5 der Umgebung im Mittelpunkt und einen Datenbank-Server RIS, der die lokale relevante Informationszuordnung (MAP) speichert. Jeder der Zugangsknoten stellt in einem ersten Schritt 0, 0' und 0'' Informationen zu seinem Senderbereich und seinem Verbindungstyp zur Verfügung.

5 zeigt die Zusammenarbeit gemäß dem Verfahren zum Abrufen der verfügbaren Verbindungstypen innerhalb eines Telekommunikationsnetzwerks gemäß der Erfindung. Die Mobilvorrichtung M fordert in einem ersten Schritt das Abrufen über einen ersten Zugangsknoten N5 an, beispielsweise durch Bereitstellen seiner Position X. Dieser Zugangsknoten leitet die Anfrage an das Informationssystem RIS bzw. konkret an einen zuständigen Server des Informationssystems weiter (2). Dieser Server, d. h. das Informationssystem RIS, antwortet (3 oder 4) über den Zugangsknoten N5 mit den Verbindungstypen, die an der Position X für die Mobilvorrichtung zur Verfügung stehen.

Danach hat die Mobilvorrichtung Informationen über alle verfügbaren Verbindungstypen – ohne dass hierzu ein Scannen erforderlich war.

In einer speziellen Implementierung dieser Erfindung kann das Domain Name System (DNS) als Datenbank verwendet werden. Die geografische Position des Senderbereichs, die beispielsweise über GPS abgerufen wurde, kann in einen Domain Name oder in ein Set von Domain-Namen umgewandelt werden.

Ein mögliches Beispiel einer solchen Umwandlung wäre:

UMT Position North 49°0'1''/East 9°12'2'' umwandeln in N.49.0.1.E.9.12.2 oder in N.1.0.49.E.2.12.9, um durch Angabe der signifikanten Ziffern vor den weniger signifikanten Ziffern die Kennungssuche zu unterstützen.

Ebenso können zwei Punkte Rechtecke im Senderbereich kennzeichnen.

Ein Endgerät kann anschließend mit diesem Domain-Namen eine Abfrage durchführen und das Rechteck angeben, das die dargestellte geografische Position des Endgeräts umfasst. Der Domain-Name-Server kann anschließend eine Liste von Ressourcen-Datensätzen mit den verfügbaren (Funk-)Technologien für den angegebenen geografischen Standort zurückgeben.

Jeder Datensatz kann unterschiedliche Informationsfelder wie Funktechnologie, die verwendeten Frequenzbänder und/oder Kanäle, den Namen des Netzbetreibers und weitere Informationen enthalten. Das DNS-System kann entweder manuell oder automatisch ausgefüllt werden, wobei z. B. jeder Zugangspunkt die Daten in das DNS-System einträgt.