CN1625871A - 共同检查各个信息流组的带宽的方法 - Google Patents

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Abstract

在确保经过传输信道来传输的通信流的保证带宽的情况下，通过用于经过一个共同的传输信道(7)来传输通信流(1，2，3)的方法，实现了传输信道容量的良好的利用，这些通信流(1，2，3)的数据(A－E)到达至少一个连接在传输信道(7)之前的缓冲存储器(4，5，6)中，其中，为经过传输信道(7)的各自一个通信流(1)的分组(A－E)的传输确定一个保证带宽(BG1)，其中，为经过传输信道(7)的各自一个通信流(1)的分组(A－E)的传输确定一个最大带宽(B1Max)，其中，以位于保证带宽(BG1)之下的传输速率到达缓冲存储器(4)中的通信流(1)的分组(DE)，时间上在该通信流的那样的分组(ABC)之前经过信道(7)来传输，该分组(ABC)以位于保证带宽(BG1)之上的传输速率到达缓冲存储器(4)中(黄色，红色)，其中，以位于最大带宽(B1Max)之下的传输速率到达缓冲存储器(4)中的通信流的分组(ABC)，时间上在通信流(1)的分组(C)之前经过传输信道(7)来传输，该分组(C)以位于传输信道(7)中的通信信道的最大带宽(B1Max)之上的传输速率到达缓冲存储器(4)中(红色)。

Description

共同检查各个信息流组的带宽的方法
本发明涉及用于经过一个共同的传输信道来传输通信流的方法和装置。
如果应通一个共同的传输信道(例如通过移动无线网的核心网)来传输多个(具有有用数据分组例如语音或多媒体数据的)通信流，则需要以将共同传输信道的带宽分配到要在该传输信道中传输的通信流中的形式的进行接入检查。此时，可以给通信流中的每一个确保一个“保证带宽“，该保证带宽作为传输信道带宽的一个分量，与其它通信流中的通信负荷无关，保证供给该通信流使用。此外还对于每个流规定了所谓的最大带宽，该最大带宽大于保证带宽，并且该最大带宽说明了，在共同的传输信道上有多少带宽(每单位时间要传输的数据量等等)供通信流使用。通信流的最大带宽通常显著地大于对于传输信道中的该通信流所保证带宽。
为了要尽可能在很大程度上充分利用共同的传输信道来用于成本优化，通常大多准许共同传输信道尽可能多的通信流(各自具有保证带宽)，但是甚至当超额预订(überbuchen)了传输信道，并有些通信流常常尝试充分利用其最大允许的带宽时，则同时不应违反各个通信流的带宽保证。
根据3GPP技术规范23.107(www.http：\\www.3GPP.org)，对于在那里规定的通信等级“通话”等等的通信流，作为所谓的QoS(业务质量)参数还存在着恰好开始所述的参变量“最大带宽”和“保证带宽”。在所谓的核心网网关(CNGW)上可能出现以下的情况，对于下行链路专用控制流(Lenkstrom)，即对于从UMTS核心网的角度为外部的网进入UMTS核心网(进一步在通向移动终端设备的方向上)的流，必须监控最大带宽，并在一个或多个分别由多个下行链路流共同使用的传输信道上，给在核心网方向上的这些流许诺保证带宽。
专业人员公知的用于给通信流发放传输信道带宽容量的方法，例如基于人们对于每个通信流所假设的统计学的平均值上(对于以下的情况通过一个安全余量来加以补充，在这些情况下许多通信流随机地同时超过所估算的平均值)，或基于测量在要经过传输信道来传输的通信流中的当前负荷。用于例如对每个通信流一个队列的加权排队调度表确保了，每个通信流可以使用至少一个保证带宽和最多给它所分配的最大带宽，用于经过共同的传输信道来传输分组。该行动方式的缺点在于，必须费事地实现该调度表，并在大量的通信流的情况下具有效率问题，使得它实际上如此只能用于每个传输信道的大约1000个通信流。
本发明的任务在于，简单而有效地实现一种也适合于大量通信流的、经过一个共同传输信道的传输，该传输甚至在大量通信流时对于通信流中的每一个遵守“保证带宽”，并仍然实现传输信道传输容量的有效的利用。分别通过独立权利要求的主题来解决该任务。通过根据本发明确定(至少)三个不同优先权用于经过传输信道中继传输通信流的输入的分组，并与此有关地对经过传输信道在缓冲存储器中输入的通信流分组的传输，彼此相对地优先化(priorisieren)，是用哪个带宽该分组进入缓冲存储器中，因此可以确保遵守在通信流中许诺的“保证带宽”，并实现了传输信道带宽的良好的利用和通信流分组的合适的优先化。
与加权排队调度表方法相比较可以很简单而有效地实现的本发明方法，尤其也适合于经过一个传输信道来传输多于1000个通信信道。本发明的方法尤其可以用于有用数据(语音，字母数字的数据)的移动无线信道形式的通信信道。
本发明的其它的特征和优点来自实施例的借助附图的以下说明。
图1示范性地展示了经过一个共同的传输信道在多个通信流中根据本发明来传输数据，和
图2示意地展示了在传输信道中的带宽的使用。
根据图1，第一通信流1的分组A-E到达第一缓冲存储器4中，第二通信流2的数据分组F-J到达第二缓冲存储器5中，第三通信流3的数据分组K-O到达缓冲存储器6中，其中，数据分组A-O全部应经过一个(对于通信流1-3共同的)传输信道7(例如通过移动无线网的核心网等等)来传输，其中，它们在这里在经过共同的传输信道7的传输之后，重新划分成第一通信流8，第二通信流9和第三通信流10用于分开的继续转送。
在分组A-E，F-J和K-U中传输的通信流数据，例如可以是移动无线网的语音数据或有关语音的数据(电子邮件，因特网页)，其中，例如一个通信流可以在一个方向上传输一个或多个通话。替代像在这里示出的那样对于每个通信流使用一个缓冲存储器，也可以对于全部在一个传输信道7中输入的通信流1-3使用一个共同的缓冲存储器。已经在缓冲存储器中应如此来表征通信流的分组，使得它们在缓冲存储器之后重新可以划分成各个通信流8-10。
在阐述在共同的传输信道7中传输分组4-6的本发明顺序之前，借助图2来阐述将供使用的传输信道的带宽BgU划分成共同传输信道7中的各个通信流1-3的保证带宽BG1，BG2，BG3。
图2示意地展示了在一个传输信道中供使用的整个带宽BgU，该带宽BgU划分成多个通信流1-3。在此，在本情况下给通信流1确保了保证带宽BG1，，给通信流2确保了保证带宽BG3，，和给通信流3确保了保证带宽BG3。通信流的保证带宽与另外的通信流实际采用的带宽无关地供该通信流使用(也就是保证了的)。如果保证带宽的总和小于传输信道的整个带宽，或如果保证带宽的总和加上除此之外在一个通信流中采用的带宽大于传输信道的整个带宽，并将以在传输信道中的许多通信流上低的概率来实现带宽保证的违反，那么实际由一个传输信道采用的带宽则可以大于对于该传输信道保证带宽。如果通信流的保证带宽的总和加上为新的通信流所申请的保证带宽，小于质量系数常数与传输信道的整个带宽的乘积，则仅允许一个其它的通信流来附加于已经预订(einbuchen)入传输信道7中的通信流1-3。当在质量系数常数＝1的情况下实现了具有保证带宽的传输信道的完全充分利用时，(使得通信流的最大带宽不大于或仅不显著地大于通信流的保证带宽)，则在质量系数常数＜1时在脉冲串的情况下较快地减少缓冲存储器中的堵塞，而在质量系数常数＞1的情况下用通信流实现了过度预订(berbuchung)传输信道，使得有时不能遵守带宽保证，但是在统计学上在很大程度上预订完了该传输信道。
按照借助图2阐述的模型，给每个通信流分配了传输信道中的一个可靠地供其使用的保证带宽，以及传输信道中的通常大于保证带宽的最大带宽。以其经过传输信道来传输在通信流1中到达的分组的顺序，取决于通信流的分组以何种传输速率到达(传输信道之前的缓冲存储器中)。在此可以考虑，分组具有哪种时间间隔(尤其在等长的分组时)，和/或分组是多么范围广泛(尤其在非等长的分组时)。用考虑该分组的该传输速率(缓冲存储器中的输入带宽)的(例如分组中的首部中的)标志，来配备在缓冲存储器中到达的分组，根据该标志选出用于经过传输信道7来传输的分组，这规定了它们传输的顺序。
例如用标志“绿色”(或通常分组首部中的一个数字)，来标记以位于由传输信道对于通信流所保证带宽之下的传输速率到达缓冲存储器4中的分组；用标志“黄色”(或通常分组首部中的一个数字)，来标记以位于通信流的保证带宽和最大带宽之间的传输速率到达的分组；以及用标志“红色”(或通常分组首部中的一个数字)，来标记以大于通信流的最大带宽的传输速率到达的通信流分组。通信流(1)的分组中的标志在此规定了以其传输该通信流(1)的分组的顺序，但是未规定以何种顺序来传输另外通信流的分组。
例如分组A，B(和有时许多以前到达的分组)对于通信流1以位于通信流的保证带宽之上的，却位于通信流1的最大带宽之下的传输速率到达缓冲存储器4中，并被标记为“黄色”。分组C紧随分组B之后，以位于最大带宽之上的传输速率到达，使得用标志“红色“来标记它。分组D和E以位于通信流1的保证带宽之下的传输速率到达缓冲存储器中，并用其首部中的标志“绿色“等等来标记。
相应的适用于通信流2和3。在本情况下，在经过共同的传输信道7来传输通信流1至3的分组时遵守每个通信信道的保证带宽，并在此只要有可能也还遵守每个通信信道的最大带宽。如果像在本情况下那样，对于三个通信流1至3保证带宽和最大带宽各自是相等大的，则在最简单的情况下可以交替地传输通信流1，2，3的各一个分组。在此，时间上在缓冲存储器4中的所有的分组A，B，C之前来传输通信流1的每个分组D，E(绿色)，该分组D，E(绿色)以低于对于传输信道7的该通信流1保证带宽到达缓冲存储器4中，这些分组A，B，C标记为以位于该通信流的保证带宽之上的传输速率到达缓冲存储器4中的(黄色，绿色)。除此之外，时间上在所有位于缓冲存储器中的，以位于对于(传输信道7中传输的)通信流1最大带宽之上的传输速率到达缓冲存储器4中的分组C(红色)之前，将通信流的分组从缓冲存储器4中传输到传输信道7中，该分组位于(至少一个)缓冲存储器4中，并缓冲存储器(4)中的被标记为以(传输信道7中传输的)该通信流的在保证带宽和最大带宽之间标记的传输速率到达缓冲存储器4中(也就是B，D在C之前)。在此，以可比较的传输速率到达缓冲存储器中的(全部红色的或全部黄色的或全部绿色的)分组，时间上彼此相对地以它们输入宽度(Eingangsweite)的顺序来传输。因此以DEABC的顺序来传输迄今在缓冲存储器中输入的，并根据图1存储在缓冲存储器4中的通信流1的分组。相应的适合于通信流2，3的分组。
因此在传输信道7之内，例如用通信流1的分组以对于这些分组预先给定的顺序(D，E，A，B，C)来充填每个(在这里存在着的带宽中的分布中的)第三个分组。相应地由通信流2和通信流3的分组来充填位于其间的分组。
在经过传输信道7的传输之前，通信流1的分组各自用规定该通信流1的数据(例如分组首部中的“1”)来标记，并在传输信道之后如有必要的话重新归入通信流中，使得在传输信道7之后可以重新单个地转送通信流。
此外，在本实例中可以对于不同优先权的数据分组(优先权红色的分组，优先权黄色的分组，优先权绿色的分组)来规定，在什么时间之后它们在缓冲存储器中失效。合理地，紧迫性“红色”的分组在紧迫性“黄色”的分组之前失效，而紧迫性“黄色”的分组在紧迫性“绿色”的分组之前失效。
用该方法甚至在传输信道中的大量通信流的情况下，简单而有效地既实现了遵守带宽保证，也实现了高的最大传输速率。

Claims (10)

1.用于经过一个共同的传输信道(7)来传输通信流(1，2，3)的方法，这些通信流(1，2，3)的数据(A-E)到达至少一个连接在所述的传输信道(7)之前的缓冲存储器(4，5，6)中，
其中，为经过所述传输信道(7)的各自一个通信流(1)的分组(A-E)的传输确定一个保证带宽(BG1)，用该保证带宽(BG1)至少经过所述的传输信道来传输该通信流的所述分组，
其中，为经过所述传输信道(7)的各自一个通信流(1)的分组(A-E)的传输确定一个最大带宽(B1max)，用该最大带宽(B1max)最多经过所述的传输信道(7)来传输该通信流(1)的所述分组(A-E)，
其中，以位于在对于所述共同的传输信道(7)中的通信流(1)所保证带宽(BG1)之下的传输速率，到达缓冲存储器(4)中的该通信流(1)的分组(DE)，时间上在该通信流的那样的分组(ABC)之前经过所述的信道(7)来传输，该分组(ABC)以位于所述保证带宽(BG1)之上的传输速率到达所述的缓冲存储器(4)中(黄色，红色)，
其中，以位于在对于所述共同的传输信道(7)中的通信流(1)的最大带宽(B1max)之下的传输速率，到达缓冲存储器(4)中的该通信流(1)的分组(ABC)，时间上在所述通信流(1)的分组(C)之前经过所述的信道(7)来传输，该分组(C)以位于所述传输信道(7)中的通信信道的最大带宽(B1max)之上的传输速率到达所述的缓冲存储器(4)中(红色)。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，当已经用具有各自保证带宽的多个通信流占用了所述的传输信道(7)时，如果所述已经保证了的带宽(BG1)的和新通信流的所申请的带宽的总和，最大等于规定的质量常数与总共供所述传输信道使用的通信信道带宽的乘积，则仅允许一个其它的用于经过所述共同的传输信道来传输的通信流。
3.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，所述的常数等于1。
4.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，所述的常数大于1。
5.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，所述的常数小于1。
6.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，所述的通信信道(1)是有用数据的移动无线信道。
7.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，所述的通信信道通过网关，尤其是UMTS网关。
8.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，用于经过所述共同的传输信道来传输一个分组(D)的时间上优先等级，在另外的分组(ABC)之前存储在所述的分组(D)中，尤其是存储在所述分组的首部中。
9.按以上权利要求之一的方法，其特征在于，多于1000个通信信道经过所述的传输信道。
10.用于执行按以上权利要求之一的方法的装置。
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