DE10047131B4 - Verfahren zum Betreiben eines Zugangsnetzes - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Zugangsnetzes für ein Mobilfunksystem, bei dem für ein Endgerät (UE) bestimmte Daten zwischen zwei Knoten (GW, ANN; ANN, T) des Zugangsnetzes (AN) in IP-Paketen übertragen werden, wobei die Pakete IPv6-Pakete sind und das Flow-Label-Feld eines IPv6-Paketes zum Übertragen einer Kennung verwendet wird, die jeweils bei der Einrichtung eines Datenflusses zwischen den zwei Knoten diesem zugeteilt wird und anhand derer der das Paket empfangende Knoten (ANN; T) unter mehreren Wegen, auf denen das Paket weiterleitbar ist, eine Auswahl trifft, und wobei die Kennung eine Kennung eines für die Funkübertragung an das Endgerät (UE) zu verwendenden Signalträgers (RB) ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Zugangsnetzes für ein Mobilfunksystem, bei dem für ein Endgerät bestimmte Daten zwischen zwei Knoten des Zugangsnetzes in IP-Paketen übertragen werden.
  • Ein Zugangsnetzwerk bildet die Brücke zwischen einzelnen mobilen Endgeräten und einem Stammnetzwerk oder Core Network, in dem Informationen einer Vielzahl von Verbindungen zwischen mobilen Endgeräten oder zwischen einem mobilen Endgerät und einer anderen Datenquelle oder -senke wie z.B. dem Internet leitungsgebunden übertragen werden.
  • Die Zugangsnetzwerke der Mobilfunksysteme der dritten Generation wie etwa des UMTS-Systems basieren auf der ATM-Netzwerktechnologie. Auf dieser Technologie bauen Protokollsysteme auf, die für die verschiedenen Typen von Knoten innerhalb des Zugangsnetzes und je nachdem, ob eine verbindungsorientierte Übertragung, d.h. im wesentlichen Sprachübertragung, oder eine paketorientierte Übertragung, also im wesentlichen Übertragung von Datendiensten, vorliegt, unterschiedlich sind.
  • Bekannte Zugangsnetzwerke haben Knoten unterschiedlicher Art auf einer Mehrzahl von hierarchischen Ebenen. Eine oberste Ebene bilden sogenannte Access Network Gateways oder kurz Gateways, die jeweils die Schnittstelle zum Stammnetzwerk bilden. Auf einer nächstniedrigeren Stufe angesiedelte Knoten werden als Netzzugangsknoten (Access Network Nodes) bezeichnet. Knoten der untersten hierarchischen Ebene, die direkt per Funk mit den Endgeräten kommunizieren, werden als Transceiver bezeichnet. Jedem Transceiver steht eine bestimmte Zahl von Signalträgern zur Verfügung, die je nach von einem Endgerät benötigter Bandbreite einzeln oder zu mehreren für die Kommunikation mit dem Endgerät genutzt werden können.
  • Für die paketorientierte Übertragung von Daten zwischen dem Gateway und den Knoten niedrigerer Stufe ist aus 3GPP TS 29.060 „General Packet Radio Service (GPRS); GPRS Tunnelling Protokoll (GTP)" ein Protokollstapel bekannt, der eine IP-Schicht und darauf aufbauend eine UDP-Schicht und einen GTP-U-Tunnel umfasst. Diese komplizierte Schichtstruktur ist notwendig, weil es auf der IP-Protokollebene des Zugangsnetzes nur möglich ist, einzelne Knoten des Zugangsnetzes zu adressieren, nicht aber ein Endgerät oder eine Funktionseinheit, die die Daten zur Übertragung zum Endgerät aufbereitet. Um eine Adresseninformation über das Empfängerendgerät zu transportieren, werden zusätzliche Protokollschichten benötigt, die es dem Gateway erlauben, diese Informationen als Nutzlast in die IP-Pakete einzufügen. Auf der Ebene des Netzzugangsknotens wird diese Information wieder extrahiert. Sie dient dem Netzzugangsknoten zum Auswählen eines Signalträgers, auf dem das Empfängerendgerät das Paket zu empfangen erwartet.
  • Im Falle von verbindungsorientierter Übertragung zu einem Endgerät wird zwischen dem Gateway und dem mit dem Endgerät kommunizierenden Netzzugangsknoten eine explizite AAL2-Verbindung aufgebaut. Eine Zuordnung dieser Verbindung zu einem oder mehreren Signalträgern eines Transceivers ist am Netzzugangsknoten aufgezeichnet. Der Netzzugangsknoten kann daher anhand der AAL2-Verbindung, über die er Information empfängt, den Signalträger ermitteln, auf dem diese Information ausgestrahlt werden muss.
  • Auf einer niedrigeren Hierarchieebene, zwischen dem Netzzugangsknoten und dem Transceiver, wird für jeden Signalträger eine eigene AAL2-Verbindung aufgebaut. Dies erlaubt es dem Transceiver, anhand der AAL2-Verbindung, über die er ein Datenpaket empfängt, und einer Zuordnungstabelle den Signalträ ger zu erkennen, den der Netzzugangsknoten zum Senden des Pakets ausgewählt hat.
  • Aus der WO 99/51055 A2 ist ein Verfahren bekannt, bei dem in einem Zugangsnetz eines Funkkommunikationssystems Datenpakete IP-basiert übertragen und an ein mobiles Terminal über Funkressourcen gesendet werden. Zur Kennzeichnung unterschiedlicher Datenflüsse im Zugangsnetz und im mobilen Terminal dienen ein IP flow label und ein radio flow label. Diese werden in einem Zugangspunkt mittels einer Tabelle miteinander verknüpft.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Betriebsverfahren für ein Zugangsnetz anzugeben, das einen durchgängigen Betrieb des Zugangsnetzes mit IP-Transporttechnologie erlaubt, und dabei Überhänge an Verarbeitungsleistung und zu übertragender Datenmenge, wie sie sich durch einen komplizierten Protokollstapel ergeben, vermeidet.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Zugangsnetzes für ein Mobilfunksystem, bei dem für ein Endgerät bestimmte Daten zwischen zwei Knoten des Zugangsnetzes in IP-Paketen übertragen werden, und das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Pakete IPv6-Pakete sind, und dass das Flow-Label-Feld eines IPv6-Paketes zur Übertragung einer Angabe verwendet wird, anhand derer der das Paket empfangende Knoten unter mehreren Wegen, auf denen das Paket weiterleitbar ist, eine Auswahl trifft. Erfindungsgemäß ist die Kennung eine Kennung eines für die Funkübertragung an das Endgerät zu verwendenden Signalträgers. Diese Variante eignet sich besonders für die Übertragung an einen Transceiver des Zugangsnetzes. Im Falle einer Punkt-zu-Punkt-Verbindung umfasst diese Auswahl jeweils einen einzigen Weg, bei Punkt-zu-Mehrpunkt-Verbindungen kann aber auch eine Mehrzahl von Wegen gleichzeitig ausgewählt werden.
  • Das Flow-Label-Feld des IPv6-Protokolls hat eine Länge von 20 Bit. Dies entspricht einer Menge von etwas über einer Million möglichen Werten. Die Zahl der Endgeräte an einem Zugangsnetz kann aber diesen Wert ohne weiteres überschreiten, so dass eine eindeutige Kennzeichnung aller Endgeräte durch die besagte Angabe nicht mehr möglich ist, wenn sie eine jedem Endgerät in Art eines Namen's fest zugeordnete Bezeichnung enthielte. Da aber diese Endgeräte in der Regel nie alle gleichzeitig aktiv sind, lässt sich das Problem dadurch beheben, dass als die Angabe eine Kennung verwendet wird, die jeweils bei der Einrichtung eines Datenflusses diesem eindeutig zugeteilt wird. Nach Beendigung des Datenflusses kann die Kennung neu vergeben werden.
  • Die Kennung muss lediglich zwischen zwei Knoten (z.B. zwischen Gateway und Netzzugangsknoten oder zwischen Netzzugangsknoten und Transceiver) im Zugangsnetz eindeutig sein. Ein erster Knoten kann eine Kennung, die er in der Kommunikation mit einem zweiten Knoten zur Bezeichnung eines ersten Datenflusses verwendet, in der Kommunikation mit einem dritten Knoten zur Bezeichnung eines beliebigen anderen Datenflusses verwenden.
  • Eine weitere Möglichkeit, die Zahl der mit Hilfe der besagten Angabe unterschiedlich bezeichenbaren Endgeräte zu vergrößern ist, einem Knoten des Zugangsnetzes eine Mehrzahl von Netzwerkadressen zuzuordnen, eine gleiche Kennung in Kombination mit jeweils verschiedenen der mehreren Netzwerkadressen unterschiedlichen Datenflüssen zwischen diesem Knoten und einem zweiten Knoten zuzuteilen und bei der Wegauswahl für die Paketweiterleitung neben der Kennung auch die Netzwerkadresse heranzuziehen.
  • Eine weitere Möglichkeit, die Zahl der mit Hilfe der besagten Angabe unterschiedlich bezeichenbaren Endgeräte zu vergrößern ist, die Angabe zusätzlich auch über das Traffic-Class-Feld der IPv6-Pakete zu erstrecken.
  • Eine derartige Nutzung des Traffic-Class-Feldes bedeutet aber nicht, dass auf eine Differenzierung nach Dienstgüteklassen für unterschiedliche Datenströme verzichtet werden müsste. Vielmehr kann dem Traffic-Class-Feld eine Doppelfunktion zugewiesen werden. Wenn z. B. (n1, n2) eine erste Angabe ist, die einen ersten Datenfluss bezeichnet, wobei n1 der Inhalt des Traffic-Class-Feldes und n2 der des Flow-Label-Feldes ist, so wird dieser Datenfluss mit der durch n1 bezeichneten Dienstqualität im Zugangsnetz befördert. Eine zweite Angabe (n1', n2) mit gleichem Wert n2 des Flow Labels kann einen völlig anderen, zu einem anderen Endgerät führenden Datenfluss mit der durch n1' definierten Dienstqualität bezeichnen. Das Transportnetzwerk ist dabei so zu konfigurieren, dass das Traffic-Class-Feld nicht vom Transportnetzwerk verändert wird.
  • Moderne Mobilfunkendgeräte wie insbesondere UMTS-Endgeräte werden jedoch in der Lage sein, eine Mehrzahl von Datendiensten, wie z.B. Sprachtelefonie, Telefax, Internetzugriff etc. gleichzeitig zu betreiben bzw. im Laufe einer bestehenden Verbindung den genutzten Dienst zu wechseln oder zusätzliche Dienste in Anspruch zu nehmen. In diesem Fall ist es für den von jedem dieser Dienste verursachten Datenfluss sinnvoll, ihm eine eigene Kennung zuzuordnen, um dem empfangenden Knoten die Zuordnung empfangener Daten zu den einzelnen Diensten zu ermöglichen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Zugangsnetzwerks, in dem das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist;
  • 2 die zwischen den verschiedenen Knoten des Zugangsnetzwerks sowie zwischen den Transceivern und den Endgeräten zum Einsatz kommenden Protokollstrukturen;
  • 3 stark schematisiert einen Netzzugangsknoten;
  • 4 einen erstes Beispiel eines Gateway-Knotens; und
  • 5 ein alternatives Beispiel eines Gateway-Knotens.
  • 1 zeigt stark schematisiert den Aufbau eines Zugangsnetzwerks AN für die Informationsübertragung zwischen Endgeräten UE eines Mobilfunk-Kommunikationssystems und einem Stammnetzwerk NW. Das Zugangsnetzwerk AN hat eine hierarchische Struktur mit unterschiedlichen Arten von Knoten auf verschiedenen Hierarchiestufen. Eine oberste Hierarchiestufe ist durch als Gateway bezeichnete Knoten GW gebildet, die direkt mit dem Stammnetzwerk NW verbunden sind. Eine zweite Stufe ist durch hier als Netzzugangsknoten ANN (Access Network Node) bezeichnete Knoten gebildet, von denen jeweils mehrere einem Gateway-Knoten GW zugeordnet sind, von denen in der Fig. der Übersichtlichkeit halber aber nur einer, mit seinem zugeordneten Gateway-Knoten GW durch eine Übertragungsstrecke TGN verbunden, gezeigt ist. An jedem Netzzugangsknoten ANN wiederum sind mehrere Transceiver T über Übertragungsstrecken TNT angeschlossen, die jeweils über eine begrenzte Zahl von Signalträgern RB mit Endgeräten UE per Funk kommunizieren können.
  • Zunächst soll ein Zugangsnetz mit einer einfachen Baumstruktur betrachtet werden, bei dem jeder Knoten einer gegebenen Hierarchiestufe mit (sofern vorhanden) genau einem Knoten der nächsthöheren Hierarchiestufe und (sofern vorhanden) mehreren Knoten der nächstniedrigeren Hierarchiestufe verbunden ist.
  • Im Falle eines UMTS-Mobilfunksystems oder allgemein eines Codemultiplex-Mobilfunksystems entspricht jedem Signalträger RB einer aus einer Mehrzahl von von dem Transceiver-Knoten T verwendeten orthogonalen Spreizcodes. Im Falle eines Zeitmultiplex-Mobilfunk-Kommunikationssystems könnte man jeden Signalträger mit einem Zeitschlitz gleichsetzen.
  • 2 veranschaulicht die zwischen den Knoten der unterschiedlichen Hierarchiestufen des in 1 gezeigten Zugangsnetzwerks verwendeten Protokollschichten. Zwischen dem Gateway-Knoten GW, den Netzzugangsknoten ANN und den Transceivern T erfolgt die Kommunikation leitungsgebunden, die zugrundeliegende Schicht L2/PHY kann auf einer Übertragungstechnologie wie etwa ATM, Ethernet etc. basieren.
  • Auf dieser Schicht baut eine IPv6-Protokollschicht auf. Vom Gateway GW aus dem Stammnetzwerk NW empfangene, für ein bestimmtes Endgerät UE bestimmte Daten bilden ohne dazwischenliegende weitere Protokollebene die Nutzlast von zwischen dem Gateway-Knoten GW und den Netzzugangsknoten ANN ausgetauschten IPv6-Paketen. Diese Pakete enthalten als Zieladresse die Adresse eines Netzzugangsknotens ANN. Information, die dem empfangenden Netzzugangsknoten ANN mitteilt, wohin die Pakete weiterzuleiten sind, sind im Flow-Label-Feld und ggf. im Traffic-Class-Feld der Pakete enthalten. Auf die Auswertung dieser Felder durch den Netzzugangsknoten ANN wird später noch genauer eingegangen.
  • Der Netzzugangsknoten ANN ordnet einen vom Gateway GW empfangenen Paket in Abhängigkeit von der das Empfänger-Endgerät spezifizierenden Information im Flow-Label-Feld bzw. dem Traffic-Class-Feld den Signalträger, auf dem das Endgerät das Paket zu empfangen erwartet, einen Sendezeitpunkt etc. zu. Vom Netzzugangsknoten an den Transceiver-Knoten T übertragene Pakete brauchen daher keine explizite Angabe über das Empfängerendgerät mehr zu enthalten; die Angabe des Signalträgers genügt. Dies ist in 2 durch die ohne Einfluß des Trans ceiver-Knotens T über diesen zum Endgerät UE übertragenen Signalisierungsinstanzen RLC (Radio Link Control) und MAC (Medium Access Control) veranschaulicht.
  • Um insbesondere im Falle der Sprachübertragung eine zeitlich korrekte Aufeinanderfolge der Pakete bei der Funkübertragung an das Endgerät UE zu gewährleisten, kann eine Konvergenzschicht CL in der Kommunikation zwischen Netzzugangsknoten und Transceiver-Knoten erforderlich sein.
  • Im folgenden wird im einzelnen auf den Aufbau und die Durchführung eines Datenflusses zwischen Gateway GW und einem Endgerät UE eingegangen. Dabei wird zunächst nur der Transport in Downlink-Richtung betrachtet, die Gegenrichtung wird später diskutiert.
  • Der Bedarf nach Einrichtung eines neuen Datenflusses kann sich dadurch ergeben, dass das Endgerät UE eine diesbezügliche Anforderung an das Zugangsnetzwerk richtet, oder dass der Gateway GW Daten zur Weiterleitung an ein Endgerät UE empfängt, zu dem bislang kein Datenfluss existiert. Im einen wie im anderen Falle empfängt der Netzzugangsknoten ANN eine Signalisierungsnachricht, die die Identität des betreffenden Endgeräts UE, z.B. dessen Rufnummer oder seine IMSI, und die benötigte Dienstklasse angibt.
  • Der in 3 gezeigte Netzzugangsknoten ANN verfügt über ein Verzeichnis V, in dem zu allen aktuell über ihn laufenden Datenflüssen jeweils eine Kennung, als GN-Kennung bezeichnet, für den Verkehr mit dem ihm zugeordneten Gateway GW und eine als NT-Kennung bezeichnete Kennung für den Verkehr mit den zugeordneten Transceivern T in Verbindung mit den Identitäten der zugehörigen Endgeräte gespeichert sind. Die GN-Kennungen setzen sich jeweils aus einem die Dienstklasse des Datenflusses bezeichnenden ersten Teil und einem willkürlich gewählten zweiten Teil zusammen. Um eine GN-Kennung für den neu einzurichtenden Datenfluss zu erzeugen, wählt der Netzzugangskno ten ANN einen zweiten Teil, der in Kombination mit der für den Datenfluss verlangten Dienstklasse im Verkehr zwischen ihm und dem Gateway GW noch nicht vergeben ist. In Verbindung mit einer anderen Dienstklasse oder zwischen anderen Knoten kann der gleiche zweite Teil bereits für einen Datenfluss vergeben sein, ohne dass dies die Eindeutigkeit der so gebildeten Kennung beeinträchtigt.
  • Die ausgewählte GN-Kennung wird an den Gateway-Knoten GW übermittelt und dort in einer Tabelle in Verbindung mit der Identität des Endgeräts aufgezeichnet.
  • Gemäß einer in 4 gezeigten ersten Variante ist am Gateway-Knoten GW für jeden an ihn angeschlossenen Netzzugangsknoten ANN eine solche Tabelle Tab eingerichtet.
  • Auf der Ebene des Gateway-Knotens GW müssen die GN-Kennungen nicht eindeutig sein, da der Gateway-Knoten GW bei von einer Mehrzahl von verschiedenen Netzzugangsknoten ANN identisch vergebenen GN-Kennungen anhand der Tabelle Tab, in der er zu einer gegebenen Endgeräteidentität die GN-Kennung findet, den Netzzugangsknoten ANN erkennen kann, an den ein mit der Identität gekennzeichnetes, vom Stammnetzwerk empfangenes Paket übertragen werden muss. Man mag sich diese Tabellen Tab jeweils als individuelle Speicherelemente oder als begrenzte Regionen innerhalb eines größeren Speicherbausteins vorstellen. Im einen wie im anderen Falle erlaubt der Ort, an dem eine gegebene Endgeräteidentität und die zugehörige Kennung gespeichert sind, dem Gateway GW den Rückschluß auf den Netzzugangsknoten ANN, an den das Paket, mit der gefundenen GN-Kennung versehen, weitergeleitet werden muss.
  • Selbstverständlich kann der Gateway-Knoten einer in 5 gezeigten zweiten Variante zufolge anstelle der mehreren Tabellen eine einheitliche Tabelle Tab' führen, deren Einträge jeweils eine Endgeräteidentität, die zugeordnete GN-Kennung und die Adresse A1, A2,... des Netzzugangsknoten ANN ent hält, der die Kennung für einen Datenfluß des Endgeräts vergeben hat und an den das Paket weiterzuleiten ist.
  • Zusätzlich ordnet der Netzzugangsknoten ANN dem Endgerät UE einen Transceiver-Knoten T, über den das Endgerät UE per Funk erreichbar ist, an diesem Transceiver-Knoten T einen freien Signalträger. Auch die Adresse dieses Ziel-Transceivers ist in dem Verzeichnis V des Netzzugangsknotens ANN gespeichert. Die Kombination von zugeordnetem Transceiver T, Signalträger und ggf. Funktionseinheit definiert einen Weg für die Weiterleitung des Datenpakets.
  • Der Netzzugangsknoten ANN wählt nun eine in der Kommunikation mit dem zugeordneten Transceiver T bislang noch freie NT-Kennung und speichert sie in seinem Verzeichnis V in Verbindung mit der Identität des Endgeräts.
  • Die NT-Kennungen bezeichnen jeweils umkehrbar eindeutig einen der verschiedenen dem Transceiver T zur Verfügung stehenden Signalträger.
  • Wenn ein mit einer vollständigen Adressinformation gekennzeichnetes Datenpaket vom Stammnetzwerk NW den Gateway-Knoten GW erreicht, so ermittelt dieser anhand seiner Tabellen die dieser Adressinformation zugehörige GN-Kennung und den Netzzugangsknoten ANN, der diese Kennung vergeben hat. Er trägt die GN-Kennung in das Flow-Label-Feld und ggf. in das Type-of-Service-Feld eines IPv6-Paketes ein, mit dem er die empfangenen Daten an den ermittelten Netzzugangsknoten ANN weiterleitet. Durch diese GN-Kennung ist der Weg des Datenpakets durch das Zugangsnetz bereits vollständig festgelegt; und die im Stammnetzwerk verwendete Adresse des Empfänger-Endgeräts UE wird für die weitere Vermittlung des Pakets nicht mehr benötigt.
  • Der Netzzugangsknoten ANN empfängt das Paket und ermittelt anhand seines Verzeichnisses den oder die Transceiver T, an den/die das Paket weitergeleitet werden muss, und die NT-Kennung desjenigen Signalträgers, den der jeweilige Transceiver T verwenden muss, damit das Paket vom Empfänger-Endgerät korrekt empfangen werden kann. Der Netzzugangsknoten ANN erzeugt ein neues IPv6-Paket mit den für das Endgerät UE bestimmten Daten als Nutzlast, das als Empfängeradresse die IP-Adresse(n) des/der Transceiver(s) T enthält, in dessen/deren Funkreichweite sich das Endgerät UE befindet, und dessen Flow-Label-Feld die NT-Kennung, d.h. die Bezeichnung des Signalträgers enthält, über den das Endgerät UE Daten zu empfangen erwartet. Mehr als die Angabe des Signalträgers ist auf dieser Stufe der Übertragung des Pakets nicht mehr notwendig, um seine korrekte Weiterleitung an das Endgerät UE zu gewährleisten.
  • Bei der obigen Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass der Netzzugangsknoten eine GN-Kennung vergibt und diese dem Gateway-Knoten mitteilt. Selbstverständlich kann die GN-Kennung alternativ auch vom Gateway-Knoten vergeben und dann an den Netzzugangsknoten übermittelt werden. Genauso kann auch jede NT-Kennung vom Transceiver T festgelegt und an den Netzzugangsknoten ANN übermittelt werden.
  • Bislang wurde nur der Fall der Downlink-Übertragung vom Gateway GW zum Transceiver T betrachtet. Mit geringfügigen Anpassungen ist das gleiche Verfahren auch für die Übertragung in Gegenrichtung anwendbar. Dabei können Kennungen für einen gleichen Datenfluß in Uplink und Downlink unabhängig voneinander und unterschiedlich vergeben werden.
  • In analoger Weise wie oben für den Downlink beschrieben, werden eine TN-Kennung für die Übertragung von Transceiver T zum Netzzugangsknoten ANN und eine NG-Kennung für die Übertragung von Netzzugangsknoten zum Gateway GN festgelegt. Jedes anschließend vom Endgerät UE gesendete Datenpaket wird vom Transceiver T mit einer dem vom Endgerät UE verwendeten Signalträger entsprechenden TN-Kennung in einem an den Netzzu gangsknoten ANN adressierten IPv6-Paket gesendet. Der Netzzugangsknoten bestimmt in seinem Verzeichnis die dem Transceiver T und der TN-Kennung zugeordnete NG-Kennung, und sendet ein neues Paket an den Gateway, in dem die TN-Kennung durch die NG-Kennung ersetzt ist. Der Gateway GW stellt anhand seiner Tabelle(n) die Identität des Empfänger-Endgeräts UE' fest und leitet das Paket seinerseits entsprechend dieser Identität weiter.
  • Wie man sieht, erlaubt das beschriebene Verfahren die Verwendung einer einheitlichen Transport-Infrastruktur im gesamten Zugangsnetzwerk bis hin zum Transceiver. Die gesamte Datenübertragung kann mit standardisierten IETF-Protokollen erfolgen, wodurch Kosten reduziert und die Verfügbarkeit von Komponenten verbessert sowie ihre Weiterentwicklung vereinfacht wird.
  • Entsprechende Vorteile können durch eine vereinfachte Variante des Verfahrens erzielt werden, bei der lediglich das Flow-Label-Feld eines IPv6-Paketes für die Kennung verwendet wird. Die einzige Beschränkung, die sich aus dieser Vereinfachung ergibt, ist, dass ein Netzzugangsknoten entsprechend der Länge des Flow-Label-Felds von 20 bit nicht mehr als 220 gleichzeitig aktive Datenflüsse versorgen kann. Durch eine geeignete geographische Struktur des Netzes kann die Zahl von Endgeräten im Bereich eines Netzzugangsknotens leicht klein genug gehalten werden, um sicherzustellen, dass die Zahl von 220 Datenflüssen nicht überschritten wird.
  • Wenn es notwendig ist, an einem Knoten mehr Datenflüsse zu handhaben als die unter Nutzung des Flow-Label-Feldes möglichen 220 oder die bei gleichzeitiger Nutzung des Traffic-Class-Feldes mögliche noch größere Zahl, so kann man diesem Knoten mehrere Netzwerkadressen zuordnen und die Auswertung der Kennung jeweils unter Mitheranziehen der Netzwerkadresse vornehmen.
  • Als Beispiel wird der Fall betrachtet, dass dem Gateway GW zwei Netzwerkadressen A1, A2 zugeordnet sind. Die oben beschriebenen Tabellen des Gateways sind für jede Adresse je einmal vorhanden, oder alternativ existiert eine Tabelle, in der zu jeder Endgeräteidentität zusätzlich zu der zugeordneten GN- und/oder NG-Kennung eine zugeordnete Adresse des Gateways eingetragen ist. Wenn dieser Gateway ein mit einer Endgeräteidentität versehenes Paket vom Stammnetzwerk NW empfängt, so leitet er es an den anhand dieser Identität in der/den Tabelle(n) ermittelten Netzzugangsknoten ANN weiter, wobei er dem an den Netzzugangsknoten gesendeten Paket als Absenderadresse diejenige Adresse hinzufügt, die er im entsprechenden Eintrag der Tabelle vorfindet. Die Verzeichnisse des Netzzugangsknotens ANN enthalten in entsprechender Weise für jeden Eintrag eines Datenflusses eine Angabe der Absenderadresse, die es dem Netzzugangsknoten ermöglicht, zwei mit der gleichen GN-Kennung an ihn gesendete, für verschiedene Datenflüsse bestimmte Pakete zu unterscheiden, ihnen jeweils die korrekte NT-Kennung zuzuordnen und sie weiterzuleiten. Umgekehrt kann ein Netzzugangsknoten beim Uplink zu diesem Gateway GW Pakete mit einer gleichen Kennung an jeweils unterschiedliche Adressen des Gateways als Empfängeradressen senden, wobei dieser gleichen Kennung je nach Empfängeradresse unterschiedliche Empfängerendgeräte zugeordnet sein können.
  • Selbstverständlich können auch einem Netzzugangsknoten mehrere Adressen zugeteilt werden; in diesem Falle muss die Verarbeitung der von diesem Knoten gesendeten Datenpakete im Gateway GW oder den angeschlossenen Transceivern T anhand von differenzierten Tabellen abhängig von der Absenderadresse durchgeführt werden.
  • Eine nach Absenderadressen differenzierte Verarbeitung der Datenpakete erlaubt übrigens auch eine flexiblere Struktur des Zugangsnetzes: anstelle eines Netzes mit reiner Baumstruktur, wo jeder Knoten an genau einen Knoten der nächsthö heren Hierarchieebene angeschlossen ist, kann auch eine „verflochtene" Netzstruktur zum Einsatz kommen, in der Verbindungen zu mehreren Knoten der nächsthöheren Hierarchieebene vorkommen können, wie in 1 für den Netzzugangsknoten ANN anhand der gestrichelt dargestellten Verbindung zu einem zweiten Gateway GW' exemplarisch gezeigt. Anhand der in jedem Paket enthaltenen Absenderadresse kann ein Empfängerknoten zwischen verschiedenen Absenderknoten unterscheiden und ein Paket jeweils unter Zugrundelegung einer im Verhältnis zu jedem möglichen Absenderknoten (genauer gesagt jeder möglichen Absenderadresse) definierten Kennung korrekt weiterleiten.
  • Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde bei der obigen Beschreibung von einem Zugangsnetz mit drei Hierarchiestufen ausgegangen. Es liegt jedoch auf der Hand, dass die vorliegende Erfindung auch auf Zugangsnetze anwendbar ist, die mehr oder aber auch weniger als drei Hierarchiestufen aufweisen, d.h. Zugangsnetze, bei denen Funktionen, die in der vorliegenden Beschreibung Knoten unterschiedlicher Hierarchiestufen zugeordnet wurden, von einem einheitlichen Knoten realisiert werden.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Zugangsnetzes für ein Mobilfunksystem, bei dem für ein Endgerät (UE) bestimmte Daten zwischen zwei Knoten (GW, ANN; ANN, T) des Zugangsnetzes (AN) in IP-Paketen übertragen werden, wobei die Pakete IPv6-Pakete sind und das Flow-Label-Feld eines IPv6-Paketes zum Übertragen einer Kennung verwendet wird, die jeweils bei der Einrichtung eines Datenflusses zwischen den zwei Knoten diesem zugeteilt wird und anhand derer der das Paket empfangende Knoten (ANN; T) unter mehreren Wegen, auf denen das Paket weiterleitbar ist, eine Auswahl trifft, und wobei die Kennung eine Kennung eines für die Funkübertragung an das Endgerät (UE) zu verwendenden Signalträgers (RB) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Kennung sich ferner über das Traffic-Class-Feld der IPv6-Pakete erstreckt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem dennoch der Inhalt des Traffic-Class-Feldes bei der Festlegung einer Dienstqualität berücksichtigt wird, mit der Daten an einen in der Kennung bezeichneten Signalträger (RB) übermittelt werden.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Auswahl ferner unter Berücksichtigung einer Quell- und/oder Zieladresse der IPv6-Pakete erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches zur Übertragung an einen Transceiver-Knoten (T) des Zugangsnetzes (AN) eingesetzt wird.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10212589B4 (de) * 2002-03-15 2007-06-06 Siemens Ag Verfahren zum Übertragen von Nutzdaten mittels eines IP-Paketes und IP-Paket
US7415017B2 (en) * 2003-07-18 2008-08-19 Leahy T Liam Security through manipulation of virtual topography
EP2640110B1 (de) 2012-03-12 2017-05-03 Securitas Direct AB Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines drahtlosen Heimsystems

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999051055A2 (en) * 1998-03-31 1999-10-07 Nokia Mobile Phones Limited A method in packet data transmission between a wireless terminal and a mobile ip router
GB2341059A (en) * 1998-08-28 2000-03-01 Nokia Oy Ab Internet protocol flow detection
US6084855A (en) * 1997-02-18 2000-07-04 Nokia Telecommunications, Oy Method and apparatus for providing fair traffic scheduling among aggregated internet protocol flows
WO2001028160A2 (en) * 1999-10-14 2001-04-19 Nortel Networks Limited Establishing a communications session having a quality of service in a communications system

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6466985B1 (en) * 1998-04-10 2002-10-15 At&T Corp. Method and apparatus for providing quality of service using the internet protocol
US6529498B1 (en) * 1998-04-28 2003-03-04 Cisco Technology, Inc. Routing support for point-to-multipoint connections
US6845100B1 (en) * 2000-08-28 2005-01-18 Nokia Mobile Phones Ltd. Basic QoS mechanisms for wireless transmission of IP traffic
US7145919B2 (en) * 2001-06-01 2006-12-05 Telefonaktienbolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for transporting different classes of data bits in a payload over a radio interface

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6084855A (en) * 1997-02-18 2000-07-04 Nokia Telecommunications, Oy Method and apparatus for providing fair traffic scheduling among aggregated internet protocol flows
WO1999051055A2 (en) * 1998-03-31 1999-10-07 Nokia Mobile Phones Limited A method in packet data transmission between a wireless terminal and a mobile ip router
GB2341059A (en) * 1998-08-28 2000-03-01 Nokia Oy Ab Internet protocol flow detection
WO2001028160A2 (en) * 1999-10-14 2001-04-19 Nortel Networks Limited Establishing a communications session having a quality of service in a communications system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HEIN, M.: Lösungen für Layer-3-Switching. In: Funkschau, Heft 20, 1998, S. 42-45 *
WO 01/28160 A2 (Anmeldetag 30.08.2000)

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