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Funkkommunikationssysteme dienen
der Übertragung
von Informationen, Sprache oder Daten, mit Hilfe von elektromagnetischen
Wellen über eine
Funkschnittstelle zwischen einer sendenden und einer empfangenden
Funkstation. Ein Beispiel für
ein Funkkommunikationssystem ist das bekannte GSM-Mobilfunknetz,
sowie dessen Weiterentwicklung GPRS, dessen Architektur zum Beispiel
in B. Walke, Mobilfunknetze und ihre Protokolle, Band 1, Teubner-Verlag
Stuttgart, 1998, Seite 139 bis 151 und Seite 295 bis 311 beschrieben
ist. Dabei ist zur Übertragung
eines Teilnehmersignals jeweils ein durch einen schmalbandigen Frequenzbereich
und einen Zeitschlitz gebildeter Kanal vorgesehen.
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Zur Paketdatenvermittlung umfasst
ein Funkkommunikationssystem, zum Beispiel ein GSM-Mobilfunknetz
mit GPRS, eine Vielzahl von Paketdatendienstknoten (Serving GPRS
Support Node SGSN), die untereinander vernetzt sind und die den Zugang
zu einem Festdatennetz herstellen. Die Paketdatendienstknoten sind
ferner mit Basisstationssteuerungen BSC verbunden. Jede Basisstationssteuerung
ermöglicht
wiederum eine Verbindung zu mindestens einer Basisstation (BTS)
und nimmt die Verwaltung der funktechnischen Ressourcen der angeschlossenen
Basisstationen vor. Die Basisstationssteuerung und die zugehörige Basisstation
werden meist als Basisstationssystem bezeichnet. Eine solche Basisstation
ist eine Sende/Empfangseinheit, die über eine Funkschnittstelle
eine Nachrichtenverbindung zu Mobilstationen aufbauen kann.
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Bei der paketvermittelten Datenübertragung erfolgt
die Datenübertragung
für mehrere
Teilnehmer im Zeitmultiplex über
ein- und denselben
Kanal. Jeder Teilnehmer kann dabei auch mehrere Kanäle gleichzeitig
belegen. Daten für
einen Teilnehmer, für den
eine paketvermittelte Verbindung zwischen einer Mobilstation und
einer Basisstation aufgebaut ist, werden vom Paketdatendienstknoten
an die Basisstationssteuerung übertragen,
der die betreffende Basisstation zugeordnet ist. In der Basisstationssteuerung
werden diese Daten zwischengespeichert und von dort über die
Basisstation an die Mobilstation übertragen. Erreicht dabei ein
Datenpaket den Empfänger
nicht, so kann es nochmals übertragen
werden.
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Für
verschiedene Anwendungen, zum Beispiel Streaming-Dienste oder Conversational
Services werden hohe Anforderungen bezüglich der Verzögerungszeit
und des Datenverlustes bei der paketvermittelten Datenübertragung
gestellt. Wegen der hohen Zeitanforderungen sind die bei der Paketdatenübermittlung üblicherweise
eingesetzten Fehlerüberwachungsmechanismen,
die vorsehen, dass ein Datenpaket, dessen Empfang nicht bestätigt wird, nochmals übertragen
wird, für
diese Anwendungen nicht uneingeschränkt anwendbar.
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Bewegt sich eine Mobilstation, die
eine Verbindung zu einem ersten Basisstationssystem aufgebaut hat,
aus dem Gebiet des ersten Basisstationssystems hinaus oder verschlechtern
sich die Funkbedingungen, so wird bei laufender Verbindung eine neue
Verbindung zu einem zweiten Basisstationssystem aufgebaut, zu dem
die Funkbedingungen für
die Mobilstation besser sind. Da das zweite Basisstationssystem
keine Informationen über
den Diensttyp der Verbindung hat, sendet die Basisstationssteuerung
eine Anfrage an den zugehörigen
Paketdatendienstknoten, in dem der Diensttyp der Verbindung verfügbar ist.
Der Paketdatendienstknoten bestimmt eine dem Diensttyp zugeordnete
Dienstkennung und gibt der Basisstationssteuerung einen Befehl zur
Profileinrichtung eines der Dienstkennung zugeordneten Dienstgüteprofils.
Die Basisstationssteuerung bestätigt
den Erhalt dieses Befehls und speichert die Dienstkennung und das
Dienstgüteprofil
für die
Dauer der Verbindung zwischen der Mobilstation und dem zweiten Basisstationssystem
ab. Anschließend wird
die Verbindung zwischen der zweiten Ba sisstation und der Mobilstation
entsprechend den Parametern des Dienstgüteprofils eingerichtet. Für die Dauer dieses
Nachrichtenaustauschs ist die Datenübertragung unterbrochen. In
einem Dienst mit hohen Anforderungen an die Verzögerungszeit, wie zum Beispiel einem
Streaming-Dienst, mit dem Videofolgen heruntergeladen werden, wird
eine solche Unterbrechung als störend
empfunden.
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Aus dem Dokument WO 03/065738 A2
ist bekannt, Teilnehmerprofile nicht nur im AAA-Server zu speichern,
sondern für
die Dauer einer Datenübertragungssitzung
auch im Heimatnetz bzw. dessen BSC abzulegen.
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Aus dem Dokument
DE 19643186 A1 ist bekannt,
in den Basisstationen kommunikationsgeräte-spezifische Dienstprofile
abzulegen.
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Aus dem Dokument
US 6,163,700 ist bekannt, für ein mobiles
Funkzellensystem in der BSC Ressourcennutzungsprofile zu speichern,
die mit gescannten Werten verglichen werden.
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Mit keiner der bekannten Lösungen wird
das oben genannte Problem gelöst.
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Der Erfindung liegt daher das Problem
zugrunde, ein Verfahren zur Paketdatenübertragung in einem Funkkommunikationssystem
anzugeben, mit dem die Dauer von Datenübertragungen bei einer Umschaltung
einer Verbindung von einem Netzknoten auf einen anderen reduziert
werden.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Verfahren gemäß Anspruch
1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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In dem erfindungsgemäßen Verfahren
zur Paketdatenübertragung
in einem Funkkommunikationssystem werden in einem Paketdatendienstknoten einem
vorgegebenen Diensttyp eine Dienstkennung und ein Dienstgüteprofil
zugeordnet. Der Paketdatendienstknoten sendet einem ersten Netzknoten
einen Befehl zur Profileinrichtung, der die Dienstkennung und das
Dienstgüteprofil
enthält.
Die Dienstkennung und das Dienstgüteprofil werden in dem ersten
Netzknoten unabhängig
von einer konkreten Verbindung gespeichert. Da die Dienstkennung
und das zugehörige
Dienstgüteprofil
in dem ersten Netzknoten dauerhaft gespeichert sind, liegt diese
Information im ersten Netzknoten unabhängig von einer konkreten Verbindung
vor.
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Besteht eine Verbindung von dem vorgegebenen
Diensttyp zwischen einer Mobilstation und einem zweiten Netzknoten
und wird entschieden, dass diese Verbindung zu dem zweiten Netzknoten
abgebaut und zu dem ersten Netzknoten aufgebaut werden soll, so
wird das im ersten Netzknoten gespeicherte Dienstgüteprofil
für die
Verbindung zwischen dem ersten Netzknoten und der Mobilstation verwendet.
Beim Aufbau der Verbindung zwischen dem ersten Netzknoten und der
Mobilstation braucht somit kein Befehl zur Profileinrichtung von
dem Paketdatendienstknoten zum ersten Netzknoten gesendet werden,
da das Profil im ersten Netzknoten bereits eingerichtet ist. Dadurch
wird die Zeit für
den Aufbau der neuen Verbindung zum ersten Netzknoten reduziert
und eine etwaige Unterbrechung der Datenübertragung verkürzt. Des
weiteren hat die Erfindung den Vorteil, den notwendigen Informationsaustausch
zwischen dem Paketdatendienstknoten und der Basisstationssteuerung
zu reduzieren und dadurch die Netzperformance zu erhöhen.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung,
beim Aufbau der Verbindung zwischen der Mobilstation und dem ersten
Netzknoten von dem ersten Netzknoten eine Anfrage nach der Dienstkennung
an den Paketdatendienstknoten zu senden. Der Paketdatendienstknoten
bestimmt die Dienstkennung für
den Diensttyp des Teilnehmers und sendet diese an den ersten Netzknoten.
In dem ersten Netzknoten wird das der Dienstkennung zugeordnete
Dienstgüteprofil bestimmt
und für
die Verbindung zwischen der Mobilstation und dem ersten Netzknoten
verwendet.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung werden die Dienstkennung und das Dienstgüteprofil
in dem Paketdatendienstknoten beim Aufbau einer konkreten Verbindung
von dem vorgegebenen Diensttyp zugeordnet. Der Paketdatendienstknoten sendet
in dem Befehl zur Profileinrichtung eine Speicherkennung, die den
ersten Netzknoten veranlasst, die Dienstkennung und das Dienstgüteprofil
unabhängig
von und über
die Dauer der konkreten Verbindung hinaus zu speichern.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung werden die Dienstkennung und das Dienstgüteprofil
in dem Paketdatendienstknoten unabhängig von einer konkreten Verbindung
bestimmt und in dem Befehl zur Profileinrichtung gesendet.
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Vorzugsweise umfasst das Dienstgüteprofil Parameter
für eine
Verzögerungszeit
und/oder Datenrate bei der Datenübertragung.
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Es ist zweckmäßig, in dem ersten Netzknoten
Dienstgüteprofile
für verschiedene
Diensttypen einzurichten. Die Einrichtung der Dienstgüteprofile erfolgt
nur zwischen dem Paketdatendienstknoten und dem zugeordneten ersten
Netzknoten. Eine Koordinierung dieser Dienstgüteprofile mit anderen Netzknoten
ist nicht erforderlich. Die Profileinrichtung kann somit ohne Abstimmungsaufwand
im Netz erfolgen. Durch Einrichtung der Profile für häufig genutzte
Diensttypen wird der Signalisierungsaufwand zwischen dem Paketdatendienstknoten
und dem ersten Netzknoten reduziert.
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Das Verfahren ist insbesondere in
einem Funkkommunikationssystem entsprechend oder ähnlich dem
GSM- beziehungsweise GERAND-Standard einsetzbar. In diesem Fall
stellt der erste Netzknoten beziehungsweise der zweite Netzknoten
jeweils ein Basisstationssystem mit Basisstation und Basisstationssteuerung
dar. Die Dienstkennung und das Dienstgüteprofil werden in der Basisstationssteuerung
gespeichert.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand
eines Beispiels, das in der Figur dargestellt ist, näher erläutert.
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In der Figur ist ein Nachrichtenfluss
in dem erfindungsgemäßen Verfahren
dargestellt.
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Es werden eine Mobilstation MS, ein
erstes Basisstationssystem BSS-1, ein zweites Basisstationssystem
BSS-2 und ein Paketdatendienstknoten SGSN betrachtet (siehe Figur).
Unabhängig
von einer Verbindung wird in dem Paketdatendienstknoten SGSN einem
vorgegebenen Diensttyp eine Dienstkennung und ein Dienstgüteprofil
zugeordnet. Der Paketdatendienstknoten SGSN sendet dem ersten Basisstationssystem
BSS-1 einen Befehl 1 zur Profileinrichtung, der die Dienstkennung
pPFI, das Dienstgüteprofil
pABQP und eine Speicherkennung pPFI-flag aufweist. Der Befehl 1 zur
Profileinrichtung lautet zum Beispiel Create BSS PFC (pPFI; pABQP; pPFI-flag).
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Das erste Basisstationssystem BSS-1
nimmt daraufhin eine Speicherung 2 der Dienstkennung pPFI
und des Dienstgüteprofils
pABQP vor. Nachfolgend sendet das erste Basisstationssystem BSS-1 eine
Bestätigung 3 an
den Paketdatendienstknoten SGSN. Die Bestätigung 3 lautet zum
Beispiel Create BSS PFC ACK (pPFI; pABQP; pPFI-flag).
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Unabhängig davon besteht eine Paketdatenverbindung 4 zwischen
der Mobilstation MS über
das zweite Basisstationssystem BSS-2 zum Paketdatendienstknoten
SGSN. Trifft die Mobilstation MS eine Entscheidung 5, einen
Zellenwechsel vom ersten Basisstationssystem BSS-1 zum zweiten Basisstationssystem
BSS-2 vorzunehmen, so beginnt ein Verbindungsaufbau 6 der
Mobilstation MS zum ersten Basisstationssystem BSS-1. Dabei wird
eine Steuerungsnachricht 7 von der Mobilstation MS über das erste
Basisstationssystem BSS-1 an den Paketdatendienstknoten SGSN gesendet.
Daraufhin erfolgt im Paketdatendienstknoten eine Aktualisierung 8 der Zelle,
in der die Mobilstation MS sich aufhält, und eine Umschaltung 9 der
Datenübertragung
zur Mobilstation MS über
das erste Basisstationssystem BSS-1. Nachfolgend wird eine Nachricht 10 vom
Paketdatendienstknoten SGSN an das erste Basisstationssystem BSS-1
gesendet, die zusätzlich
zu Steuerungsinformationen für
die Datenübertragung
streaming-LLC-PDU die Dienstkennung pPFI enthält. Im ersten Basisstationssystem
BSS-1 wird das der Dienstkennung pPFI zugeordnete Dienstgüteprofil pABQP
bestimmt. Die Signalisierungsnachricht 10 lautet zum Beispiel
BSSGP DL-UNIDATA-PDU (pFPI; streaming-LLC-PDU).
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Es folgt eine Zuweisung 11 von
Funkressourcen entsprechend dem der Dienstkennung pPFI entsprechenden
Dienstgüteprofil
pABQB. Nachfolgend wird gemäß dem vereinbarten
Dienstgüteprofil
die Datenübertragung über eine
Nachricht 12 zur Mobilstation MS fortgesetzt. Die Nachricht 12 zur Übermittlung
von LLC-PDUs des Streaming-Dienstes lautet zum Beispiel GPRS RLC/MAC
Data Block.