DE10355117A1

DE10355117A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Versendung von Datenpaketen

Info

Publication number: DE10355117A1
Application number: DE10355117A
Authority: DE
Inventors: Ana Aguiar; Holger Dr. Karl; Horst Lederer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Nokia Solutions and Networks GmbH and Co KG
Priority date: 2003-11-24
Filing date: 2003-11-24
Publication date: 2005-07-14
Anticipated expiration: 2023-11-25
Also published as: DE10355117B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung von Informationen per Funk von einem Sender (S) an einen Empfänger, wobei die Informationen senderseitig in Form von an den Empfänger zu versendenden Datenpaketen (PACKET1, PACKET2, PACKET3) von mindestens einem Dienst vorliegen. Erfindungsgemäß erfolgt für jedes der zu versendenden Datenpakete (PACKET1, PACKET2, PACKET3) des mindestens einen Dienstes einzeln eine Bestimmung und Anwendung von mindestens einem Übertragungsparameter in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter des jeweiligen Dienstes und mindestens einer einen Übertragungskanal zwischen dem Sender (S) und dem Empfänger charakterisierenden Größe. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung (S) zur Versendung von Informationen per Funk an einen Empfänger.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur paketweisen Übertragung von Informationen per Funk von einem Sender an einen Empfänger. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Versendung von Datenpaketen an einen Empfänger.
In Funkkommunikationssystemen werden Informationen, wie z.B. Signalisierungsinformationen oder Nutzinformationen, mittels elektromagnetischer Wellen über eine Funkschnittstelle zwischen Sender und Empfänger übertragen. Aufgrund der Natur des Funkübertragungskanals zwischen Sender und Empfänger kommt es häufig zu Fehlern bei der Übertragung. Die Qualität des Übertragungskanals schwankt in der Regel mit der Zeit, wobei die Schwankungen oftmals nicht zufällig, sondern zeitlich korreliert sind. Aufgrund dieser Schwankungen wirkt sich der Zeitpunkt der Versendung der Informationen auf die Qualität der Übertragung aus.
Bei vielen Diensten, welche innerhalb eines Funkkommunikationssystems in Anspruch genommen werden können, liegen die zu übertragenden Informationen senderseitig in Form von Datenpaketen vor. Nimmt ein Nutzer mehrere Dienste in Anspruch, so ist es möglich, dass senderseitig gleichzeitig Datenpakete von verschiedenen Diensten vorhanden sind. Für jeden in Anspruch genommen Dienst liegt ein oder auch mehrere aus Datenpaketen bestehende Datenflüsse vor.
Ein Nutzer eines Funkkommunikationssystems kann oftmals eine Vielzahl von Diensten, wie z.B. Sprachübertragung, Paging Dienste, Übertragung von Textnachrichten (SMS, Short Message Service) oder von Multimedianachrichten (MMS, Multimedia Message Service) benutzen. Die verschiedenen Dienste weisen in der Regel unterschiedliche Anforderungen in Bezug auf die Funkübertragung auf. So erlaubt z.B. eine Sprachübertragung nur geringe Zeitverzögerungen, während im Hinblick auf Übertragungsfehler bei der Sprachübertragung mehr Fehler toleriert werden können als bei Datenübertragungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur effizienten Übertragung von Datenpaketen eines oder mehrerer Dienste aufzuzeigen, wobei insbesondere ein sparsamer Umgang mit den Funkressourcen und eine gute vom Empfänger erfahrene Qualität ermöglicht werden soll. Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorgestellt werden.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
In dem Verfahren zur Übertragung von Informationen per Funk von einem Sender an einen Empfänger liegen die Informationen senderseitig in Form von an den Empfänger zu versendenden Datenpaketen von mindestens einem Dienst vor. Erfindungsgemäß erfolgt für jedes der zu versendenden Datenpakete des mindestens einen Dienstes einzeln eine Bestimmung und Anwendung von mindestens einem Übertragungsparameter in Abhängigkeit von

– mindestens einem Parameter des jeweiligen Dienstes und
– mindestens einer einen Übertragungskanal zwischen dem Sender und dem Empfänger charakterisierenden Größe.

Bei dem Sender kann es sich zum Beispiel um eine Basisstation eines zellularen Funkkommunikationssystems, wie des GSM, des UMTS oder eines anderen Systems der dritten oder vierten Generation, und bei dem Empfänger um eine Mobilstation eines solchen Systems handeln. Das Verfahren kann jedoch auch bei einer Datenübertragung in Aufwärtsrichtung, das heißt von einer Teilnehmerstation zu einer netzseitigen Station, angewandt werden. In die Bestimmung des mindestens einen Übertragungsparameters wird mindestens eine mindestens einen Über tragungskanal charakterisierende Größe einbezogen, wobei es sich bei dem mindestens einen Übertragungskanal um einen physikalischen Kanal zwischen Sender und Empfänger handelt. Versendet der Sender Datenpakete an mehrere Empfänger, so kann der erfindungsgemäße Verfahren in Bezug auf einen, auf mehrere, oder auch auf alle Empfänger durchgeführt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hinsichtlich der Bestimmung und Anwendung von Übertragungsparametern jedes Paket einzeln betrachtet. Hierdurch kann eine hohe Granularität bei der Verwendung von Übertragungsparametern erzielt werden. Von Vorteil hierbei ist, dass eine gute Ausnutzung der knappen Funkressourcen ermöglicht wird. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf alle Datenpakete, welche von dem Sender an den Empfänger zu versenden sind, angewandt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass das erfindungsgemäße Verfahren nur auf Datenpakete eines oder mehrerer Dienste, welche an den Empfänger versendet werden sollen, beschränkt angewandt wird. Weiterhin ist es möglich, dass das erfindungsgemäße Verfahren nur zeitweise angewandt wird, so dass Zeitspannen existieren, innerhalb welcher der Sender die für den Empfänger bestimmten Datenpakete erfindungsgemäß behandelt, während er während derer Zeitspannen anders vorgeht.
In Weiterbildung der Erfindung handelt es sich bei dem mindestens einen Übertragungsparameter um einen Parameter betreffend ein Modulationsverfahren, und/oder ein Kanalkodierverfahren, und/oder eine Sendeleistung, und/oder eine Funkressource, und/oder und eine Funkzugangstechnologie, und/oder die Länge eines Paketes, welches das jeweilige Datenpaket bei der Versendung beinhaltet.
Die erfindungsgemäße Bestimmung und Anwendung eines Kanalkodierverfahrens z.B. unterstützt die Vermeidung der Verschwendung von Funkressourcen, indem zum Beispiel solche Datenpakete, welche aufgrund ihres Inhalts keine hohe Kodierung benötigen, mit einer niedrigen Kanalkodierung versendet werden, oder, indem in dem Fall, dass der Übertragungskanal gute Übertragungseigenschaften aufweist, eine niedrige Kodierung verwendet wird.
Durch die erfindungsgemäße Bestimmung und Anwendung der Sendeleistung z.B. kann eine Energieeinsparung durch verringerte Sendeleistung in denjenigen Fällen, in denen eine höhere Sendeleistung überflüssig wäre, erzielt werden, wodurch gegebenenfalls Batterien geschont werden können.
Bei einer Funkressource, welche erfindungsgemäß bestimmt und angewendet wird, kann es sich zum Beispiel um einen Zeitpunkt der Versendung des jeweiligen Datenpaketes handeln. Die Angabe eines Sendezeitpunktes kann auf absolute Weise zum Beispiel als Angabe eines bestimmten Zeitschlitzes erfolgen, oder auch relative Weise, indem angegeben wird, in welcher Reihenfolge die Datenpakete nacheinander versendet werden. Auch die Bestimmung und Anwendung von anderen Funkressourcen, wie z.B. Frequenz, Code, Raumrichtung, oder eine beliebige Kombination von Funkressourcen ist möglich.
Vorteilhaft ist auch die Bestimmung der bei der Übertragung zu verwendenden Funkzugangstechnologie, welche bei Vorhandensein mehrere Funkkommunikationssysteme, wie z.B. GSM (Global System for Mobile Communications), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), WLAN (Wireless Local Area Network) z.B. gemäß dem Standard IEEE 802.11, über die Auswahl des zu verwendenden Funkkommunikationssystems erfolgen kann.
Die Länge der versendeten Datenpakete zu bestimmen, hat den Vorteil, dass bei gutem Kanalzustand längere Pakete übertragen werden können, um den Nutzlastanteil im Verhältnis zum Signalisierungsoverhead zu erhöhen. Bei schlechtem Kanalzustand hingegen kann durch Reduzierung der Paketlänge aufgrund des erhöhten relativen Signalisierungsoverheads die Paketfehlerrate reduziert werden. Durch eine geeignete Fragmentierung kann die Paketfehlerwahrscheinlichkeit an den Kanalzustand angepasst werden, so dass die Anzahl an notwendigen Übertragungswiederholungen reduziert werden kann. Die Paketlängenanpassung ist insbesondere bei Diensten mit mittleren bis großen Paketlängen (z. B. FT, File-Transfer) sinnvoll.
Einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß handelt es sich bei der mindestens einen den Übertragungskanal charakterisierenden Größe um einen voraussichtlichen, zukünftigen Zustand des Übertragungskanals. Im Rahmen einer Prognose können beispielsweise Eigenschaften bzw. Zustände des Übertragungskanals, welche in der Zukunft wahrscheinlich auftreten werden, aus Eigenschaften bzw. Zuständen, welche in der Vergangenheit beobachtet wurden, ermittelt werden.
Mit Vorzug handelt es sich bei dem mindestens einen Parameter des jeweiligen Dienstes um einen Parameter betreffend eine Qualitätsanforderung des jeweiligen Dienstes in Bezug auf eine Datenrate bzw. die Bandbreite, und/oder eine Qualitätsanforderung des jeweiligen Dienstes in Bezug auf Übertragungsfehler bei der Funkübertragung, wie z.B. eine nicht zu überschreitende Übertragungsfehlerrate, und/oder eine Qualitätsanforderung des jeweiligen Dienstes in Bezug auf Zeitverzögerungen, wie z.B. eine Anforderung an die Schwankungen der Verzögerung, d.h. den Jitter, und/oder eine Wichtung von manchen oder allen Datenpaketen des jeweiligen Dienstes. Somit können bei der Bestimmung von Übertragungsparametern verschiedenste Anforderungen von Diensten berücksichtigt werden.
Einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zufolge wird der Sendezeitpunkt für mindestens ein Datenpaket des mindestens einen Dienstes bestimmt in Abhängigkeit von

– einer Größe, welche ein Maß für die vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder
– einer Größe, welche ein Maß für die durch die Übertragung des jeweiligen Datenpaketes an den Empfänger hervorgerufene Änderung der vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder
– einer Größe, welche ein Maß für die durch die für eine bestimmte Zeitspanne ausbleibende Übertragung des jeweiligen Datenpaketes an den Empfänger hervorgerufene Änderung der vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt.

Wie oben bereits beschrieben, kann es sich bei dem bestimmten Sendezeitpunkt um einen konkreten Zeitpunkt oder Zeitschlitz handeln, aber auch lediglich um eine Reihenfolge, in welcher die Datenpakete versendet werden sollen. In letzterem Fall kann der bestimmte Sendezeitpunkt für ein Paket x zum Beispiel lauten, dass es nach dem Paket y zu versenden ist. Die Bestimmung des Sendepunktes in Abhängigkeit von den beschriebenen Qualitätsgrößen erfolgt insbesondere für alle Datenpakete des mindestens einen Dienstes, oder auch für alle Datenpakete von mehreren Diensten, welche an den Empfänger zu versenden sind.
Die zuerst genannte Qualitätsgröße bezieht sich auf in der Vergangenheit, gegebenenfalls innerhalb einer bestimmten Zeitspanne, erfolgte Übertragungen von Datenpaketen. Die beiden anderen Qualitätsgrößen beschreiben die Auswirkung einer Versendung oder ausbleibenden Versendung des jeweiligen Datenpaketes. Durch eine geeignete Kombination dieser eine Veränderung der erfahrenen Qualität beschreibenden Größen mit der aus der Vergangenheit gewonnenen Qualitätsgröße kann eine Qualitätsgröße gewonnen werden, welche eine vom Empfänger erfahrene Qualität in der Zukunft darstellt.
In Weiterbildung der Erfindung wird der Sendezeitpunkt für mindestens ein Datenpaket des mindestens einen Dienstes bestimmt mit einer in Bezug auf die Qualitätsgrößen zusätzlichen oder alternativen Abhängigkeit von

– einer Größe, welche ein Maß für die Ausnutzung von Funkressourcen durch die Übertragung des jeweiligen Datenpaketes darstellt, und/oder
– einer Größe, welche eine Wichtung des mindestens einen Dienstes darstellt, und/oder
– einer Größe, welche eine Wichtung des Empfängers darstellt.

Auch diese Abhängigkeiten können für alle Datenpakete des mindestens einen Dienstes angewandt werden, oder auch in Bezug auf alle Datenpakete von mehreren oder allen Diensten, welche an den Empfänger zu versenden sind. Die Ausnutzung der Funkressourcen wird insbesondere unter Berücksichtigung der erfindungsgemäß bestimmten Übertragungsparameter ermittelt.
Es ist möglich, dass der Sendezeitpunkt als Übertragungsparameter in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter des jeweiligen Dienstes und von mindestens einer dem Übertragungskanal zwischen dem Sender und dem Empfänger charakterisierenden Größe gemäß Anspruch 1 bestimmt wird, und zusätzlich bei der Bestimmung des Sendezeitpunktes eine Abhängigkeit von den Größen gemäß Anspruch 5 und/oder 6 vorliegt. Es ist jedoch auch möglich, dass der Sendezeitpunkt nicht als Übertragungsparameter gemäß Anspruch 1 bestimmt wird, sondern gemäß der in Anspruch 5 und/oder 6 beschriebenen Abhängigkeiten.
Gemäß der beschriebenen Abhängigkeiten kann eine Festlegung von zu verwendenden Funkressourcen daher zum Beispiel orientiert sein allein an dem Nutzen des Empfängers, und/oder an der optimalen Ausnutzung von Funkressourcen bzw. der Kosten der Paketübertragung.
Vorteilhafterweise erfolgt bei Vorliegen von an den Empfänger zu versendenden Datenpaketen von mehreren Diensten eine Sortierung der Datenpakete nach Diensten. Liegen pro Dienst mehrere Datenflüsse vor, so ist weiterhin eine Sortierung nach Datenflüssen vorteilhaft. Die Sortierung erfolgt insbesondere vor der erfindungsgemäßen Bestimmung der Übertragungsparameter.
Die oben genannte Aufgabe hinsichtlich einer Vorrichtung wird durch eine Vorrichtung zur Versendung von Informationen per Funk an einen Empfänger mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist auf: Mittel zum Bestimmen und Anwenden von mindestens einem Übertragungsparameter für jedes der zu versendenden Datenpakete des mindestens einen Dienstes einzeln in Abhängigkeit von mindestens einem Parameter des jeweiligen Dienstes und mindestens einer den Übertragungskanal zwischen dem Sender und dem Empfänger charakterisierenden Größe.
In Weiterbildung der Erfindung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin Mittel auf zum Bestimmen des Zeitpunktes der Versendung für mindestens ein Datenpaket des mindestens einen Dienstes, in Abhängigkeit von

– einer Größe, welcher ein Maß für die vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder
– einer Größe, welche ein Maß für die durch die Übertragung des jeweiligen Datenpaketes an den Empfänger hervorgerufene Änderung der vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder
– einer Größe, welche ein Maß für die durch die für eine bestimmte Zeitspanne ausbleibende Übertragung des jeweiligen Datenpaketes an den Empfänger hervorgerufene Änderung der vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder
– einer Größe, welche eine Maß für die Ausnutzung von Funkressourcen durch die Übertragung des jeweiligen Datenpaketes darstellt, und/oder
– einer Größe, welche eine Wichtung des mindestens einen Dienstes darstellt, und/oder
– einer Größe, welche eine Wichtung des Empfängers darstellt.

Einer Ausgestaltung der Erfindung gemäß sind in der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiterhin Mittel vorhanden zum Sortieren von Datenpaketen nach Diensten. Liegen mehrere Datenflüsse für einen oder mehrere Dienste vor, so sind weiterhin Mittel zum Sortieren von Datenpaketen nach Datenflüssen möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei dies auch auf die Ausgestaltungen und Weiterbildungen zutrifft. Hierzu kann sie weitere geeignete Mittel aufweisen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch realisiert werden durch eine Mehrzahl von miteinander auf geeignete Weise verbundenen Vorrichtungen, welche insgesamt die Mittel der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigt
1: einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Senders.
Im Sender S liegen Datenpakete PACKET1, PACKET2 und PACKET3 zur Versendung an einen Empfänger vor. In der Einrichtung FLOW CLASSIFIER des Senders S werden die Datenpakete PACKET1, PACKET2 und PACKET3 nach Diensten sortiert. Es ist möglich, dass pro Dienst mehrere Datenflüsse vorliegen. So können z.B. für einen Nutzer eines VoIP (Voice over IP) Dienstes mehrere Datenflüsse dieses Dienstes zu versenden sein. Im Fall mehrere Datenflüsse pro Dienst findet in der Einrichtung FLOW CLASSIFIER weiterhin eine Sortierung nach Datenflüssen statt. Die Einrichtung FLOW CLASSIFIER erkennt die Zugehörigkeit eines Datenpaketes zu einem Dienst bzw. Datenfluss anhand von Informationen im Kopfteil eines jeden Datenpaketes, welche von höheren Schichten dem Paket beigefügt wurden. Im Beispiel der 1 gehören die Datenpakete PRCKET1 und PACKET2 zu einem Datenfluss eines ersten Dienstes, und das Datenpaket PACKET3 zu einem Datenfluss eines zweiten Dienstes. Beispiele für in Funkkommunikationssystemen in Anspruch nehmbare Dienste sind VoIP, MPEG, Spiele, Video-Konferenzen, Video- bzw. Audio- Streaming, File-Download z.B. per FTP (File Transfer Protocol), Web-Browsing und e-mail-Übertragungen.
Die nun vorliegende Reihe von Datenpaketen für jeden Dienst wird von der Einrichtung FLOW CLASSIFIER jeweils in eine dienst- und datenflussspezifische Einrichtung M1 bzw. M2 weitergesendet. In den Einrichtungen M1 bzw. M2 kann eine Bearbeitung der Datenpakete vorgenommen werden, indem z.B. die Sendereihenfolge der Datenpakete verändert wird oder einzelne Datenpakete fallen gelassen, d.h. von der Übertragung ausgeschlossen werden. Weiterhin findet in den Einrichtungen M1 bzw. M2 eine Bestimmung von Übertragungsparametern für die Übertragung der Datenpakete statt. Hierbei wird das zu verwendende Modulations- und Kodierverfahren, sowie die anzuwendende Sendeleistung für jedes Paket einzeln festgelegt.
Die Bestimmung der Übertragungsparameter erfolgt in Abhängigkeit von zwei Größen:

• Einer Schätzung des zukünftigen Verhaltens des Übertragungskanals zwischen Sender und Empfänger. Das zukünftige Verhalten des Übertragungskanals kann durch Berechnungen gemäß an sich bekannten Verfahren aus in der Vergangenheit gewonnenen Größen, welche den Übertragungskanal charakterisieren, gewonnen werden. Die Prognose über das zukünftige Verhalten des Übertragungskanals findet in der Einrichtung CHANNEL STATE PREDICTOR statt, welche Ergebnisse ih rer Berechnungen an die Einrichtungen M1 bzw. M2 übermittelt.
• Einem oder mehreren Parametern des jeweiligen Dienstes. Hierdurch können z.B. QoS (Quality of Service) Anforderungen, oder auch eine Paketsemantik, d.h. eine Wichtung einzelner Datenpakete, einbezogen werden.

Neben den genannten Übertragungsparametern des Modulations- und Kodierverfahrens, sowie die anzuwendende Sendeleistung ist auch eine Bestimmung des Sendezeitpunktes in den Einrichtungen M1 bzw. M2 in Abhängigkeit von einer Kombination der Größen des zukünftigen Verhaltens des Übertragungskanals und von einem oder mehren Dienstparametern möglich. Alternativ hierzu kann der Sendezeitpunkt der Datenpakete PACKET1, PACKET2 und PACKET3 auch in der Einrichtung SCHEDULER stattfinden. Hier erfolgt die Bestimmung eines geeigneten Sendezeitpunktes, d.h. die Vergabe der Funkressourcen, unter Einbeziehung der Datenpakete für den jeweiligen Nutzer, ohne dass die zuvor erfolgte Trennung der Datenpakete nach den Diensten aufrechterhalten wird. Somit nimmt die Einrichtung SCHEDULER eine Verteilung der Funkressourcen zwischen den verschiedenen Diensten eines Empfängers vor.
Die Angabe des Sendezeitpunktes erfolgt hierbei vorteilhafterweise in Form einer Zeitangabe, wie z.B. eines Zeitpunktes oder Zeitrahmens und/oder Zeitschlitzes, zu welchem das jeweilige Datenpaket versendet werden soll. Zusätzlich oder alternativ ist auch die Angabe der Reihenfolge der Versendung von Datenpaketen möglich. Beschließt die Einrichtung SCHEDULER z.B. die Versendung der Datenpakete PACKET1, PACKET2 und PACKET3 in der Reihenfolge PACKET3, PACKET1, PACKET2, so kann der Sendezeitpunkt für das Datenpaket PACKET3 „zuerst", für das Datenpaket PACKET1 „an zweiter Stelle", und für das Datenpaket PACKET2 „an dritter Stelle" lauten. Der Sendezeitpunkt eines Datenpaketes muss somit keine absolute Angabe sein, sondern kann aus einer Angabe relativ zu den anderen Datenpaketen bestehen.
Zur Bestimmung der Sendezeitpunkte stehen der Einrichtung SCHEDULER eine Reihe von Größen zur Verfügung, von denen zumindest manche unter Mitwirkung anderer Einrichtungen wie z.B. der Einrichtungen M1 bzw. M2 ermittelt werden können:

• Die Größe PQI (Perceived Quality Indicator). Hierbei handelt es sich um die Qualität, die der Empfänger in Bezug auf den jeweiligen Dienst in der Vergangenheit, d.h. in einer festzulegenden Zeitspanne in der Vergangenheit, erfahren hat. Die Größe PQI wird ermittelt aus der Anzahl an in der festzulegenden Zeitspanne übertragenen bzw. nicht übertragenen Datenpaketen des jeweiligen Dienstes. Vom Empfänger übermittelte Informationen über empfangene Datenpakete können in die Ermittlung der Größe PQI einfließen. Für eine VoIP (Voice over IP) Übertragung z.B. kann die Größe PQI über den Equipment Impairment Factor (Ie) gewonnen werden. Hierzu existieren Datensätze, welche die Korrelationen zwischen Ie und der Paketverlustrate für verschiedene Codecs beinhalten. Die Größe PQI kann dann z.B. über die folgende Formel aus dem dem Datensatz entnommenen Wert Ie berechnet werden:
wobei es sich bei Ie_max und Ie_min um zuvor festgelegte Parameter handelt.
• Die Größe VPQI (Percentage of Variation in PQI). Sie gibt an, wie groß die prozentuale Veränderung der Größe PQI ist, wenn das jeweils betrachtete Datenpaket übertragen wird. Sie kann berechnet werden über
wobei die Größe PQI gemäß obiger Ausführung und die Größe PQI_new entsprechend der Größe PQI unter der Annahme, dass das jeweils betrachtete Datenpaket übertragen wird, bestimmt wird.

Die Berechnungsvorschriften zur Ermittlung der Größen PQI und VPQI können von Dienst zu Dienst unterschiedlich sein. Dies lässt sich insbesondere dann problemlos realisieren, wenn die Berechnung der Größen in den dienst- und datenflussspezifischen Einrichtungen M1 bzw. M2 erfolgt.
Die Größe PQI_new wird vorteilhafterweise einerseits unter der Annahme bestimmt, dass das betrachtete Datenpaket als nächstes versendet wird, und andererseits unter der Annahme, dass das zuerst zu versendende Datenpaket des jeweiligen Dienstes bzw. Datenflusses jedes anderen Dienstes bzw. Datenflusses als nächstes versendet wird. Somit liegt senderseitig für jede Entscheidung über die Sendezeitpunkte der Datenpakete ein Maß für die daraus resultierende vom Nutzer erfahrene Qualität vor. Daher kann unter Verwendung der Größe PQI eine Ressourcenverteilung zwischen den verschiedenen Diensten bzw. Datenflüssen vorgenommen werden, welche sich an der vom Empfänger erfahrenen Qualität orientiert.
Die Größe RUE (Ressource Usage Efficiency). Sie steht für die Effizienz der Ausnutzung der Funkressourcen bei Versendung des jeweils betrachteten Datenpaketes unter Verwendung der für das Datenpaket in der Einrichtung M1 bzw. M2 bestimmten Übertragungsparameter. Sie kann z.B. ermittelt werden über
wobei M die Anzahl an Bits pro Symbol des verwendeten Modulationsverfahrens, M_max die Anzahl an Bits pro Symbol des höchstmöglichen Modulationsverfahrens, C die Coderate, TxPwr die verwendete Sendeleistung, TxPwr_min die kleinstmöglichste und TxPwr_max die größtmöglichste Sendeleistung darstellt.
Die Bestimmung der Größe RUE ist hierbei unabhängig von der Art des Dienstes, d.h. für Datenpakete von unter schiedlichen Diensten kann die gleiche Berechnungsvorschrift zur Ausnutzung der Funkressourcen eingesetzt werden.
Die Größe AW (Application Weight), mit der jedem Dienst eine Wichtung zugeordnet werden kann.
Die Größe TW (Terminal Weight), mit der jedem Empfänger eine Wichtung zugeordnet werden kann.
Bei den Größen AW und TW handelt es sich um z.B. von höheren Schichten oder externen Einheiten vorgegebene Parameter. Diese Parameter können z.B. gemäß Dienste- oder -Prioritätsklassen vergeben und bei Bedarf geändert werden.
Da die Bestimmung der beschriebenen Größen PQI, VQPI, RUE, AW und TW keine komplexen Berechnungen erfordern, muss der Sender keine Ausstattung zur Durchführung aufwendiger Berechnungen aufweisen, so dass die Realisation des erfindungsgemäßen Verfahrens kostengünstig erfolgen kann.
Die Einrichtung SCHEDULER kann einen, mehrere, oder auch alle der beschriebenen Größen zur Bestimmung der Sendezeitpunkte verwenden. Auch eine Wichtung der verschiedenen Größen ist möglich. Somit können bei der Bestimmung von Funkressourcen unter Verwendung der beschriebenen Größen eine Vielzahl von Strategien verfolgt werden, welche z.B. rein an der Ressourcenausnutzung (Verwendung der Größe RUE), wie z.B. an der Maximierung der Effizienz der Ressourcenausnutzung oder an dem Kostengesichtspunkt, oder rein an der Zufriedenheit des Empfängers (Verwendung der Größen PQI und VPQI), wie z.B. an der Maximierung der Gesamtqualität, gemittelt über alle Dienste bzw. Datenflüsse des Empfängers, oder an der Maximierung der Mindestqualität für alle Dienste bzw. Datenflüsse des Empfängers, orientiert sein kann. Auch Mischformen können realisiert werden, wie z.B. die Optimierung der Effizienz der Ressourcenausnutzung unter der Garantie, dass die Datenflüsse der Empfänger ein Mindestqualitätsniveau erfahren, oder die Optimierung der vom Empfänger erfahrenen Qualität eines Datenflusses unter der Garantie, dass eine Mindesteffizienz der Ressourcenausnutzung vorliegt. Durch die Verwendung von Wichtungen für bestimmte Ressourcen und/oder Dienste und/oder Empfänger kann die Strategie der Fairness verfolgt werden. Eine Änderung der bei der Bestimmung der Sendezeitpunkte verfolgten Strategie kann auf Paketbasis erfolgen.
Werden von dem Sender S Datenpakte an mehrere Empfänger gesendet, so folgt auf die Einrichtung SCHEDULER, in der die Sendezeitpunkte für Datenpakete eines oder mehrerer Dienste bzw. Datenflüsse in Bezug auf einen Empfänger bestimmt werden, eine Einrichtung OUTER SCHEDULER, welcher die Sendezeitpunkte der Datenpakete für die verschiedenen Empfänger koordiniert. Der Sender S umfasst im Fall mehrerer Empfänger mehrmals den in 1 dargestellten Ausschnitt. Auch die Einrichtung CHANNEL STATE PREDICTOR ist dann mehrfach vorhanden. Haben mehrere Einrichtungen SCHEDULER für verschiedene Datenpakete die gleichen Sendezeitpunkte bestimmt, so trifft die Einrichtung OUTER SCHEDULER die Entscheidung darüber, zu welchen Sendezeitpunkten die kollidierenden Datenpakete zu versenden sind. Datenpakete, für die derartige Kollisionen nicht auftreten, werden in der Regel zu dem in den Einrichtungen SCHEDULER bestimmten Sendezeitpunkten versendet, so dass die Einrichtung OUTER SCHEDULER keine Korrektur des bestimmten Sendezeitpunktes vornehmen muss. Die von der Einrichtung SCHEDULER bestimmten Sendezeitpunkte in Form der Reihenfolge, in welcher die Datenpakete für einen Empfänger versendet werden sollen, bleibt durch die Ressourcenzuweisung der Einrichtung OUTER SCHEDULER erhalten. Jedoch können zwischen den einzelnen Datenpaketen eines Empfängers Datenpakete anderer Empfänger gesendet werden.
Der in 1 dargestellte Ausschnitt des Senders S entspricht vorzugsweise dem senderseitigen Link Layer bzw. der Sicherungsschicht, d.h. der zweiten Schicht des ISO/OSI Mo dells. Diese gibt Informationen über die bestimmten Übertragungsparameter und Sendezeitpunkte an die physikalische Schicht weiter, welche diese entsprechend anwendet.
Die Anzahl und auch die Art der Dienste bzw. Datenflüsse, welche ein Nutzer gleichzeitig in Anspruch nimmt, kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens beliebig variiert werden. Hierzu kann die Anzahl der Einrichtungen M1, M2 angepasst werden, welche in der Regel zumindest teilweise durch Software Komponenten realisierbar sind, so dass die Anpassung ihrer Anzahl ohne großen Aufwand möglich ist.

Claims

Verfahren zur Übertragung von Informationen per Funk von einem Sender (S) an einen Empfänger, wobei die Informationen senderseitig in Form von an den Empfänger zu versendenden Datenpaketen (PACKET1, PACKET2, PRCKET3) von mindestens einem Dienst vorliegen, dadurch gekennzeichnet, dass für jedes der zu versendenden Datenpakete (PACKET1, PACKET2, PACKET3) des mindestens einen Dienstes einzeln eine Bestimmung und Anwendung von mindestens einem Übertragungsparameter in Abhängigkeit von – mindestens einem Parameter des jeweiligen Dienstes und – mindestens einer einen Übertragungskanal zwischen dem Sender (S) und dem Empfänger charakterisierenden Größe erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestens einen Übertragungsparameter um einen Parameter betreffend – ein Modulationsverfahren und/oder – ein Kanalkodierverfahren und/oder – eine Sendeleistung und/oder – eine Funkressource und/oder – eine Funkzugangstechnologie und/oder – die Länge eines Paketes, welches das jeweilige Datenpaket (PACKET1, PACKET2, PACKET3) bei der Versendung beinhaltet, handelt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der mindestens einen den Übertragungskanal charakterisierenden Größe um einen voraussichtlichen, zukünftigen Zustand des Übertragungskanals handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem mindestens einen Parameter des jeweiligen Dienstes um einen Parameter betreffend – eine Qualitätsanforderung des jeweiligen Dienstes in Bezug auf eine Datenrate und/oder eine Qualitätsanforderung des jeweiligen Dienstes in Bezug auf Übertragungsfehler bei der Funkübertragung und/oder – eine Qualitätsanforderung des jeweiligen Dienstes in Bezug auf Zeitverzögerungen und/oder – eine Wichtung von manchen oder allen Datenpaketen (PACKET1, PACKET2, PACKET3) des jeweiligen Dienstes handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Sendezeitpunkt für mindestens ein Datenpaket (PACKET1, PACKET2, PACKET3) des mindestens einen Dienstes bestimmt wird in Abhängigkeit von – einer Größe, welche ein Maß für die vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder – einer Größe, welche ein Maß für die durch die Übertragung des jeweiligen Datenpaketes (PACKET1, PACKET2, PACKET3) an den Empfänger hervorgerufene Änderung der vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder – einer Größe, welche ein Maß für die durch die für eine bestimmte Zeitspanne ausbleibende Übertragung des jeweiligen Datenpaketes (PACKET1, PACKET2, PACKET3) an den Empfänger hervorgerufene Änderung der vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Sendezeitpunkt für mindestens ein Datenpaket (PACKET1, PACKET2, PACKET3) des mindestens einen Dienstes bestimmt wird in Abhängigkeit von – einer Größe, welche ein Maß für die Ausnutzung von Funkressourcen durch die Übertragung des jeweiligen Datenpaketes (PACKET1, PACKET2, PACKET3) darstellt, und/oder – einer Größe, welche eine Wichtung des mindestens einen Dienstes darstellt, und/oder – einer Größe, welche eine Wichtung des Empfängers darstellt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen von an den Empfänger zu versendenden Datenpaketen (PACKET1, PACKET2, PACKET3) von mehreren Diensten eine Sortierung der Datenpakete (PACKET1, PACKET2, PACKET3) nach Diensten erfolgt.
Vorrichtung (S) zur Versendung von Informationen per Funk an einen Empfänger, wobei die Informationen in Form von an den Empfänger zu versendenden Datenpaketen (PACKET1, PACKET2, PACKET3) von mindestens einem Dienst vorliegen, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (M1, M2) vorhanden sind zum Bestimmen und Anwenden von mindestens einem Übertragungsparameter für jedes der zu versendenden Datenpakete (PACKET1, PACKET2, PACKET3) des mindestens einen Dienstes einzeln in Abhängigkeit von – mindestens einem Parameter des jeweiligen Dienstes und – mindestens einer einen Übertragungskanal zwischen dem Sender und dem Empfänger charakterisierenden Größe.
Vorrichtung (S) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (SCHEDULER) vorhanden sind zum Bestimmen des Zeitpunktes der Versendung für mindestens ein Datenpaket (PACKET1, PACKET2, PACKET3) des mindestens einen Dienstes in Abhängigkeit von – einer Größe, welche ein Maß für die vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder – einer Größe, welche ein Maß für die durch die Übertragung des jeweiligen Datenpaketes (PACKET1, PACKET2, PACKET3) an den Empfänger hervorgerufene Änderung der vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder – einer Größe, welche ein Maß für die durch die für eine bestimmte Zeitspanne ausbleibende Übertragung des jeweiligen Datenpaketes (PACKET1, PACKET2, PACKET3) an den Empfänger hervorgerufene Änderung der vom Empfänger in Bezug auf den mindestens einen Dienst erfahrene Qualität darstellt, und/oder – einer Größe, welche ein Maß für die Ausnutzung von Funkressourcen durch die Übertragung des jeweiligen Datenpaketes (PACKET1, PACKET2, PACKET3) darstellt, und/oder – einer Größe, welche eine Wichtung des mindestens einen Dienstes darstellt, und/oder – einer Größe, welche eine Wichtung des Empfängers darstellt.
Vorrichtung (S) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (FLOW CLASSIFIER) vorhanden sind zum Sortieren von Datenpaketen (PACKET1, PACKET2, PACKET3) nach Diensten.