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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Darüber
hinaus sind Vorrichtungen und Softwareprogramme für ein Kommunikationssystem
beschrieben.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Ein
paketvermitteltes Kommunikationssystem wie das Internet umfasst
vernetzte Knoten zur Weiterleitung von Datenpaketen. Randknoten
verbinden das Kommunikationssystem mit Benutzereinrichtungen oder
weiteren Kommunikationssystemen. Derzeit werden Datenpakete im Internet
gemäß dem Best-Effort-Service verarbeitet,
d. h. alle Datenpakete werden mit der gleichen Priorität verarbeitet.
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Um
eine definierte Dienstgüte
für das
Internet bereitzustellen, die den Best-Effort-Service ergänzt, wurde
das Modell differenzierter Dienste eingeführt (IETF RFC 2474 und 2475).
Im Modell differenzierter Dienste spezifiziert ein Datenfeld in
den Datenpaketen die Handhabung an den Knoten, die sie weiterleiten. Der
Paketkopf gemäß dem Internetprotokoll
(IP) von sowohl IP Version 4 als auch IP Version 6 umfasst ein Datenfeld,
das als Feld differenzierter Dienste (differentiated services field,
DS-Feld) bezeichnet wird und eine Länge von 8 Bit hat. Die Knoten
führen
eine differenzierte Handhabung der Pakete gemäß der ersten 6 Bits des DS-Felds,
die das Per-Hop-Behaviour spezifizieren, durch, wohingegen die letzten
zwei Bits derzeit nicht verwendet werden. Dementsprechend wurde
vorgeschlagen, dass die Definition des DS-Felds im IP-Protokoll anstelle
des gesamten DS-Felds nur die Bits umfassen sollte, die das Per-Hop-Behaviour
spezifizieren.
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Entsprechend
dem Wert des Per-Hop-Behaviours wird in dem Knoten eine Entscheidung
getroffen, ob, in welcher Weise und mit welcher Priorität Pakete
in eine Warteschlange gestellt werden oder ob die Pakete im Fall
einer Stauung im Knoten verworfen werden können. Die Standardhandhabung
ist der derzeitige Best-Effort-Service. Andere Per-Hop-Behaviours, die vorgeschlagen
wurden, stellen beispielsweise die beschleunigte Weiterleitung (expedited
forwarding, EF) der Pakete oder die gesicherte Weiterleitung (assured forwarding,
AF) dar.
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In
Kommunikationssystemen wie GSM (Globales System für mobile
Kommunikation) oder UMTS (Universelles Mobiltelekommunikationssystem)
werden Benutzern verschiedene Subskriptionen angeboten, die verschiednen
Verkehrspräzedenzen
entsprechen (europäischer
Standard ETSI EN 301 344 V 6.4.0; 3rd Generation
Partnership Project, technische Spezifikation 3G TS 23.060 V 3.1.0).
Subskriptionsinformationen, die die Ressourcen spezifizieren, die
zum Weiterleiten von Verkehr des Benutzers zuzuteilen sind, sind
in einer Datenbank des Systems gespeichert. Im Allgemeinen wird
in einer Datenbank, die als die Heimatdatei (home location register)
bezeichnet wird, die den Benutzer bedient, ein Datensatz aufbewahrt,
in vielen Systemen mit einer Kopie in einer Besucherdatei (visitor
location register, VLR), die den Bereich bedient, in dem sich der
Benutzer derzeit befindet. Wenn für den Benutzer eine Verbindung
aufgebaut wird, wird eine Datenbank kontaktiert, derer Ressourcen,
beispielsweise Bandbreite, dem Benutzer für die Verbindung zum Kernnetz,
z. B. auf der Funkstrecke, zuzuteilen sind. Es ist möglich, dass
während
des Zugriffs ein Verhandlungsprozess mit der Benutzereinrichtung
vorgenommen wird und die zugeteilten Ressourcen sich von dem Datensatzeintrag
unterscheiden, indem die unter den derzeitigen Verkehrsbedingungen
verfügbaren
Ressourcen berücksichtigt werden.
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Im
Kernnetz, das die Knoten zum Zugriff auf das Kommunikationssystem
vernetzt, wird Daten- und Steuerzeichengabe oftmals als paketvermittelter
Verkehr weitergeleitet. Als ein Beispiel wird das Internetprotokoll
im GPRS- (general packet radio service, allgemeiner Datenpaket-Funkdienst)
und UMTS-Kernnetz zum Routen von Verkehr auf der Routingschicht
verwendet, die von den Knoten ausgewertet wird, die die Pakete weiterleiten.
Für ein
GPRS-Netz wird dies bereits in M. Bilgic et al., „Quality
of Service in General Packet Radio Service", IEEE International workshop on mobile
multimedia communications, 1999, San Diego, USA, S. 226–231, beschrieben.
Verbindungen sind häufig
paketvermittelte Sitzungen, wobei die Pakete einer Verbindung über verschiedene
Strecken geroutet werden können
und der Verkehr auf einer Verbindung nicht notwendigerweise kontinuierlich
ist.
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Wenn
die Verkehrslast im Kernnetz hoch ist, ist die Weiterleitung der
Datenpakete, die den Verkehr durch das Kernnetz tragen, von zunehmender
Bedeutung. Es steht derzeit im Kernnetz kein Verfahren zur Verfügung, um
zwischen verschiedenen Benutzersubskriptionen zu unterscheiden.
M. Bilgic et al. (siehe oben) schlagen eine Benutzerdifferenzierung
an den Rändern
des Kernnetzes durch Auswahl verschiedener Tunnel für den Verkehr
durch das Kernnetz gemäß Dienstgütespezifikationen
vor. Dies kann jedoch nicht die Benutzerdifferenzierung im Kernnetz
im Fall von Stauungen gewährleisten.
Es ist darüber
hinaus möglich,
eine Verkehrspriorität
zu spezifizieren, die von jedem Benutzer entsprechend seiner Wünsche eingestellt
werden kann und die folglich stark vom Verhalten anderer Benutzer
abhängt.
Dementsprechend wird der Verkehr von Benutzern im Kernnetz ohne
vorhersehbare Priorität
weitergeleitet und Nachrichten können
im Fall einer Stauung verzögert
werden. Insbesondere verzögerungsempfindliche
Anwendungen können
beeinträchtigt
werden, selbst wenn die dem Benutzer im Zugriffsnetz zugeteilten
Ressourcen für
die Verbindung ausreichen.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese Nachteile
zu umgehen und ein Verfahren zum Differenzieren der Priorität von Benutzern
im Kernnetz eines paketvermittelten Kommunikationsnetzes bereitzustellen.
Es ist eine weitere Aufgabe, ein Verfahren zu entwickeln, das sich
in dem Kommunikationsnetz leicht implementieren lässt. Es
ist noch eine andere Aufgabe, Vorrichtungen und Programme bereitzustellen, die
das Verfahren durchführen.
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Erfindungsgemäß wird das
in Anspruch 1 beschriebene Verfahren durchgeführt. Die Erfindung ist außerdem in
Vorrichtungen und Softwareprogrammen verkörpert, wie in den Ansprüchen 11,
16 und 18 beschrieben. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Ansprüchen 2 bis
10, 12 bis 15 und 17 beschrieben.
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In
dem vorgeschlagenen Verfahren umfasst das Kommunikationssystem eine
Datenbank, die einen Datensatz für
einen Benutzer enthält,
im Allgemeinen einen persönlichen
Datensatz für
jeden Benutzer. Der Datensatz spezifiziert, welche Dienstgüte dem Benutzer
bereitgestellt wird. Es ist möglich,
dass in einer einzigen Datei Datensätze für mehr als einen oder alle
Benutzer enthalten sind. Darüber
hinaus werden Standarddatensätze
bereitgestellt, z. B. zum Roamen von Benutzern von weiteren Kommunikationssystemen
ohne individuelle Datensätze.
Einem Randknoten, der ein Paket für den Benutzer verarbeitet,
bevor er es an einen weiteren Knoten in dem Kommunikationssystem,
insbesondere in dem Kernnetz, sendet, wird der Datensatz aus der
Datenbank oder werden zumindest diejenigen Parameter aus dem Datensatz,
die zum Bestimmen der Dienstgüte
erforderlich sind, die für
die vom Benutzer angeforderte Verbindung bereitzustellen sind, bereitgestellt.
Die Position des Randknotens kann vom Rand des Kernnetzes abweichen,
da es möglich
ist, das vorgeschlagene Verfahren in einer größeren oder kleineren Domäne als einem
Kernnetz durchzuführen.
Der Randknoten kann beispielsweise ein GGSN (GPRS gateway support
node, GPRS- Gateway-Unterstützungsknoten),
der Datenpakete von einem anderen Netz an das Kernnetz weiterleitet,
ein SGSN (serving GPRS support node, bedienender GPRS-Unterstützungsknoten),
der derzeit den Benutzer bedient, oder ein RNC (radio network controller,
Funknetzkontroller) sein, der den Aufbau einer Funkstrecke zum Benutzer
steuert und die in das Kernnetz gesendeten Pakete aus vom Benutzer
gesendeten Daten erstellt.
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Gemäß den von
der Datenbank bereitgestellten Informationen setzt der Randknoten
das Datenfeld differenzierter Dienste (DS-Datenfeld), im Allgemeinen
im Paketkopf, das die Handhabung des Pakets spezifiziert. Die Pakete
können
entweder an den oder von dem Benutzer gesendet werden, wobei die
Richtung des Verkehrs bestimmt, welcher Randknoten das DS-Datenfeld setzt.
Wenn der Datensatz keinen Parameter für die Verbindung umfasst, wird
das DS-Datenfeld auf einen Standardwert, vorzugsweise Best-Effort-Service,
gesetzt.
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Der
Randknoten kann aus mehreren verschiedenen Vorrichtungen bestehen,
die sich entfernt voneinander befinden können. Insbesondere ist es möglich, dass
der Randknoten Steuervorrichtungen, z. B. Funkvermittlungsstellen
(mobile services switching centers, MSCs), und Vorrichtungen zur
Verarbeitung und Weiterleitung des Datenverkehrs, z. B. einen Mediengateway,
umfasst, wobei ein oder mehrere Steuervorrichtungen die Verarbeitungsvorrichtung
steuern. In diesem Fall kann eine Steuervorrichtung den Benutzerdatensatz von
der Datenbank beziehen und Parameter zum Setzen des Datenfelds an
einen oder mehrere Knoten zur Verarbeitung des Datenverkehrs weiterleiten.
Es ist möglich,
dass eine einzige Steuervorrichtung zwei Randknoten in einer Verbindung
steuert, z. B. zwei SGSN-Mediengateways oder einen SGSN-Mediengateway
und einen GGSN-Mediengateway, denen dann vorzugsweise beiden von
der Steuervorrichtung Parameter zum Setzen des Datenfelds bereitgestellt
werden.
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In
gewöhnlichen
Kommunikationssystemen ist ein geschichteter Protokollstapel definiert,
wobei Benutzerdaten wiederholt in Datenpaketen eingefasst werden.
In diesem Fall muss das DS-Datenfeld auf der Routingschicht spezifiziert
werden, die von den Knoten ausgewertet wird, die die Datenpakete
durch das Netz weiterleiten. Der Ausdruck „Anwendungsschicht" bezeichnet im gesamten
vorliegenden Text eine Anwendungsschicht (Verarbeitungsschicht)
im Hinblick auf die Routingschicht des Kernnetzes. Folglich kann
die Anwendungsschicht in Bezug auf eine Anwendung, die auf der Benutzereinrichtung
läuft,
eine andere Funktion haben.
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Das
vorgeschlagene Verfahren stellt die Möglichkeit bereit, die Weiterleitung
von Datenpaketen gemäß einer
Benutzersubskription in einem paketvermittelten Netz zu steuern.
Folglich kann der Verkehr gemäß der Subskription
im gesamten Kommunikationssystem, einschließlich des Kernnetzes, weitergeleitet
werden. Ein Betreiber kann Benutzern mit ausgewählten Subskriptionen ausgewählte Sätze von
Verkehrsgüten
anbieten. Das Verfahren kann zudem dazu verwendet werden, den Zugriff
auf spezifische Knoten oder Dienste im System zu steuern. Es ist
möglich,
dass eine oder mehrere mögliche
Einstellungen des DS-Datenfelds für jegliche Benutzerpakete nicht
zugänglich
sind und für
Verkehr mit hoher Priorität
des Betreibers, insbesondere Netzsteuerung, reserviert sind. Das
Verfahren kann dazu verwendet werden, zwischen Benutzern von verschiedenen
Zugangsnetzen oder zwischen Benutzern, die sich in ihrem Heimatbereich
befinden, und roamenden Benutzern zu unterscheiden. Zu diesem Zweck
kann ein Benutzerdatensatz unterschiedliche Einträge für ein und
dieselbe Verbindungsart enthalten, in Abhängigkeit von beispielsweise
dem Randknoten oder der Randknotenart. Es ist außerdem möglich, dass sich die Dienstgüte für verschiedene
Verbindungen eines Benutzers oder für die Pakete auf der Aufwärtsstrecke
und die Pakete auf der Abwärtsstrecke
einer Verbindung unterscheidet. Das Verfahren weist den Vorteil
auf, dass es einfach zu implementieren ist. Es ist insbesondere für die Kernnetze
von UMTS- und GPRS-Kommunikationssystemen geeignet.
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Ein
Benutzer fordert oftmals verschiedene Dienstgüten für verzögerungs- und fehlerempfindliche
Anwendungen und für
Anwendungen, die Verzögerungen
oder Fehler oder beide tolerieren, an. In einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird das DS-Datenfeld sowohl gemäß der angeforderten Dienstgüte als auch
gemäß dem Datensatz
aus der Datenbank spezifiziert. Dies bietet die Möglichkeit,
verschiedene Prioritäten
und Dienstklassen zwischen Verkehr, der für Benutzer mit derselben Subskriptionsart
verarbeitet wird, zu unterscheiden.
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Eine
Information zu der angeforderten Dienstgüte steht in vielen Fällen auf
der Anwendungsschicht zur Verfügung,
insbesondere wenn Datenpakete, die vom Benutzer gesendet werden
oder für
diesen bestimmt sind, ein DS-Feld gemäß dem IP-Protokoll mit dem
spezifizierten Per-Hop-Behaviour umfassen. Die Information zu der
angeforderten Dienstgüte
kann auch auf einer anderen Schicht im Protokollstapel eines Randknotens
vorliegen, da die Anwendungsschicht nicht immer in einem Randknoten
wie in einem RNC verarbeitet wird. Vorzugsweise wertet der Randknoten,
der das Datenpaket zuerst empfängt
und es zur weiteren Weiterleitung durch das Kernnetz verarbeitet,
die Information auf der Anwendungsschicht oder einer anderen Schicht aus
und setzt das DS-Datenfeld
auf der Routingschicht, die von den weiterleitenden Knoten ausgewertet
wird, dementsprechend. In einer einfachen Ausführungsform wird ein DS-Feld
auf der Anwendungsschicht auf das DS-Datenfeld kopiert, wenn die
angeforderte Priorität
von der Benutzersubskription abgedeckt und anderweitig auf einen
Standardwert gesetzt wird. Alternativ kann ein Randknoten das DS-Datenfeld
anders als das angeforderte Behaviour spezifizieren. Der Betreiber
des Netzes hat die Möglichkeit,
individuelle Abbildungen gemäß einem
Benutzerdatensatz zu definieren und die Abbildung auf die Verarbeitungscharakteristika
der Knoten im Kommunikationssystem einzurichten.
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Wenn
während
des Zugriffs auf das Kommunikationssystem ein Verhandlungsprozess
mit der Benutzereinrichtung vorgenommen wird, können sich die für die Verbindung
zugeteilten Ressourcen von dem Datensatz unterscheiden, indem die
unter den derzeitigen Verkehrsbedingungen verfügbaren Ressourcen berücksichtigt
werden. In diesen Fällen
wird das DS-Datenfeld vorzugsweise auch gemäß der Verkehrslast im Kommunikationssystem,
das im Verhandlungsprozess verwendet wurde, oder gemäß dem Ergebnis
des Verhandlungsprozesses spezifiziert, d. h. die Parameter, die
bei der Spezifikation des Datenfelds ausgewertet wurden, umfassen
den Benutzerdatensatz, die Verkehrslast und gegebenenfalls eine
Benutzeranforderung. Dies vermeidet Unterschiede in der Verkehrspriorität zwischen
verschiedenen Teilen des Kommunikationssystems.
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Manche
Randknoten haben nicht die Befähigung
dazu, für
eine Übertragung
der Daten, die zum Setzen des DS-Datenfelds erforderlich sind, auf
die Datenbank, die den Benutzerdatensatz enthält, zuzugreifen. In diesen
Fällen
wird vorgeschlagen, dass ein zweiter Knoten mit dieser Befähigung auf
die Datenbank zugreift und die Informationen an den Randknoten,
der Pakete für
den Benutzer verarbeitet, weiterleitet. Ein Beispiel ist eine Datenübertragung
vom Benutzer durch das Kernnetz, wobei die Datenpakete in einem
RNC erzeugt werden. Die Parameter zum Setzen des DS-Datenfelds werden
vom SGSN, der den RNC bedient, von der Datenbank, z. B. einer HLR,
angefordert. Die Parameter werden dann vom SGSN an den RNC übertragen. Ein
anderes Beispiel ist eine Verbindung durch zwei Randknoten des Netzes,
die beide die Subskriptionsinformationen benötigen, um das DS-Datenfeld für Pakete
in der Aufwärts-
bzw. Abwärtsrichtung
zu setzen, obgleich die Einstellung für die beiden Richtungen verschieden
sein kann. Wenn die Verbindung vom ersten Randknoten, z. B. dem
SGSN, der den Benutzer bedient, aufgebaut wird, werden ihm die Informationen
von der Datenbank bereitgestellt und er kann sie an den anderen
Randknoten, z. B. einen GGSN, der den Benutzer mit einem Host in
einem weiteren Netz verbindet, weiterleiten. Auf diese Weise erhält der andere
Randknoten die Subskriptionsinformationen ohne das Erfordernis,
die Datenbank zu kontaktieren. Eine Übertragung von Subskriptionsinformationen
zwischen Knoten ist ebenfalls vorzuziehen, wenn das Kommunikationssystem
unterschiedliche Knoten für
die Weiterleitung und für
die Steuerung von Verkehr umfasst. Wenn die Knoten, die den Verkehr
verarbeiten, z. B. Mediengateways, von einem oder mehreren anderen
Knoten, z. B. MSCs, gesteuert werden, werden die Informationen vorzugsweise
vom steuernden Knoten von der Datenbank bezogen und an einen oder
mehrere Knoten, die den Verkehr verarbeiten, weitergeleitet. Eine Übertragung
von Subskriptionsinformationen zwischen Knoten kann die Verarbeitungslast
einer zentralen Datenbank beträchtlich verringern.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den Datenpaketen um Internetprotokoll-Pakete
(IP-Pakete), beispielsweise IP Version 4 oder IP Version 6. Das
IP wird als Protokoll für
die Routingschicht in den GPRS- und UMTS-Kernnetzen vorgeschlagen,
wobei Benutzer-IP-Pakete nacheinander GTP-PDUs (GTP = GPRS Tunneling
Protocol, GPRS-Tunnelprotokoll; PDU = Packet Data Unit, Paketdateneinheit),
UDP-PDUs (UDP = User Datagram Protocol, Benutzer-Datagrammprotokoll)
und IP-PDUs zum Routen durch das Kernnetz eingekapselt werden. Folglich
erfordert die Implementierung der Erfindung unter Verwendung des
DS-Felds im Paketkopf der IP-Pakete auf der Routingschicht des Kernnetzes
als DS-Datenfeld nur einen mäßigen Aufwand.
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Das
DS-Feld gemäß dem IP-Protokoll
umfasst zwei Bits, die derzeit unspezifiziert und ungenutzt sind, d.
h. von Knoten, die den IP-differenzierten Dienst unterstützen, nicht ausgewertet
werden. Es wird vorgeschlagen, dass die unspezifizierten Bits gemäß dem Datensatz
gesetzt werden und die Pakethandhabung gemäß diesen Bits durchgeführt wird.
Ein Vorteil dieser Ausführungsform
besteht darin, dass das Per-Hop-Behaviour von IP-Paketen auf die
Anwendungsschicht kopiert werden kann. Es wird eine erweiterte Anzahl
von Handhabungskategorien bereitgestellt. Auf diese Weise ist es
möglich,
die Pakete alternativ gemäß der Benutzerspezifikation,
der Benutzersubskription oder einer Kombination beider zu handhaben,
beispielsweise je nach der Last in einem Knoten oder dem Kommunikationsnetz.
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Die
Bits, die das Per-Hop-Behaviour in dem DS-Feld des IP-Paketkopfs spezifizieren,
können
auch gemäß dem Datensatz
in der Datenbank gesetzt werden. In diesem Fall kann das Per-Hop-Behaviour
entweder nur gemäß den Parametern,
die in der Datenbank für
die angeforderte Verbindungsart enthalten sind, gesetzt werden.
Andernfalls werden sowohl die Dienstgüte, die vom Benutzer angefordert
wird, z. B. ein Per-Hop-Behaviour,
das auf der Anwendungsschicht spezifiziert ist, als auch die Parameter
in dem Benutzerdatensatz für
eine Abbildung von Transportklassen ausgewertet. Die letztere Vorgehensweise
ist vorzuziehen, wenn sich das Weiterleitungsverhalten der Knoten
im Kommunikationssystem von üblichen
IP-Knoten unterscheidet und das von der Anwendung angeforderte Per-Hop-Behaviour
mehr einer anderen Einstellung des DS-Felds auf der Routingschicht
entspricht.
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Bei
der Datenbank, die den Benutzerdatensatz enthält, handelt es sich vorzugsweise
um eine Standortsdatei (location register), beispielsweise eine
Heimatdatei (home location register, HLR) oder eine Besucherdatei
(visitor location register, VLR). Alternativ kann sie ein LDAP-Server
(LDAP = light directory access protocol, leichtes Verzeichniszugriffsprotokoll)
oder ein Policyserver im Kommunikationsnetz sein. Es ist möglich, dass
der Benutzerdatensatz in einer Standortsdatei nur eine Dienstklasse
für einen Benutzer
enthält,
während
ein anderer Server im Netz die Einstellungen bereitstellt, die der
jeweiligen Dienstklasse entsprechen.
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Wenn
ein Knoten im System über
genug Ressourcen verfügt,
um den gesamten Verkehr mit derselben Verzögerung wie die Klasse mit der
höchsten
Priorität
zu verarbeiten, erfordert die Auswertung des DS-Datenfelds Rechenzeit,
ohne Vorteile zu liefern. Folglich wertet ein Knoten vorzugsweise
das DS-Datenfeld
nur aus, wenn die Verkehrslast über
einem Schwellenwert liegt. Geeignete Schwellenwerte entsprechen
den Verkehrsgrenzwerten, über
denen zumindest ein Teil des Verkehrs mit einer größeren Verzögerung verarbeitet
oder verworfen werden muss.
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Ein
erfindungsgemäßer Randknoten
verbindet eine Benutzereinrichtung oder ein weiteres Kommunikationssystem
mit dem Kernnetz eines paketvermittelten Kommunikationssystems mit
vernetzten Knoten zur Weiterleitung von Datenpaketen. Der Randknoten
kann mit einem Knoten zur Weiterleitung von Datenpaketen verbunden
werden oder ist dauerhaft mit diesem verbunden. Die Pakete umfassen
ein Datenfeld zum Spezifizieren der Handhabung der Pakete in den
Knoten des Kernnetzes. Der Randknoten ist mit einer Schnittstelle versehen, über die
auf eine Datenbank, die Benutzerdatensätze verwaltet, zugegriffen
werden kann. Es ist möglich,
dass der Zugriff indirekt vorgenommen wird, d. h. auf einen anderen
Knoten in dem Kommunikationssystem, der die Informationen aus dem
Benutzerdatensatz bereitstellt. Ein Verarbeitungssystem und ein
Speicher in dem Randknoten speichern den Datensatz oder zumindest
Parameter, die eine Dienstgüte
für den
bedienten Benutzer spezifizieren. Das Verarbeitungssystem im Randknoten
setzt das Datenfeld, das die Handhabung des Pakets spezifiziert,
gemäß der spezifizierten
Dienstgüte
und sendet es in das Kernnetz.
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Das
Verarbeitungssystem in einem bevorzugten Randknoten verarbeitet
Datenpakete gemäß einem Protokollstapel.
In diesem Fall kann das Verarbeitungssystem das Datenfeld auf der
Routingschicht, die von den Knoten zur Handhabung der Pakete ausgewertet
wird, gemäß Daten,
die von einer anderen Schicht in dem Protokollstapel ausgewertet
werden, setzen. Zum Beispiel kann das Verarbeitungssystem die Einstellung eines
Datenfelds differenzierter Dienste auf der Anwendungsschicht lesen
und die Einstellung auf das Datenfeld auf der Routingschicht abbilden.
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Ein
vorteilhafter Randknoten ist ein bedienender GPRS-Unterstützungsknoten
(serving GPRS support node, SGSN) oder ein Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten
(gateway GPRS support node, GGSN). Der Randknoten kann aus verschiedenen
Vorrichtungen bestehen, die sich entfernt voneinander befinden können. Insbesondere
kann der Randknoten einen Steuerknoten und einen Knoten zum Verarbeiten
von Paketen, z. B. einen Mediengateway, umfassen. Auf diese Weise
kann die Erfindung auf ein Kommunikationssystem mit einer separaten
Datenebene und Steuerebene eingerichtet werden. Vorzugsweise bezieht
der Steuerknoten den Benutzerdatensatz und stellt einem oder mehreren
Verarbeitungsknoten die Einstellung des Datenfelds für eine spezifische
Verbindung des Benutzers bereit.
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Ein
Funknetzkontroller (radio network controller, RNC) oder ein Adapter
in der Benutzereinrichtung ist ebenfalls als Randknoten geeignet.
Auf diese Weise kann die Domäne
differenzierter Dienste des Kommunikationssystems größer als
das Kernnetz sein.
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Ein
bevorzugter Knoten oder Router zur Weiterleitung von Datenpaketen
in einem paketvermittelten Kommunikationssystem mit vernetzten Knoten
weist ein Verarbeitungssystem auf, das eine differenzierte Handhabung
gemäß einem
Datenfeld in den Paketen durchführt.
Das Datenfeld spezifiziert, ob, in welcher Weise und mit welcher
Priorität
Pakete in die Warteschlange gestellt werden oder ob ein Paket im
Fall einer Stauung verworfen werden kann. Geeignete Datenpakete
sind Internetprotokoll-Pakete und bei dem Datenfeld handelt es sich
vorzugsweise um das Feld differenzierter Dienste im Internetprotokoll-Paketkopf.
In einer Ausführungsform
der Erfindung wertet der Knoten die unspezifizierten Bits im Feld
differenzierter Dienste aus und führt die Pakethandhabung gemäß den unspezifizierten
Bits durch.
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Mehr
bevorzugt weist der Knoten Überwachungsvorrichtungen
auf, die die Verkehrslast des Knotens messen. Eine Verarbeitungseinheit
vergleicht die gemessene Last mit einem Schwellenwert. Vorzugsweise wertet
der Knoten das Datenfeld nur aus, wenn die Verkehrslast über dem
Schwellenwert liegt.
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Eine
erfindungsgemäße Programmeinheit
kann auf einem Datenträger,
wie einem Magnet- oder optischen Aufzeichnungsmedium, gespeichert
werden oder sie kann direkt in einen Randknoten in einem Kommunikationssystem
ladbar sein. Die Programmeinheit ist ein Teil der Software zum Steuern
des Randknotens. Der Randknoten, in dem die Programmeinheit ausgeführt werden
kann, stellt Verbindungen eines paketvermittelten Netzes mit einer
Benutzereinrichtung oder einem weiteren Kommunikationssystem bereit.
Die Datenpakete umfassen ein Datenfeld, gemäß dem Knoten im Kommunikationssystem
eine differenzierte Handhabung der Pakete durchführen können. Die Programmeinheit umfasst
Mittel zum Laden von Parametern für eine Benutzereinrichtung,
die vom Randknoten bedient wird, wobei die Parameter eine Dienstgüte für den Benutzer spezifizieren.
Die Parameter können
beispielsweise als ein Datensatz aus einer Datenbank bereitgestellt
werden. Die Programmeinheit weist Mittel zum Setzen des Datenfelds
gemäß den Parametern
auf. Die Parameter können
entweder die Einstellung des Datenfelds für die spezifische Verbindung
darstellen oder die Programmeinheit umfasst Mittel zum Auswerten
ausgehend von den Parametern, welche Einstellung in der spezifischen
Verbindung verwendet werden muss. Die Mittel in der Programmeinheit
können
als Routinen oder Unterroutinen in einer beliebigen Programmiersprache
verkörpert
sein. Die Programmeinheit kann beliebige Schritte der oben beschriebenen
Verfahren durchführen.
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Die
vorstehenden und andere Objekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden in der folgenden ausführlichen Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen,
wie in den begleitenden Zeichnungen veranschaulicht, offensichtlicher
werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems, in dem
ein erfindungsgemäßes Verfahren
durchgeführt
wird.
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2 zeigt ein Kommunikationssystem mit den
Protokollstapeln, die in den Knoten verarbeitet werden.
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3 zeigt
die Struktur eines Datenfelds differenzierter Dienste in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
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4 zeigt Ablaufdiagramme zur Kennzeichnung
von Datenpaketen, die in der Abwärts-
bzw. Aufwärtsrichtung
gesendet werden, in einem erfindungsgemäßen Verfahren.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In 1 ist
ein Kommunikationssystem schematisch gezeigt, in dem ein erfindungsgemäßes Verfahren
durchgeführt
wird. Eine Benutzereinrichtung UE, z. B. ein Mobiltelefon, ein PDA,
ein Laptop oder ein anderes Endgerät, ist unter Verwendung eines
Zugangsnetzes AN mit einem Kernnetz CN verbunden. Das Zugangsnetz
AN besteht beispielsweise aus einem Basisstationssubsystem, wie
es im GSM bekannt ist, mit Funkbasisstationen, die von einem Basisstationskontroller
gesteuert werden. Ein alternatives Zugangsnetz AN kann ein terrestrisches
UMTS-Funkzugangsnetz (UMTS terrestrial radio access network, UTRN)
mit Basisstationen sein, die von einem Funknetzkontroller (radio
network controller, RNC) gesteuert werden. Drahtlose lokale Datennetze
(wireless local area networks, WLANs) oder ein Satellitennetz sind
ebenfalls Beispiele geeigneter Zugangsnetze AN. Der Kontroller oder
ein Knoten im Zugangsnetz AN ist wiederum mit einem ersten Randknoten
EN des Kernnetzes CN, z. B. einem bedienenden GPRS-Unterstützungsknoten
SGSN, verbunden.
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Das
Kernnetz ist im Allgemeinen über
weitere Randknoten EN',
beispielsweise einen Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten, mit weiteren
Kommunikationssystemen verbunden. Das weitere Kommunikationssystem
FS kann beispielsweise das Kernnetz eines anderen Mobilkommunikationssystems
oder eines Festnetzkommunikationssystems, z. B. des Internets oder
eines Telefonfestnetzes, sein. Im Beispiel ist ein Host HO, an den
die Benutzereinrichtung UE Datenpakete sendet und von dem sie Datenpakete
empfängt, mit
dem weiteren Kommunikationssystem FS verbunden.
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Datenpakete,
die zwischen der Benutzereinrichtung UE und dem Host HO gesendet
werden, werden im Zugangsnetz AN mit der Dienstgüte, die der Benutzer für das Zugangsnetz
subskribiert hat, oder mit einer ausgehandelten Güte, die
während
des Zugriffs des Benutzers gemäß der derzeitigen
Kapazitäten
des Zugangsnetzes AN und der Subskription definiert wurde, verarbeitet.
In dem weiteren Kommunikationssystem FS kann Verkehr ohne eine definierte
Dienstgüte
gemäß einem
Modell differenzierter Dienste oder gemäß einem anderen Modell, das
eine definierte Dienstgüte
bereitstellt, verarbeitet werden. Ein erfindungsgemäßer differenzierter
Dienst wird im Kernnetz CN verwendet, d. h. zwischen den Randknoten
EN, EN'. Folglich
muss das DS-Datenfeld, das die Handhabung eines Datenpakets definiert,
in den Randknoten EN, EN' gesetzt
werden.
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Die
logische Position der Randknoten kann vom physikalischen Rand des
Kernnetzes CN abweichen. Insbesondere wenn das Zugangsnetz AN denselben
differenzierten Dienst wie das Kernnetz CN bereitstellen kann, kann
sich der Randknoten, der das DS-Datenfeld setzt, im Zugangsnetz
oder am Rand des Zugangsnetzes befinden. Zum Beispiel ist es möglich, dass
der Randknoten ein RNC im Zugangsnetz ist, das die Benutzereinrichtung
UE bedient, oder er befindet sich in der Benutzereinrichtung UE
selbst, z. B. in einem Terminaladapter. Ein Randknoten kann sich
auch in dem weiteren Kommunikationssystem befinden, wenn er denselben
differenzierten Dienst wie das Kernnetz CN liefert.
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2 zeigt detaillierter ein Kommunikationssystem,
in dem das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt
wird. Das Kommunikationssystem in 2a umfasst
verschiedene Zugangsnetze AN1, AN2 für das Kernnetz CN, das mit
einem oder mehreren weiteren Kommunikationssystemen FS verbunden
ist. In einem weiteren Kommunikationssystem FS befindet sich ein
Host HO, der mit einer Anwendung kommuniziert, die auf einer Benutzereinrichtung
UE1, UE2 läuft,
wobei Datenpakete durch das Kernnetz CN gesendet werden. Bevorzugte
Protokollstapel sind in den jeweiligen Knoten des Kommunikationssystems
angezeigt. Beschreibungen der Protokolle und ihrer Schnittstellen
können
in den Standards gefunden werden, die GPRS (europäischer Standard
ETSI EN 301 344) oder UMTS (3G TS 23.060 V 3.1.0) beschreiben. Ein
Fachmann ist sich dessen bewusst, dass in den Stapeln andere Protokolle
verwendet werden können.
Zum Beispiel könnte
anstelle des TCP-Protokolls in der Benutzereinrichtung UE1, UE2
und dem Host HO ein UDP-Protokoll verwendet werden. Das IP-Protokoll
auf Schicht LA könnte
durch ein X.25-Protokoll oder durch ein PPP (Punkt-zu-Punkt-Protokoll)
ersetzt werden.
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Im
Beispiel ist das erste Zugangsnetz AN1 ein UTRAN-Netz, das von einem
Funknetzkontroller CR gesteuert wird. Die logische Position des
Randknotens ist in diesem Fall beispielsweise der Knoten SN, der ein
3G-SGSN sein kann, d. h. ein SGSN in Übereinstimmung mit UMTS-Spezifikationen
zum Verbinden des Kontrollers CR mit dem Kernnetz CN. Der Randknoten
kann auch der Kontroller CR selbst sein oder ist Teil der Benutzereinrichtung
UE1, die über
eine Basisstation (nicht gezeigt) und eine Funkstrecke RL1 mit dem Kontroller
CR verbunden ist. Das zweite Zugangsnetz AN2 ist ein GPRS-Basisstationssubsystem
(BSS), das über
eine Funkstrecke RL2 mit der Benutzereinrichtung UE2 verbunden werden
kann. In diesem Fall ist der Randknoten EN des Kernnetzes CN vorzugsweise
der Knoten EN1, da das IP-Protokoll auf der Routingschicht LR im
Kernnetz CN hier abschließt.
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Das
Kernnetz CN umfasst im Allgemeinen mehrere Knoten N und Verbindungen
C, von denen nur einige angezeigt sind, um die Zeichnung zu vereinfachen.
Die Protokollstapel zum Verarbeiten von Datenpaketen in den Knoten
N sind in 2b gezeigt. Die untere IP-Schicht
LR wird von den Knoten N im Kernnetz CN zum Routen der Pakete ausgewertet.
Der Paketkopf von IP-Paketen auf der Routingschicht LR umfasst das DS-Datenfeld,
das die Verarbeitung durch die Knoten N bestimmt. Ein IP-Protokoll
kann ebenfalls auf der Anwendungsschicht LA verwendet werden, bei
der es sich um eine Anwendungsschicht (Verarbeitungsschicht) im
Hinblick auf die Routingschicht LR handelt. Auf einer Zwischenschicht
LI zwischen der Anwendungsschicht LA und der unteren IP-Schicht LR wird das
GPRS-Tunnelprotokoll (GTP) für
Nachrichten zwischen den Knoten im Kernnetz verwendet. Das GTP ist
insbesondere zum Weiterleiten von Parametern, die eine Dienstgüte definieren,
zu den Randknoten geeignet.
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Darüber hinaus
umfasst das Kernnetz CN eine Datenbank DB, beispielsweise eine HLR,
oder kann mit dieser verbunden werden. Die Datenbank verwaltet Benutzerdatensätze, die
spezifizieren, welche Dienstgüte
dem Benutzer für
eine Verbindung bereitzustellen ist. Die entsprechenden Informationen
können
an die Knoten EN1, EN2, SN zum Setzen des DS-Datenfelds gesendet werden. Der Datensatz
und die Datenbank DB können
beispielsweise aus einer Benutzerkennung, z. B. aus dessen Teilnehmernummer,
identifiziert werden.
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Das
DS-Datenfeld im Paketkopf der IP-Pakete auf Schicht LR wird gemäß der Dienstgüte gesetzt,
die während
des Aufbaus der Verbindung ausgehandelt wurde. Im Allgemeinen entspricht
die ausgehandelte Dienstgüte
zumindest der Dienstgüte,
die der Benutzer subskribiert hat. Die Dienstgüte wird mit der Benutzereinrichtung
UE1 ausgehandelt, wenn die Verbindung, z. B. der Funkzugangsträger für die Funkstrecke
RL1, aufgebaut wird. Die Einstellung des Datenfelds gilt für einen
spezifischen Mikrofluss, der ein Anwendung-zu-Anwendung-Fluss von Paketen ist, der
von den Adressen der Sender und Empfänger, den Portnummern und der
Protokollkennung definiert wird. Die Eigenschaften für den Mikrofluss,
einschließlich
der Dienstgüte,
werden vom Knoten SN an den Kontroller CR, der die Funkstrecke RL1
steuert, und den Randknoten EN2 in den GTP-Paketköpfen auf
Schicht LI übertragen.
Die entsprechende Einstellung des Datenfelds wird in dem EN2 solange
gespeichert, wie die Ressourcen, die der Verbindung entsprechen,
der Benutzereinrichtung UE1 zugewiesen werden. Wenn der Knoten EN2,
beispielsweise ein GGSN, aus einem Mediengateway zum Verarbeiten
des Datenverkehrs und einem Steuerknoten besteht, werden die Parameter
für das
Setzen des DS-Datenfelds dem Mediengateway über den Steuerknoten bereitgestellt.
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3 zeigt
die Struktur eines DS-Datenfelds (DS = differentiated Services,
differenzierte Dienste) 10 in einem ersten erfindungsgemäßen Verfahren.
Das DS-Datenfeld 10 ist ein Byte im Paketkopf von IP-Paketen und
hat eine Länge
von acht Bits, die von den Zahlen am unteren Rand des Felds angezeigt
wird, wobei die ersten sechs Bits CP das Per-Hop-Behaviour des Datenpakets
darstellen. Die letzten zwei Bits UD sind in derzeitigen Internetprotokollstandards
nicht spezifiziert. In einer Implementierung der Erfindung definieren
die Bits UD die Priorität
gemäß der Subskription
des Benutzers. Auf diese Weise ist es möglich, vier verschiedene Prioritätsklassen
zu unterscheiden.
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Das
DS-Feld 10 ist in dem Randknoten gesetzt, der die Daten
für die
Routingschicht LR des Kernnetzes CN des Kommunikationssystems verarbeitet.
Der Randknoten selbst muss nicht Teil des Kernnetzes sein, z. B.
wenn der Randknoten der Kontroller CR im Zugangsnetz AN1 von 2 ist. Der Kontroller CR erstellt IP-Pakete
für Schicht
LR, die dann vom Knoten SN in das Kernnetz CN weitergeleitet werden.
Die Bits UD, die die Paketpriorität definieren, werden gemäß dem Benutzerdatensatz
in der Datenbank DB des Kernnetzes CN gesetzt. Wenn ein Per-Hop-Behaviour
in IP-Paketen auf der Anwendungsschicht LA, die von der Benutzeranwendung
oder einem Host gesendet werden, definiert ist, wird das definierte
Per-Hop-Behaviour in die Bits CP im DS-Feld 10 des Paketkopfes
auf Schicht LR kopiert. Es ist außerdem möglich, eine angeforderte Dienstgüte von einer
anderen Schicht im Protokollstapel, z. B. der Zwischenschicht LI,
zu kopieren oder abzubilden, insbesondere wenn die Anwendungsschicht
LA nicht im Randknoten ausgewertet wird. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene
Prioritäten
von Datenpaketen für
Benutzer mit derselben Subskription zu unterscheiden. Andernfalls
können
die Bits CP auf einen Standardwert gesetzt werden. Die Knoten N
im Kernnetz CN, die die Datenpakete weiterleiten, verarbeiten sie
mit der Priorität,
die im DS-Datenfeld 10 definiert ist, wobei entweder die
Bits UD oder die Bits CP oder beide berücksichtigt werden.
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Ein
alternatives erfindungsgemäßes Verfahren
wird mit Bezug auf 4 beschrieben,
die Ablaufdiagramme für
die Kennzeichnung von Datenpaketen in der Abwärts- bzw. Aufwärts richtung
zeigt. In dieser Ausführungsform
verarbeiten die Knoten N im Kernnetz CN die IP-Pakete auf der Routingschicht
LR gemäß dem Per-Hop-Behaviour,
das im Paketkopf definiert ist. Für Abwärtsstreckenverkehr (4a)
kann ein Gateway-GPRS-Unterstützungsknoten
GGSN der Randknoten zwischen dem Kernnetz CN und einem weiteren Kommunikationssystem,
von dem die Pakete bereitgestellt werden, sein. Im Randknoten werden
die von dem weiteren Kommunikationssystem eingehenden Benutzerpakete
in Tunnel-IP-Pakete auf Schicht LR eingekapselt. Die Benutzerpakete
können
IP-Pakete auf Schicht LA sein.
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Nachdem
ein Paket in Schritt 20 an einem Randknoten, z. B. Knoten
EN2, angekommen ist, wird die Einstellung des DS-Datenfelds, das die Dienstgüte definiert,
die in dem Paket angefordert wird, in Prüfung 22 gelesen. Wenn
der Randknoten ein GGSN ist, kann die Einstellung des DS-Felds in
den Paketköpfen
auf der Anwendungsschicht LA zu diesem Zweck ausgewertet werden.
Im Suchvorgang 24 wird der Benutzersubskriptionsdatensatz
darauf geprüft,
welche Dienstgüte
dem Benutzer für
die angeforderte Dienstgüte
bereitzustellen ist. Im Allgemeinen muss der Suchvorgang 24 nur
für das
erste Paket in einem Paketfluss durchgeführt werden und die entsprechende
Einstellung des Per-Hop-Behaviours kann für alle folgenden Pakete desselben Flusses
verwendet werden, solange die angeforderte Dienstgüte unverändert ist.
Es ist möglich,
den Suchvorgang 24 in einer Vorrichtung außerhalb
des Randknotens durchzuführen
und nur das Ergebnis zu übertragen. Der
Suchvorgang 24 kann auch eine ausgehandelte Dienstgüte berücksichtigen.
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Wenn
das Paket keine angeforderte Dienstgüte enthält, wird die Dienstgüte gemäß einem
Standardwert bereitgestellt. Der Standardwert ist vorzugsweise Best-Effort-Service,
obgleich eine beliebige andere Standardeinstellung in dem Subskriptionsdatensatz
definiert sein kann. Wenn ein Paket an einem Randknoten EN2 ankommt,
bevor eine Verbindung aufgebaut ist, kann der Standardwert auch
die Dienstgüte
sein, die einer anderen Verbindung entspricht, die dem Benutzer
bereits bereitgestellt ist und der verlangten Güte am ehesten entspricht. Das
DS-Datenfeld in den Tunnel-IP-Paketen auf Schicht LR wird in der
Kennzeichnungsfunktion 26 gemäß dem Wert aus dem Suchvorgang 24 gesetzt.
Die DS-Datenfelder in den Paketen mit der entsprechenden Adresse
und Portnummer werden dann gemäß dem entsprechenden
Per-Hop-Behaviour gesetzt. Schließlich werden die Tunnel-IP-Pakete
in Schritt 28 an einen Knoten in dem Kernnetz gesendet.
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Im
Aufwärtsstreckenfall
(4b) werden die Pakete von einer Benutzeranwendung,
beispielsweise IP-Pakete, vorzugsweise für Schicht LR in dem RNC, der
den Benutzer bedient und als der Randknoten für das Kernnetz fungiert, eingekapselt.
Für Pakete,
die in Schritt 30 von der Benutzereinrichtung am RNC ankommen,
wird die angeforderte Dienstgüte
in der Klassifizierung 32 geprüft. Im Gegensatz zu einem GGSN
wertet der RNC Informationen auf der Anwendungsschicht LA nicht
aus, wie im Protokollstapel von Knoten CR in 2a gezeigt
ist. Folglich wird die Klassifizierung 32 vorzugsweise
gemäß dem Funkzugangsträger für die Verbindung
auf der Funkstrecke RL1 oder gemäß Informationen,
die von einem anderen Knoten bereitgestellt werden, insbesondere
von einem 3G-SGSN, der den RNC mit dem Kernnetz CN verbindet, durchgeführt. Ein Suchvorgang 34 wird
gemäß der angeforderten
Dienstgüte
oder gemäß einem
Standardwert durchgeführt
und das DS-Datenfeld in dem Paketkopf auf Schicht LR wird entsprechend
mittels der Kennzeichnungsfunktion 36 gesetzt, bevor die
Pakete in Schritt 38 in das Kernnetz gesendet werden.
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Der
Suchvorgang 34 wird im Allgemeinen in einem anderen Knoten,
z. B. einem 3G-SGSN wie Knoten SN in 2a, durchgeführt und
das Ergebnis an den RNC übertragen,
der den Subskriptionsdatensatz nicht direkt von der Datenbank DB
beziehen kann. Um dem RNC die Informationen aus dem Subskriptionsdatensatz des
Benutzers bereitzustellen, wird vorzugsweise ein Kommunikationsvorgang
mit dem Knoten SN unter Verwendung des GTP auf Schicht LI durchgeführt. Wenn
die Verbindung aufgebaut ist, bezieht der Knoten SN den Benutzerdatensatz
von der Datenbank DB und speichert ihn, solange der Benutzereinrichtung
mit der Funkstrecke RL1 eine Verbindung, z. B. ein Funkzugangsträger, bereitgestellt
wird. Der Knoten SN führt
dann den Suchvorgang 34 durch und sendet das Per-Hop-Behaviour,
das in den Paketköpfen
auf Schicht LR einzustellen ist, an den RNC mit der entsprechenden
Kennung des Mikroflusses der Pakete im GTP-Identifikator auf Schicht LI.
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Ebenso
kann ein Per-Hop-Behaviour auch vom SGSN an den GGSN zur Einstellung
der Paketköpfe in
der Abwärtsrichtung
an den Benutzer gesendet werden. In ähnlicher Weise kann das Per-Hop-Behaviour vom
GGSN an den SGSN gesendet werden, wenn die Verbindung von einem
weiteren Netz zum Benutzer oder von steuernden Knoten zu verarbeitenden
Knoten aufgebaut wird, wenn das Kommunikationssystem den Verkehr
verarbeitet und die Verbindungen in anderen Knoten steuert, d. h.
das System verfügt über getrennte Verkehrs-
und Steuerebenen. Die Übertragung
des Per-Hop-Behaviours an den Randknoten anstelle des Benutzersubskriptionsdatensatzes
weist die Vorteile auf, dass der Datenverkehr im Netz verringert
wird und der Suchvorgang nur für
das erste Paket in einem Mikrofluss durchgeführt werden muss.
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Tabelle
1: Beispiel eines Benutzersubskriptionsdatensatzes
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Ein
Beispiel eines Benutzersubskriptionsdatensatzes, der zum Setzen
des DS-Datenfelds in einem UMTS-Kommunikationssystem ausgewertet
wird, ist in Tabelle 1 gezeigt. In der ersten Spalte sind alle existierenden
Dienstgüten
aufgeführt,
die von einem Benutzer angefordert werden können. Mögliche Per-Hop-Behaviours (PHB)
sind beschleunigte Weiterleitung (expedited forwarding, EF), gesicherte
Weiterleitung (assured forwarding, AF) und Best-Effort-Service (BE).
Für die
gesicherte Weiterleitung werden von den Bits des Per-Hop-Behaviours
verschiedene Verzögerungsklassen
x und Verwerfungsprioritäten
(Drop Precedences) y definiert. Die zweite Spalte enthält die Dienstgüte gemäß der Benutzersubskription.
Es ist möglich,
dass die ersten zwei Spalten der Tabelle identisch sind. In den
meisten Fällen
wird sich die subskribierte Dienstgüte jedoch von der angeforderten
unterscheiden. Im Allgemeinen wird sie für ein oder mehrere Per-Hop-Behaviours niedriger
sein. Die dritte Spalte enthält
die UMTS-Dienstgüteklassen,
die für
den Aufbau einer Verbindung für den
Benutzer mit dem Funkzugangsnetz verwendet werden. Es ist möglich, dass
nur eine oder einige dieser Klassen für eine spezifische Subskription
verwendet werden können.
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Das
Ergebnis der Prüfung 22 oder
der Klassifizierung 32 des Benutzerdatenpakets kann ein
beliebiges angefordertes Per-Hop-Behaviour
aus der ersten Spalte sein. Für
das angeforderte Per-Hop-Behaviour wird das subskribierte Behaviour
in der Suche 24, 34 aus der zweiten Spalte bezogen
und in der Kennzeichnungsfunktion 26, 36 im DS-Datenfeld
des Tunnel-IP-Pakets
gesetzt. Wenn das Benutzerdatenpaket keine angeforderte Dienstgüte enthält, kann
die Suche nach einem Standard-Behaviour, im Allgemeinen Best-Effort-Service, durchgeführt werden.
Die Verarbeitung der Datenpakete im Zugangsnetz wird entsprechend
der dritten Spalte der Tabelle durchgeführt. Wenn die Pakete über eine
Funkstrecke an einem Kontroller CR, wie einem RNC, ankommen, der
die Pakete für
die Routingschicht LR im Kernnetz vorbereitet, ohne die Anwendungsschicht LA
auszuwerten, ist es auch möglich,
eine Abbildung von den UMTS-Dienstklassen auf das subskribierte Per-Hop-Behaviour
durchzuführen.
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Die
obigen Ausführungsformen
verwirklichen in vortrefflicher Weise die Aufgaben der Erfindung.
Man wird jedoch zu schätzen
wissen, dass von Fachmännern
Abweichungen vorgenommen werden können, ohne vom Schutzumfang
der Erfindung abzuweichen, der nur durch die Ansprüche eingeschränkt wird.
