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Die
Erfindung betrifft das Zuweisen von Datenübertragungsressourcen bei paketvermittelter
Datenübertragung
und insbesondere das Optimieren von Funkschnittstellenressourcen
bei drahtloser, paketvermittelter Datenübertragung.
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Mobilsysteme
der dritten Generation, UMTS (Universal Mobile Telecommunication
System) und IMT-2000 (International Mobile Telephone System) genannt,
werden nicht nur leitungsvermittelte Sprachdienste vorsehen, sondern
auch paketvermittelte Dienste, beispielsweise auf die Art und Weise des
Paketfunknetzes GPRS (General Packet Radio Service), das für das GSM-System
gestaltet ist. Paketvermittelte Datenübertragung ermöglicht den
Gebrauch verschiedener Datendienste mithilfe einer Mobilstation
und andererseits der Zuweisung der Ressourcen eines mobilen Systems,
besonders der Funkschnittfläche,
für jeden
Benutzer nach Bedarf.
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Wenn
der Benutzer einer Endeinrichtung in einem UMTS-System eine paketvermittelte
Anwendung nutzen möchte,
beispielsweise zum Herunterladen einer Videodatei aus dem Netz auf
die Endeinrichtung, weist das Funkressourcen-Managementsystem RRM
des UMTS-Systems einem Radio Bearer eine anwendungsbasierte Reservierung
zu, die nicht nur von der benutzten Anwendung abhängt, sondern
auch von den verfügbaren
Radio Bearer Parametern. Bei einer typischen Einwegdatenübertragung,
beispielsweise beim Herunterladen einer Datei aus dem Netz, kann
dann einer Endeinrichtung in der Downlink-Richtung (von der Basisstation zur Endeinrichtung)
eine Übertragungsgeschwindigkeit
von x Bits/s und in der Uplink-Richtung (von der Endeinrichtung
zur Basisstation) eine Übertragungsgeschwindigkeit
von 0 Bits/s zugewiesen sein. Bei einer solchen Anwendung wird die
Uplink-Datenübertragung
typischerweise nicht benötigt
und dementsprechend besteht kein Bedarf, ihr Ressourcen zuzuweisen.
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Einer
der Parameter, die den Radio Bearer definieren, ist das Verfahren,
das von der Endeinrichtung zum Komprimieren der Nachrichtenvorsatzfelder
von Datenpaketen genutzt ist. Die Nachrichtenvorsatzkompression
von Datenpaketen, die übertragen
werden, und die Dekompression von Datenpaketen, die empfangen werden,
erfolgt in der Paketdatenkonvergenzprotokollschicht PDCP des UMTS-Systems. Die PDCP-Schicht
einer Endeinrichtung unterstützt
typischerweise mehrere Nachrichtenvorsatzkompressionsverfahren,
um den Verbindungsaufbau mit so vielen Netzwerkschichtprotokollarten
wie möglich
zu ermöglichen.
Einige Nachrichtenvorsatz-Kompressionsverfahren könnten außerdem eine
Rückwärtsverbindung
zum Herstellen verschiedener Bestätigungen und Beheben von Fehlersituationen
benötigen.
Eine bestimmte Bandbreite muss dann auch für die Rückwärtsverbindung reserviert werden,
wobei jedoch die Kompression der Nachrichtenvorsatzfelder den Bedarf
an einer Bandbreite für
eine Vorwärtsverbindung
vermindert.
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Ein
Problem mit der oben genannten Anordnung entsteht aus dem Nutzen
einer anwendungsbasierten Kapazitätszuweisung zusammen mit einem Nachrichtenvorsatz-Kompressionsverfahren,
das eine bidirektionale Verbindung erfordert. Wenn die Endeinrichtung
nur über
Kompressionsverfahren verfügt,
die eine bidirektionale Verbindung erfordern, und die Endeinrichtung
eine Kapazitätszuweisungsanforderung
an eine Anwendung sendet, die typischerweise unidirektional ist,
wie das oben beschriebene Herunterladen einer Datei aus dem Netz,
weist das Funkressourcen-Managementsystem RRM dem Radio Bearer auf
der Grundlage der Anwendung nur eine Einwegverbindung zu. Die verfügbaren Kompressionsverfahren
funktionieren dann nicht, und die Verbindung kann ohne die Fähigkeit,
eine angemessene Bandbreite auch für die Rückwärtsverbindung unter Verwendung
besonderer Anordnungen zu reservieren, die neue Kapazitätszuweisungsanforderungen
umfassen, nicht aufgebaut werden. Dies ist nicht in allen Situationen
möglich,
und eine solche Anordnung kompliziert in jedem Falle eine optimale Zuweisung
von Funkressourcen. WO99/66736 offenbart ein Verfahren zum Radio
Bearer Management gemäß Protokollschichten,
wobei Datenströme,
die von den Anwendungen einer Mobilstation über L3-Schichten kommen, in eine Anzahl von
Teildatenströmen
demultiplext werden. Dann werden die Teildatenströme gemäß ihrer
Dienstqualitätsvoraussetzungen
in Gruppen angeordnet, wobei für
jede Gruppe verschiedene Nachrichtenvorsatz-Dekompressionsverfahren
genutzt werden können.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren
und eine Vorrichtung, die das Verfahren implementiert, zur Reduzierung
der oben genannten Nachteile zu entwickeln. Die Aufgabe der Erfindung
wird durch ein Verfahren, ein System und eine Endeinrichtung gelöst, die
durch die Ausführungen
in den unabhängigen
Ansprüchen
gekennzeichnet sind. In den abhängigen
Ansprüchen
sind bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dargelegt.
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Die
Erfindung basiert auf dem Auswählen des
auf die Funkverbindung anzuwendenden Kompressionsverfahrens bereits
vor dem Einrichten eines Radio Bearers, und diese Information wird
an das Funkressourcen-Managementsystem RRM übertragen, das bei der Kapazitätszuweisung
einen möglichen
bidirektionalen Kompressionsalgorithmus berücksichtigt und die notwendige
Kapazität
sowohl für die
Downlink- als auch für
die Uplink-Verbindung zuweist.
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Das
Verfahren und das System der Erfindung bieten den Vorteil, dass
Nachrichtenvorsatz-Kompressionsverfahren,
die eine bidirektionale Verbindung erfordern, auch unmittelbar auf
Radio Bearers funktionieren, die aufgrund der Anwendung nur einen
Einweg Radio Bearer benötigen
würden. Ein
weiterer Vorteil ist, dass kein zusätzliches Signalisieren zum
Aufbauen der Rückwärtsverbindung
notwendig ist, weil die bidirektionale Beschaffenheit bereits berücksichtigt
ist, wenn der Radio Bearer eingerichtet wird. Noch ein weiterer
Vorteil ist, dass die gesamte Bandbreite, die dem Radio Bearer zugewiesen
ist, optimiert werden kann, wenn sowohl die vom Kompressionsverfahren
erforderte Bandbreite als auch der Vorzug berücksichtigt wird, der sich aus
der Nutzung des Kompressionsalgorithmus als kleinere Datenmenge
ergibt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER FIGUREN
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Im
Folgenden wird die Erfindung mithilfe bevorzugter Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Es
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm der Bauweise des UMTS-Systems,
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2a und 2b Protokollstapel,
die zur UMTS-Steuerungssignalisierung
und Benutzerdatenübertragung
genutzt sind,
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3 ein
Blockdiagramm eines Funktionsmodells einer PDCP-Schicht und
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4 Kapazitätszuweisungssignalisierung einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Im
Folgenden wird die Erfindung unter Verwendung eines Paketfunkdiensts
gemäß dem UMTS-System
als Beispiel beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf
das UMTS-System beschränkt,
sondern kann auf jedes paketvermittelte Datenübertragungsverfahren angewendet
sein, dessen Kapazitätszuweisung
von Paketdatenverbindungen erfordert, dass die verwendeten Nachrichtenvorsatz-Kompressionsverfahren
berücksichtigt
werden.
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Der
Aufbau des UMTS-Mobiltelefonsystems ist in 1 beschrieben. 1 enthält nur die
Blöcke,
die zur Erläuterung
der Erfindung wesentlich sind, obgleich es für einen Fachmann offensichtlich ist,
dass ein herkömmliches
mobiles Telefonsystem außerdem
andere Funktionen und Strukturen umfassen kann, die hierin nicht
eingehender beschrieben werden müssen.
Die hauptsächlichen
Teile eines mobilen Telefonsystems sind ein Kernnetz CN, ein UMTS
Terrestrial Radio Access Network UTRAN und eine Mobilstation oder
Benutzergerät
UE. Die Schnittstelle zwischen dem CN und UTRAN wird als Iu bezeichnet,
und die Luftschnittstelle zwischen UTRAN und dem UE wird als Uu
bezeichnet.
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UTRAN
umfasst typischerweise mehrere Funknetzuntersysteme RNS, wobei die
Schnittstelle zwischen den Untersystemen als Iur (nicht gezeigt) bezeichnet
wird. RNS umfasst eine Funknetzsteuerung RNC und eine oder mehrere
Basisstationen, die auch als Knoten B bezeichnet werden. Die Schnittstelle
zwischen RNS und BS wird als Iub bezeichnet. Eine Basisstation BS
ist typischerweise für
die Funkwegimplementierung zuständig,
wobei die Funknetzsteuerung RNC zumindest folgendes verwaltet: Management
von Funkressourcen, Steuerung von interzellularem Handover, Leistungsanpassung,
Timing und Synchronisierung, Funkruf von Teilnehmerendeinrichtungen.
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Das
Kernnetz CN setzt sich aus einer Infrastruktur zusammen, die zu
einem mobilen Telefonsystem gehört
und extern von UTRAN ist. In dem Kernnetz ist eine Mobilfunkvermittlungsstelle
/ Besucherverzeichnis 3G-MSC/VLR mit einem Standortverzeichnis HLR
und vorzugsweise außerdem
mit einem Dienstesteuerungsknoten SCP eines intelligenten Netzes
verbunden. Das Standortverzeichnis HLR und das Besucherverzeichnis
VLR umfassen Information über
mobile Teilnehmer, das Standortverzeichnis HLR umfasst Information über alle
Teilnehmer in dem mobilen Kommunikationsnetz und die Dienste, an
denen sie teilnehmen, und das Besucherverzeichnis VLR umfasst Information über Mobilstationen,
die den Bereich einer bestimmten Mobilfunkvermittlungsstelle MSC
besuchen. Eine Verbindung zu einem bedienenden Knoten eines Datenpaket-Funksystems 3G-SGSN
(Serving GPRS Support Node) ist über Schnittstelle
Gs' und zu einem
Telefonfestnetz PSTN/ISDN über
eine Gateway-Vermittlungsstelle GMSC (Gateway GMSC, nicht gezeigt) gebildet.
Eine Verbindung von dem bedienenden Knoten 3G-SGSN zu externen Datennetzen
PDN ist über
eine Schnittstelle Gn zu einem Gateway-Knoten GGSN (Gateway GPRS
Support Node) gebildet, der eine weitere Verbindung zu den externen
Datennetzen PDN aufweist. Die Verbindung von sowohl der Mobilfunkvermittlungsstelle
3G-MSC/VLR und dem bedienenden Knoten 3G-SGSN zum Funknetz UTRAN
(UMTS Terrestrial Radio Access Network) ist über die Schnittstelle Iu eingerichtet.
Es ist zu beachten, dass das UMTS-System so ausgelegt ist, dass das
Kernnetz CN mit beispielsweise dem Kernnetz eines GSM-Systems identisch
sein kann, in welchem Falle keine Notwendigkeit besteht, die gesamte
Netzwerkinfrastruktur umzubauen.
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Das
UMTS-System umfasst außerdem
ein Datenpaket-Funknetz,
das in hohem Ausmaß gemäß einem
GPRS-System, das mit einem GSM-Netz verbunden ist, implementiert
ist, was die Verweise auf ein GPRS-System in den Bezeichnungen der
Netzelemente erklärt.
Das UMTS-Paketfunknetz kann mehrere Gateway- und bedienenden Knoten
umfassen, wobei mehrere bedienende Knoten typischerweise mit einem
Gateway-Knoten 3G-GGSN verbunden sind. Beide Knoten 3G-SGSN und 3G-GGSN fungieren
als Router, die die Mobilität
einer Mobilstation unterstützen,
wobei die Router das mobile System steuern und Datenpakete ungeachtet
ihres Standorts und des verwendeten Protokolls zu Mobilstationen
routen. Der bedienende Knoten 3G-SGSN steht über das Funknetz UTRAN mit
einer Mobilstation in Kontakt. Es ist eine Aufgabe des bedienenden Knotens
3G-SGSN, Mobilstationen
zu erkennen, die zu Paketfunkverbindungen in seinem Dienstbereich fähig sind,
Datenpakete von den Mobilstationen zu übertragen und zu empfangen
und den Standort der Mobilstationen in seinem Dienstbereich zu überwachen.
Ferner steht der bedienende Knoten 3G-SGSN über die Signalisierungsschnittstelle
Gs' mit der Mobilfunkvermittlungsstelle
3G-MSC und dem Besucherverzeichnis VLR und über die Schnittstelle Gr mit dem
Standortregister HLR in Kontakt. Datensätze, die den Paketfunkdienst
betreffen und teilnehmerspezifische Paketdatenprotokollinhalte umfassen, sind
außerdem
in dem Standortregister HLR gespeichert.
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Der
Gateway-Knoten 3G-GGSN wirkt als Gateway zwischen dem UMTS-Paketfunksystem und
dem externen Datennetz PDN (Packet Data Network; Paketdatennetz).
Externe Datennetze beinhalten das UMTS- oder GPRS-Netz eines zweiten
Netzbetreibers, das Internet, ein X.25-Netz oder ein privates lokales
Netz. Der Gateway-Knoten 3G-GGSN steht
mit den Datennetzen über
Schnittstelle Gi in Kontakt. Datenpakete, die zwischen dem Gateway-Knoten
3G-GGSN und dem
bedienenden Knoten 3G-SGSN übertragen
werden, werden stets gemäß dem Gateway
Tunneling Protocol GTP verkapselt. Der Gateway-Knoten 3G-GGSN enthält außerdem PDP-Adressen
(Paketdatenprotokoll-Adressen) der Mobilstationen und Routing-Information,
d.h. 3G-SGSN-Adressen.
Die Routing-Information wird somit zum Verbinden der Datenpakete
zwischen dem externen Datennetz und dem bedienenden Knoten 3G-SGSN
benutzt. Das Netz zwischen dem Gateway-Knoten 3G-GGSN und dem bedienenden
Knoten 3G-SGSN setzt ein IP-Protokoll ein, vorzugsweise das IPv6
(Internet Protocol, Version 6).
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2a und 2b zeigen
UMTS-Protokollstapel, die zum Steuern der Signalisierung (Steuerebene)
und Übertragung
von Benutzerdaten (Benutzerebene) in einem Paketfunkdienst des UMTS-Systems
genutzt sind. 2a zeigt den Protokollstapel, der
zum Steuern der Signalisierung zwischen einer Mobilstation MS und
dem Kernnetz CN genutzt ist. Mobilitätsmanagement MM, Verbindungssteuerung CC
und Sitzungsmanagement SM der Mobilstation MS werden auf den höchsten Protokollschichten
zwischen der Mobilstation MS und dem Kernnetz CN so signalisiert,
dass die Basisstation und die Funknetzsteuerung RNC, die dazwischen
angeordnet sind, für diese
Signalisierung transparent sind. Das Funkressourcen-Management von
Funkverbindungen zwischen Mobilstationen MS und Basisstationen BS
wird durch ein Funkressourcen-Managementsystem RRM durchgeführt, das
Steuerungsdaten von der Funknetzsteuerung RNC an die Basisstationen
BS überträgt. Diese
Funktionen, die zum allgemeinen Management eines mobilen Systems
gehören,
bilden eine Gruppe, die Kernnetzprotokolle (CN-Protokolle) genannt werden, auch als
Non-Access Stratum bekannt. Entsprechend wird das Signalisieren,
das die Funknetzsteuerung zwischen einer Mobilstation MS, einer
Basisstation BS und einer Funknetzsteuerung RNC betrifft, in Protokollschichten
ausgeführt,
die Funkzugangsnetzprotokolle (RAN-Protokolle) genannt werden, d.h.
Access Stratum. Diese beinhalten Transferprotokolle der niedrigsten
Ebene, deren Steuerungssignalisierung an die höheren Ebenen zur weiteren Verarbeitung übertragen
wird. Das wesentlichste der höheren
Access Stratum-Schichten ist das Funkressourcen-Steuerungsprotokoll
RRC, das beispielsweise für
das Aufbauen, Konfigurieren, Unterhalten und Freigeben von Funkverbindungen
zwischen der Mobilstation MS und dem Funknetz UTRAN und zum Übertragen
von Steuerungsinformation vom Kernnetz CN und dem Funknetz RAN an die
Mobilstationen MS zuständig
ist. Außerdem
ist das Funkressourcen-Steuerungsprotokoll RRC beispielsweise für das Zuweisen
von genügend
Kapazität
für den
Radio Bearer gemäß den Befehlen
der Funkressourcen-Managementsystems RRM bei anwendungsbasierter
Kapazitätszuweisung
zuständig.
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Paketvermittelte
UMTS-Benutzerdaten werden unter Verwendung eines Protokollstapels,
wie in 2b gezeigt, übertragen. An der Schnittstelle
Uu zwischen dem Funknetz UTRAN und einer Mobilstation MS wird eine
Datenübertragung
auf niedrigeren Ebenen in einer physikalischen Schicht gemäß einem
WCDMA- oder TD-CDMA-Protokoll
durchgeführt.
Eine MAC-Schicht über
der physikalischen Schicht überträgt Datenpakete
zwischen der physikalischen Schicht und einer RLC-Schicht, und die RLC-Schicht
behandelt das logische Management der Funkverbindungen verschiedener
Radio Bearer. Die RLC-Funktionen
umfassen beispielsweise Segmentierung der Benutzerdaten, die übertragen
werden, in ein oder mehrere RLC-Datenpakete RLC-PDU. Datenpakete
(PDCP-PDU) einer PDCP-Schicht über
der RCL, einschließlich
Nachrichtenvorsatzfelder von höheren
Schichten, können wahlweise
komprimiert werden. Danach werden die PDCP-PDUs an die RLC weitergeleitet,
und sie entsprechen einer RLC-SDU.
Die Benutzerdaten und die RLC-SDUs werden segmentiert und in RLC-Frames übertragen,
zu denen Adressierungs- und Verifikationsinformation hinzugefügt wird,
die wesentlich für
die Datenübertragung
ist. Die RLC-Schicht ist außerdem
für das
Weitersenden beschädigter
Frames zuständig.
Der bedienende Knoten 3G-SGSN
verwaltet das Routen der Datenpakete, die von der Mobilstation MS über das
Funknetz RAN kommen, weiter zum richtigen Gateway-Knoten 3G-GGSN.
Diese Verbindung nutzt das Tunneling-Protokoll GTP, das die gesamten
Benutzerdaten und Signalisierung, die über das Kernnetz übertragen
werden, verkapselt und tunnelt. Das GTP-Protokoll arbeitet über dem IP, das vom Kernnetz
genutzt ist.
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Eine
der Aufgaben der PDCP-Schicht ist, eine transparente Übertragung
von Datenpaketen, die von den höheren
Anwendungsschichten zu den niedrigeren Verbindungsschichten kommen
und umgekehrt zwischen UMTS-Endeinrichtungen
und Elementen des Funknetzes UTRAN zu ermöglichen. Daher muss es möglich sein,
die PDCP-Schicht so zu modifizieren, dass sie außerdem Datenpakete anderer
Netzwerkschichtprotokolle außer
den IP-Protokollen (IPv4, IPv6) übertragen
können,
die bereits unterstützt
werden.
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Eine
andere wichtige Aufgabe der PDCP-Schicht umfasst Funktionen bezüglich der
Verbesserung der Kanaleffizienz. Diese Funktionen basieren typischerweise
auf verschiedenen Optimierungsverfahren, wie Kompressionsalgorithmen
von Datenpaket-Nachrichtenvorsatzfeldern.
Da heutzutage die Netzwerkschichtprotokolle, die für UMTS geplant
sind, IP-Protokolle
sind, sind die verwendeten Kompressionsalgorithmen die, die von
der IETF (Internet Engeneering Task Force) standardisiert sind. Es
ist jedoch möglich,
jeglichen Nachrichtenvorsatz-Kompressionsalgorithmus
auf die PDCP-Schicht anzuwenden, der gemäß dem in jedem Fall genutzten
Netzwerkschichtprotokoll ausgewählt ist.
Einige Nachrichtenvorsatz-Kompressionsalgorithmen können eine
bidirektionale Verbindung zwischen der Endeinrichtung und dem Netz
erfordern, so dass es möglich
ist, verschiedene Bestätigungen zu
versehen und Fehlerbehebung zu verwalten.
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Zu
den Aufgaben der PDCP-Schicht gehört auch das Übertragen
von Datenpaketen PDCP-SDU und der zugehörigen PDCP-Laufnummer an ein
neues Funknetzuntersystem in internen Handovers zwischen UMTS-Funknetzuntersystemen (SRNS
Relocation). Eine weitere Aufgabe ist, bei Bedarf mehrere Radio
Bearer zu ein und derselben RLC-Einheit zu multiplexen.
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3 zeigt
ein Funktionsmodell der PDCP-Schicht,
bei dem eine PDCP-Einheit für
jeden Radio Bearer definiert ist. Da in den vorliegenden Systemen
ein individueller PDP-Kontext für
jeden Radio Bearer definiert ist, ist auch eine PDCP-Einheit für jeden
PDP-Kontext definiert,
und eine bestimmte RLC-Einheit ist für jede PDCP-Einheit in der RLC-Schicht
definiert. Wie oben angegeben kann die PDCP-Schicht im Prinzip so
betrieblich implementiert werden, dass mehrere PDP-Kontexte in der
PDCP-Schicht gemultiplext werden, in welchem Fall in der RLC-Schicht
unter der PDCP-Schicht eine RLC-Einheit Datenpakete von mehreren
Radio Bearers zur selben Zeit empfängt.
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Jede
PDCP-Einheit kann einen oder mehrere oder keine Nachrichtenvorsatz-Kompressionsverfahren
nutzen. Mehrere PDCP-Einheiten können
außerdem
denselben Algorithmus nutzen. Die Funkressourcen-Steuerung RRC verhandelt
einen geeigneten Algorithmus für
jede PDCP-Einheit
sowie Parameter, die den Algorithmus steuern, und teilt der PDCP-Schicht
dann den ausgewählten
Algorithmus und die ausgewählten
Parameter über
einen PDCP-C-SAP Punkt (PDCP Control Service Access Point) mit.
Das verwendete Kompressionsverfahren hängt von der bei der Verbindung
verwendeten Netzwerkschichtprotokollart ab, wobei der Funkressourcen-Steuerung
die Art angezeigt wird, wenn der PDP-Kontext aktiviert wird.
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Das
Anzeigen und Unterscheiden verschiedener Kompressionsverfahren erfolgt
mithilfe von Paketkennungen PID, die den Datenpaketen PDU beigegeben
sind. Für
die PID-Werte jeder PDCP-Einheit wird eine Tabelle erstellt, in
denen verschiedene Kompressionsalgorithmen verschiedenen Datenpaketen
zugeordnet werden und der Wert der Paketkennungen PID als Kombination
derselben bestimmt wird. Wenn kein Kompressionsalgorithmus verwendet
ist, erhält
die Paketkennung PID den Wert Null. Für jeden Kompressionsalgorithmus
und seine Kombinationen mit verschiedenen Datenpaketarten werden
PID-Werte sequentiell auf eine Weise bestimmt, dass die PID-Werte
von jedem Kompressionsalgorithmus von n+1 beginnt, wobei n der letzte
PID-Wert ist, der für
den vorhergehenden Kompressionsalgorithmus definiert wurde. Die
Reihenfolge der Kompressionsalgorithmen wird in Verhandlungen mit
der Funkressourcen-Steuerung RRC bestimmt. Die PDCP-Einheiten an
jedem Ende der Paketdatenverbindung können die Kompressionsalgorithmen übertragener
und empfangener Datenpakete auf der Grundlage der PID-Werttabelle
identifizieren. Diese Information wird jedoch nicht in der Funkressourcen-Steuerung
RRC gespeichert.
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Bei
anwendungsbasierter Kapazitätszuweisung,
bei der beispielsweise eine Anwendung einer Mobilstation MS eine
Anforderung zum Einrichten eines Radio Bearers an das Netz überträgt, wird
eine Kapazitätsanforderung
von der Mobilstation als Steuerungssignalisierung an die Funktion
SM (Session Management) übertragen,
die Kernnetzverbindungen verwaltet, von der die Kapazitätsanforderung
an die entsprechende Funktion SM des bedienenden Knotens 3G-SGSN
weitergeleitet wird. Der bedienende Knoten 3G-SGSN verhandelt mit
dem Funkressourcen-Managementsystem RRM der Funknetzsteuerung RNC,
ob Funkressourcen gemäß der Kapazitätsanforderung
verfügbar
sind. Wenn genügend
Ressourcen da sind, übergibt
der bedienende Knoten 3G-SGSN die Ressourcenzuweisungsaufgabe an
das Funkressourcen- Managementsystem RRM,
dessen Aufgaben beinhalten, den verschiedenen Radio Bearers die
begrenzten Funkressourcen so optimal wie möglich zuzuweisen. Das Funkressourcen-Managementsystem
RRM bestimmt, welche Art von Funkressourcenparametern zum Nutzen
der Anwendung optimal wären
und definiert gemäß der verfügbaren Funkressourcenkapazität die geeignetsten
Parameter für
den Radio Bearer. Das Funkressourcen-Managementsystem RRM überträgt Befehle an
das Funkressourcen-Steuerungsprotokoll
RRC, das die eigentliche Funkressourcenzuweisung durchführt. Für Anwendungen,
die nur eine Einwegverbindung erfordern, wird die gesamte verfügbare Kapazität, z.B.
x kbit/s, typischerweise für
die eine Richtung zugewiesen, typischerweise die Downlink-Richtung,
und keine Kapazität,
d.h. 0 kbit/s, für die
andere Richtung, d.h. die Uplink-Verbindung, zugewiesen. Wenn die
Endeinrichtung dann versucht, einen Nachrichtenvorsatz-Kompressionsalgorithmus
zu verwenden, der eine bidirektionale Verbindung erfordert, oder
dazu gezwungen ist, gelingt die Datenübertragung zwischen dem Netz
und der Endeinrichtung nicht.
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Dies
kann nun mithilfe der vorliegenden Erfindung auf eine Weise vermieden
werden, dass das für
die Funkverbindung genutzte Kompressionsverfahren bereits vor dem
Einrichten des Radio Bearers ausgewählt ist und die Information
an das Funkressourcen-Managementsystem RRM übertragen wird, das den möglicherweise
ausgewählten
bidirektionalen Kompressionsalgorithmus bei der Kapazitätenzuweisung
berücksichtigt.
In diesem Fall kann die gesamte Bandbreite für den Radio Bearer durch Berücksichtigen
sowohl der Bandbreite, die das Kompressionsverfahren erfordert,
als auch des Vorteils, der sich aus der Nutzung des Kompressionsalgorithmus
als kleinere Datenmenge ableitet, optimiert sein.
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Dies
kann mithilfe von 4 veranschaulicht werden, die
die Signalisierung einer Ausführungsform
zum Zuweisen von Kapazität
für eine
Zweiwegverbindung zeigt. Die PDCP-Schicht des Benutzergeräts UE unterstützt zumindest
einen Kompressionsalgorithmus, der eine Zweiwegverbindung erfordert.
Information über
die Kompressionsalgorithmen (400), die vom Benutzergerät UE unterstützt werden, wird
beispielsweise in einer an sich bekannten UE Kapazität Nachricht
an die Funkressourcen-Steuerungsschicht
RRC der Funknetzsteuerung RNC übertragen,
wenn der Radio Bearer eingerichtet wird. Die Funknetzsteuerung RNC
bestimmt (402) den Kompressionsalgorithmus, der auf dem
Radio Bearer zu verwenden ist, und übermittelt dies dem Funkressourcen-Managementsystem
RRM (404). In Reaktion auf eine anwendungsbasierte Kapazitätszuweisungsanforderung
verhandeln der bedienende Knoten 3G-SGSN und das Funkressourcen-Managementsystem
RRM der Netzwerksteuerung RNC wie oben beschrieben, ob genügend Funkressourcen
da sind. Wenn genügend
Funkressourcen verfügbar sind,
weist das RRM dem Radio Bearer Kapazität auf eine Weise zu, dass eine
möglichst
optimale Bandbreite auf der Grundlage der Anwendung definiert ist, wobei
allerdings außerdem
mögliche
Begrenzungen, die durch den Kompressionsalgorithmus festgelegt sind,
berücksichtigt
werden. Auf der Grundlage dieser Bedingungen bestimmt das RRM, wie
die Funkressourcen-Steuerung RRC zu konfigurieren ist, und übermittelt
der RRC Konfigurationsbefehle (406). Auf der Grundlage
der Konfiguration nimmt die RRC die endgültige Kapazitätszuweisung
(408) an den betreffenden Radio Bearer vor, wobei die Zuweisung
außerdem
gewährleistet,
dass bei Bedarf genügend
Kapazität
für die
Rückwärtsverbindung
da ist.
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Der
oben stehende Vorgang kann mithilfe des folgenden Beispiels veranschaulicht
werden. Der Benutzer einer Endeinrichtung möchte eine Videodatei aus dem
Netz herunterladen, und aufgrund der Anwendung, die zum Abspielen
der Videodatei verwendet wird, beträgt die notwendige Datenübertragungsgeschwindigkeit
in der Downlink-Richtung 100 kbits/s und in der Uplink-Richtung
0 kbits/s. Auf der Grundlage der UE Kapazität Nachricht, die von der Endeinrichtung übertragen
wird, erkennt die Funkressourcen-Steuerung RRC, dass die PDCP-Einheiten
sowohl der Endeinrichtung als auch der Basisstation einen Nachrichtenvorsatz-Kompressionsalgorithmus
gemäß der Internetstandardempfehlung
RFC2507 unterstützen,
die eine bidirektionale Verbindung erfordert. Die RRC wählt den
Kompressionsalgorithmus für
den Radio Bearer aus und teilt ihn dem Funkressourcen-Managementsystem RRM
mit. Die Verwendung des Kompressionsalgorithmus erfordert eine Datenübertragungsgeschwindigkeit
von beispielsweise 5 kbit/s in der Uplink-Richtung. Wenn der Anteil
des Nachrichtenvorsatzfelds der gesamten Datenübertragung auf beispielsweise 30
kbits/s eingeschätzt
wird (wobei der Anteil der Nutzdaten 70 kbits/s beträgt), und
der Anteil des Nachrichtenvorsatzfelds nach der Kompression beispielsweise
10 kbits/s beträgt,
kann die Datenübertragungsgeschwindigkeit
der Downlink-Richtung auf 80 kbits/s eingestellt werden. Auf diese
Weise stellt das RRM die Funkressourcen-Steuerung RRC so ein, dass
sie auf eine Weise konfiguriert ist, dass 80 kbits/s für den Downlink
und 5 kbits/s für
den Uplink zugewiesen sind, womit der Arbeitsablauf des Kompressionsverfahrens
gewährleistet
ist und die 20 kbits/s, die in der Downlink-Richtung bezüglich der anwendungsbasierten
Kapazitätszuweisung
eingespart sind, einem anderen Benutzer zugewiesen werden können.
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Im
Vorstehenden wurde die Erfindung in Verbindung mit drahtloser, paketvermittelter
Datenübertragung,
insbesondere mit den Funkressourcen des UMTS-Systems, beschrieben.
Die Erfindung ist jedoch nicht nur auf drahtlose Datenübertragung
beschränkt,
sondern kann außerdem
bei paketvermittelter Datenübertragung über Kabel
unter Einsatz von anwendungsbasierter Datenübertragungskapazitätszuweisung
genutzt sein. Bei Verbindungen, die auf dem Internet-Protokoll (IP)
basieren, wie TCP- (Transmission Transfer Protocol-) oder UDP- (User Datagram
Protocol-) Verbindungen, werden die möglicherweise verwendeten Nachrichtenvorsatz-Kompressionsverfahren
dann der Empfängerpartei
angezeigt und Datenübertragungsressourcen
werden der Endeinrichtungsverbindung unter Berücksichtigung der Kapazität, die die
Nachrichtenvorsatz-Kompressionsverfahren
bei den zugewiesenen Datenübertragungsressourcen
erfordern, zugewiesen.
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Es
ist für
den Fachmann offensichtlich, dass der Grundgedanke der Erfindung
im Verlauf des technologischen Fortschritts auf zahlreiche verschiedene Weisen
implementiert sein kann. Die Erfindung und ihre Ausführungsformen
ist daher nicht auf die oben beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern
kann innerhalb des Anwendungsgebiets der Ansprüche variieren.